Меню

Силовые сети с номинальным напряжением



Напряжения электрических сетей

Напряжения электрических сетей

При передаче больших потоков электрической энергии неизбежны потери активной мощности, которые, согласно закону Джоуля — Ленца, равны:

W =(I·I)·R·t,

где I – величина силы тока, А;

R – активное сопротивление линии, Ом;

Для уменьшения потерь передача и распределение ЭЭ производятся на высоких напряжениях.

По уровню номинального напряжения электрические сети иногда делят на сети низкого (до 1 кВ), среднего (выше 1 кВ до 35 кВ включительно), высокого (110–220 кВ), сверхвысокого (330–750 кВ) и ультравысокого (выше 1000 кВ) напряжений. Напряжение приемников электроэнергии, генераторов и трансформаторов, при котором они нормально и наиболее экономично работают, называют номинальным. Это напряжение указывают в паспорте электрической машины и аппарата.

В установках трехфазного тока номинальным принято считать значение междуфазного напряжения. Поэтому если номинальное напряжение линии – 35 кВ, ее фазное напряжение будет в 3 раз меньше, т.е. 20,2 кВ.

Номинальные напряжения электрических сетей и присоединяемых к ним источников и приемников ЭЭ устанавливаются ГОСТом. Шкала номинальных напряжений для сетей переменного тока частотой 50 Гц:

— до 1000 В: 12, 24, 36, 42, 127, 220, 380 В;

— выше 1000 В: 3, 6, 10, 20, 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750, 1150 кВ.

Для электрических сетей трехфазного переменного тока напряжением до 1000 В и присоединенных к ним источников и приемников электроэнергии ГОСТ 721-78 устанавливает следующие значения номинальных напряжений:

— сети и приемники – 380/220 В; 660/380 В.

— источники – 400/230 В; 690/400 В.

Номинальное напряжение генераторов с целью компенсации потери напряжения в питаемой ими сети принимается на 5 % больше номинального напряжения этой сети. Номинальные напряжения первичных обмоток, повышающих трансформаторов, присоединяемых к генераторам, приняты также на 5 % больше номинальных напряжений подключаемых к ним линий. Первичные обмотки понижающих трансформаторов имеют номинальные напряжения, равные номинальным напряжениям питающих их линий.

Выбор стандартного напряжения определяет построение всей системы ЭСПП. Для внутрицеховых электрических сетей наиболее распространено напряжение 380/220 В, основное преимущество которого — возможность совместного питания силовых и осветительных ЭП. Наибольшая единичная мощность трехфазных ЭП 380/220 В, как правило, не должна превышать 200–250 кВт, допускающая применение коммутирующей аппаратуры на ток до 630 А. Значительное увеличение электрических нагрузок потребителей (их число и единичная мощность) привело к введению повышенного напряжения — 660 В.

Напряжение 660 В:

— целесообразно на предприятиях, на которых (по условиям планировки цехового оборудования, технологии и окружающей среды) нельзя или трудно приблизить цеховые ТП к ЭП. Это имеет место в угольных шахтах, в карьерах, в нефтедобывающей и химической промышленности, на цементных заводах и т.п. Расстояние от ТП до ЭП при этом увеличивается, и становится необходимым для снижения потерь ЭЭ принять повышенное напряжение распределительной сети 660 В;

— целесообразно на предприятиях с высокой удельной плотностью электрических нагрузок и большим числом электродвигателей в диапазоне мощностей 200–600 кВт;

— позволяет увеличить радиус действия цеховых ТП примерно в 2 раза;

— позволяет повысить единичную мощность трансформаторов, сократить число цеховых ТП, линий и аппаратов напряжением выше 1000 В;

— позволяет снизить в 2 раза расход цветных металлов;

— позволяет увеличить пропускную способность сети 660/380 В в 3 раз.

Недостатки напряжения 660 В:

— необходимость раздельного питания силовых и осветительных ЭП;

— повышенная степень опасности поражения электрическим током.

Напряжение до 42 В (24 В или 36 В) применяется в помещениях с повышенной опасностью для стационарного местного освещения и ручных переносных ламп.

Напряжение 12 В применяется только при особо неблагоприятных условиях в отношении опасности поражения электрическим током (например, при работе в котлах или других металлических резервуарах), для питания ручных переносных светильников.

В зависимости от установленной мощности промышленные предприятия подразделяются на предприятия:

— малой мощности (1–5 МВт);

— средней мощности (5–75 МВт);

— большой мощности (более 75 МВт).

Напряжения 6 и 10 кВ используются для питания предприятий малой мощности и во внутризаводских распределительных сетях. Напряжение 10 кВ является предпочтительным. Напряжение 6 кВ целесообразно тогда, когда нагрузки и ТП предприятия получают питание от шин генераторов собственной ТЭЦ, а также при наличии значительного числа ЭП на номинальное напряжение 6 кВ.

Напряжение 35 кВ используется:

— для создания центров питания предприятий средней мощности, если распределительные сети выполняются на напряжение 6–10 кВ;

— для электроснабжения крупных предприятий с удаленными (5–20 км) ЭП на это напряжение;

— в схемах глубокого ввода.

Читайте также:  Нормальное напряжение сжатия называется

Напряжение 110 кВ находит сейчас все большее применение в качестве питающего напряжения на предприятиях средней мощности и в качестве распределительного по схеме глубокого ввода — большой мощности.

Напряжение 220 кВ применяется для питания крупных энергоемких предприятий от ТП районных энергосистем, а также для распределения ЭЭ на первой ступени схемы электроснабжения.

2 thoughts on “ Напряжения электрических сетей ”

abookz. net :

Так как приемники электроэнергии непосредственно под­ключены к сети определенного номинального напряжения, их номинальные напряжения одинаковы. Вместе с тем, в практике встречаются случаи несовпадения номинальных напряжений электроприемников и электрических сетей Например, лампы накаливания выпускаются на напряжение 230-240 В для рабо­

Aleksandr :

Вы противоречите в двух предложениях сами себе. Номинальное напряжение сети и номинальное напряжение электроприемника, это разные вещи и они по определению не могут быть равны. Возможно Вы путаете номинальное напряжение и мгновенное значение напряжения.

Источник

Основные понятия электрических сетей: номинальные напряжения, режимы работы нейтрали

Основные понятия электрических сетей: номинальные напряжения, режимы работы нейтрали

На отечественных электростанциях вырабатывается электроэнергия трехфазного переменного тока частотой 50 Гц. Постоянный ток получают в основном от преобразователей, поэтому энергия постоянного тока всегда дороже энергии переменного тока на величину стоимости преобразования.

Для достижения наилучших технических и экономических показателей работы и обеспечения потребителей электроэнергией электростанции объединяют в энергосистемы (районные, объединенные и др.)

Производство электроэнергии в зависимости от применяемых генераторов, передача и распределение в зависимости от величин передаваемых мощностей и расстояний, на которые они передаются, использование электроэнергии в зависимости от применяемых электроприемников осуществляются на различных номинальных напряжениях.

Под номинальным напряжением генераторов, трансформаторов, линий электропередачи, электроприемников понимается напряжение, на которое они рассчитаны в нормальных длительных условиях работы, сопровождающихся наивысшими технико-экономическими показателями.

По признаку напряжения все электроустановки подразделяются на две группы: до 1 кВ и выше 1 кВ.

Для согласования работы всех электроустановок энергосистем, систем электроснабжения — от генераторов станций и до электроприемников — номинальные напряжения стандартизированы. Величины номинальных напряжений для электроустановок до 1 кВ приведены в табл. 1.1, в табл. 1.2 — для электроустановок выше 1 кВ. Для источников и преобразователей указаны междуфазные напряжения трехфазного тока.

Основные понятия электрических сетей: номинальные напряжения, режимы работы нейтрали

ГОСТ 21128-83 для специальных целей предусматривает применение дополнительных номинальных напряжений, например, для электрических сетей и приемников тока: 24, 42, 127 В.

Шкала номинальных напряжений определяется уровнем развития народного хозяйства и с течением времени корректируется. Так, в последних ГОСТах введены напряжения 0,66 и 20 кВ, которые для питания крупных узлов нагрузок и электроприемников более экономичны, чем напряжения 0,38 и 10 кВ.

Передача больших мощностей на значительное расстояние обусловила необходимость использования высоких и сверхвысоких напряжений (500, 750, 1150 кВ).

На электростанциях электрическая энергия производится на напряжении (3,15); (6,3); 10,5; 21 кВ. Эти номинальные напряжения называются генераторными.

Основные понятия электрических сетей: номинальные напряжения, режимы работы нейтрали

Номинальные напряжения вторичных обмоток трансформаторов, питающих электрические сети, и номинальные напряжения генераторов на 5… 10 % выше номинальных напряжений сети. Это предусмотрено с целью компенсировать потери напряжения в линиях и трансформаторах.

Важным при работе электрической сети является режим ее нейтрали, а также возможность иметь линейные (междуфазные) и фазные напряжения для электроприемников до 1 кВ.

Под нейтралью электрической сети понимается совокупность нейтральных точек обмоток трансформатора (нулевой потенциал обмоток, соединенных в звезду) и соединяющих их проводников. Нейтраль может быть изолирована от земли, соединена с землей через активные или реактивные сопротивления, а также глухо заземленной.

Выбор режима работы нейтрали

Выбор режима работы нейтрали определяется надежностью и экономичностью работы электроустановок, безопасностью их обслуживания. Электроустановки напряжением до 1 кВ выполняются с изолированной или глухозаземленной нейтралью.

Глухое заземление нейтрали может выполняться на напряжении 220/ 127, 380/220, реже — 660/380 В. Нулевой провод в четырехпроводной сети обеспечивает равенство фазных напряжений при неравномерной загрузке фаз от однофазных электроприемников.

Трехфазные сети с заземленной нейтралью позволяют питать совместно трех- и однофазные нагрузки, например, трехфазные — на линейном напряжении 380 В, однофазные — на фазном напряжении 220 В. : Установки с изолированной нейтралью применяются в условиях с повышенными требованиями к безопасности (торфяные разработки, угольные шахты, передвижные электроустановки), Электроустановки напряжением выше 1 кВ по виду режима нейтрали подразделяются на: электроустановки в сетях с эффективно заземленной нейтралью (с большими токами замыкания на землю); в сетях с изолированной нейтралью (с малыми токами замыкания на землю).

В электрических сетях напряжением 110 кВ и выше используется эффективное заземление нейтрали.

Электрической сетью с эффективно заземленной нейтралью называется трехфазная электрическая сеть выше 1 кВ, в которой коэффициент замыкания на землю не превышает 1,4. Коэффициентом замыкания на землю называется отношение разности потенциалов между неповрежденной фазой и землей в точке замыкания на землю другой (или двух других) фазы к разности потенциалов между фазой и землей в этой точке до замыкания.

Читайте также:  Меры безопасности при работе под наведенным напряжением

Электрические сети напряжением 6—35 кВ выполняются с изолированной или компенсированной, т.е. соединенной, например, через индуктивность (дугогасящую катушку), нейтралью.

В сетях с изолированной нейтралью при замыкании на землю через место повреждения будут проходить емкостные токи, обусловленные напряжением и емкостью неповрежденных фаз.

Включение в нейтраль активных или реактивных сопротивлений вызвано необходимостью ограничения емкостных токов на землю. Так, эти токи не должны превышать в нормальных режимах: в сетях 3—20 кВ, имеющих железобетонные и металлические опоры на воздушных линиях, и во всех сетях 35 кВ — 10 А; в сетях, не имеющих железобетонных и металлических опор на воздушных линиях: при напряжении 3—6 кВ — 30 А, при 10 кВ — 20 А, при 15—20 кВ — 15 А.

Особенности сетей с изолированной нейтралью

  1. При неравномерной загрузке фаз трехпроводной электрической сети имеет место напряжение смещения нейтрали, при этом каждая из фаз будет находиться под напряжением, отличным от фазного. Особенно это важно учитывать для сетей напряжением до 1 кВ.
  2. Замыкание одной фазы на землю считается не аварийным, а лишь анормальным режимом. При его возникновении сеть и поврежденная линия могут оставаться включенными и в течение некоторого времени продолжать работу. Замыкание на землю практически не влияет на систему междуфазных напряжений и режим работы электроприемников. Таким образом увеличивается надежность электроснабжения потребителей.
  3. При замыкании на землю одной фазы напряжение двух других фаз относительно земли увеличивается в л/3 раз. В связи с этим изоляция всех фаз предусмотрена на линейное напряжение. При напряжении до 35 кВ это не вызывает существенного удорожания сети.
  4. При больших токах однофазного замыкания дуга в месте короткого замыкания устойчиво и длительно горит, вызывая перенапряжения, опасные для изоляции неповрежденных фаз, и переход однофазного короткого замыкания в междуфазное.

При глухом заземлении нейтрали всякое замыкание одной фазы на землю является однофазным коротким замыканием и должно привести к срабатыванию защитных аппаратов, отключающих поврежденный участок от сети.

Системы электроснабжения сооружаются на нескольких напряжениях. Критерием оптимально принятой системы электроснабжения служит минимум приведенных затрат на ее сооружение и последующую эксплуатацию. Затраты на сооружение системы электроснабжения во многом определяются количеством трансформаций напряжения и используемыми номинальными напряжениями. Обычно в системах электроснабжения применяется 2— 3 трансформации напряжения.

Источник

Силовые сети с номинальным напряжением

ГОСТ Р 57382-2017

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы

Стандартный ряд номинальных и наибольших рабочих напряжений

United power system and isolated power systems. Electric power systems. Standardized sequence of nominal and highest operating voltages

Дата введения 2017-09-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом «Системный оператор Единой энергетической системы»

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 016 «Электроэнергетика»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 16 января 2017 г. N 12-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации» . Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомления и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 9, 2017 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

Введение

Настоящий стандарт в серии «Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы» относится к группе основополагающих стандартов для проектирования и эксплуатации электроэнергетических систем.

Настоящий стандарт устанавливает ряд номинальных напряжений и наибольших рабочих напряжений для трехфазных электрических сетей переменного тока с действующим значением напряжения свыше 6 кВ, входящих в состав ЕЭС России и технологически изолированных территориальных электроэнергетических систем.

Настоящий стандарт применяется наряду с ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009) в части установления номинальных напряжений для систем переменного тока напряжением свыше 220 кВ. Установленные в настоящем стандарте требования к наибольшим рабочим напряжениям для систем переменного тока напряжением 110 кВ и выше являются приоритетными по отношению к рекомендованным группам значений наибольшего напряжения для электрооборудования, приведенным в ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009).

Читайте также:  Что такое быстрое изменение напряжения

1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт распространяется на электрические сети общего назначения переменного напряжения частоты 50 Гц и присоединяемые к ним оборудование, источники и приемники электрической энергии номинальным напряжением 6 кВ и выше.

1.2 Настоящий стандарт устанавливает:

— стандартный ряд значений междуфазных номинальных напряжений;

— значения наибольшего рабочего междуфазного напряжения для каждого номинального напряжения;

— допустимые по величине и длительности повышения междуфазного напряжения для каждого номинального напряжения.

1.3 Настоящий стандарт не распространяется на специальные электрические сети и присоединяемые к ним оборудование, источники и приемники электрической энергии, а также на распределительные устройства генераторного напряжения электростанций.

Примечание — Под специальными электрическими сетями понимаются электрические сети для сварочных установок, промышленных электрических печей, цепи, замкнутые внутри электрических машин, аппаратов и других электрических устройств, контактные сети для электрифицированного (рельсового и безрельсового) транспорта и т.п.

1.4 Настоящий стандарт применяется при разработке стандартов и иной нормативной и технической документации, в которой используются номинальные и наибольшие рабочие значения напряжений.

1.5 Настоящий стандарт не применяется при разработке документов по стандартизации и иной документации, в которой устанавливаются требования по номинальному напряжению и/или наибольшему рабочему напряжению электрооборудования, предназначенного для экспортных поставок, и электрооборудования энергообъектов на сопредельных с Российской Федерацией территориях, которые работают параллельно с Единой энергетической системой России. Для таких целей применяется ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009).

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 11677-85 Трансформаторы силовые. Общие технические условия

ГОСТ 12450-82 Выключатели переменного тока на номинальные напряжения от 110 до 750 кВ. Технические требования к отключению ненагруженных воздушных линий и методы испытаний

ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009) Напряжения стандартные

ГОСТ Р 52565-2006 Выключатели переменного тока на напряжения от 3 до 750 кВ. Общие технические условия

ГОСТ Р 52719-2007 Трансформаторы силовые. Общие технические условия

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 электрическая сеть общего назначения: Электрическая сеть, предназначенная для передачи электрической энергии различным потребителям (приемникам электрической энергии).

3.2 номинальное напряжение: Напряжение, на которое спроектирована электрическая сеть.

3.3 наибольшее рабочее напряжение: Наибольшее напряжение частоты 50 Гц, неограниченно длительное приложение которого к зажимам разных фаз (полюсов) электрооборудования допустимо по условиям работы его изоляции.

4 Общие положения

4.1 В соответствии с требованиями настоящего стандарта для электрических сетей общего назначения нормируются значения:

— номинальных напряжений;

— наибольших рабочих напряжений;

— допустимых по величине и длительности повышений напряжения.

4.2 Нормы настоящего стандарта применяются для:

— источников электрической энергии;

— приемников электрической энергии;

— оборудования соответствующего класса напряжения;

— силовых кабелей и арматуры к ним.

Примечание — Для специальных электрических сетей и оборудования для них, присоединенных к электрическим сетям общего назначения, значения номинального напряжения, наибольшего рабочего напряжения и допустимых повышений напряжения не должны быть ниже соответствующих значений, установленных для электрических сетей общего назначения, к которым они подключаются.

5 Номинальные и наибольшие рабочие напряжения

5.1 Значения номинальных напряжений 6 кВ и выше электрических сетей общего назначения, а также значения наибольших рабочих напряжений для каждого номинального напряжения приведены в таблице 1.

Источник