Напряжения в системах электроснабжения

Номинальным напряжением электроприемника называют напряжение U_ном, обеспечивающее его нормальную работу.

Номинальные напряжения источников электроэнергии, сетей и электроприемников до 1 кВ приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Номинальные напряжения до 1000 В (ГОСТ 721-97)

Напряжение при постоянном токе, В	Напряжение при переменном токе частотой 50 Гц, В
однофазном	трехфазном
сети, приемники	источники	сети, приемники	источники	сети, приемники	источники
		(127) -	(133) - -	- - (220/127) 380/220 660/380 -	- - (230/133) 400/230 690/400 -

Примечание. Значения, указанные в скобках, не рекомендуются для вновь проектируемых сетей.

Для электроустановок напряжением выше 1 кВ номинальные напряжения приведены в таблице 3.2.

Номинальные напряжения установлены для согласования работы всех элементов системы электроснабжения (СЭС), начиная от генераторов электрических станций и закончив самыми удаленными электроприемниками. На эти же напряжения изготовляют электрическое оборудование.

Таблица 3.2 - Номинальные междуфазные напряжения выше 1кВ

Напряже-ние сетей и прием-ников, кВ	Напряжение генераторов и синхрон-ных компен-саторов, кВ	Напряжение трансформаторов и автотрансформаторов, кВ	Наибольшее рабочее напряжение электрообору-дования, кВ
с РПН	без РПН
Первичные обмотки	Вторичные обмотки	Первичные обмотки	Вторичные обмотки
(3)             (150)	(3,15)   6,3   10,5   21,0   -   -   -   -   -   -   -	-   6 и 6,3   10 и 10,5   20 и 21,0   35 и 36,75   110 и 115   (158)   220 и 230	(3,15)   6,3 и 6,6   10,5 и 11,0   22,0   38,5   115 и 121   (158)   230 и 242     -   -	(3) и (3,15)   6 и 6,3   10 и 10,5       -   -   -	(3,15) и(3,3)   6,3 и 6,6   10,5 и 11,0   22,0   38,5     (165)	(3,6)   7,2       40,5     (172)

Примечание. Значения, указанные в скобках, не рекомендуются для вновь проектируемых сетей.

У повышающих силовых трансформаторов электростанций номинальное напряжение первичной обмотки совпадает с номинальным напряжением трехфазных генераторов. У понижающих трансформаторов первичная обмотка является приемником электроэнергии и ее номинальное напряжение равно напряжению сети. Номинальные напряжения вторичных обмоток трансформаторов, питающих электрические сети, так же как и номинальные напряжения генераторов на 5-10% выше номинальных напряжений сети, что дает возможность компенсировать потери напряжения в линиях и трансформаторах.

Выбор того или иного стандартного напряжения определяет построение всей СЭС промышленного предприятия.

Для внутрицеховых электрических сетей наибольшее распространение имеет напряжение 380/220 В, основным преимуществом которого является возможность совместного питания силовых и осветительных ЭП.

В связи с повсеместным внедрением напряжения 10 кВ (вместо напряжения 6 кВ) было введено напряжение 660 В (ГОСТ 21128-83).

Напряжение 660 В целесообразно на тех предприятиях, на которых по условиям планировки цехового оборудования, технологии и окружающей среды нельзя или трудно приблизить цеховые ТП к электроприемникам. Это имеет место в угольных шахтах, в карьерах, в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, химической, металлургической промышленности, на цементных заводах и т.п. Напряжение 660 В целесообразно также на предприятиях с высокой удельной плотностью электрических нагрузок на квадратный метр площади, концентрацией мощностей и с большим числом электродвигателей в диапазоне мощностей 220 ÷ 600 кВт.

Повышенное напряжение распределительной сети (660 В) при больших расстояниях от источника питания (ТП) до ЭП позволяет снизить потери мощности и электроэнергии. При напряжении 660 В увеличивается радиус действия цеховых ТП примерно в 2 раза по сравнению с внутрицеховыми сетями на 380 В. Кроме того, появляется возможность повысить единичную мощность трансформаторов и, тем самым, сократить число цеховых ТП, линий и аппаратов напряжением выше 1 кВ. Одновременно снижается примерно в 2 раза расход цветных металлов. Стоимость электродвигателей и трансформаторов одной и той же мощности при напряжении 380/220 В и 660/380 В практически одинакова, в то время как пропускная способность сети 660/380 В увеличивается в раз.

Недостатками напряжения 660 В являются: необходимость раздельного питания силовых и осветительных ЭП; повышенная степень опасности электроустановок на напряжение 660 В: нецелесообразность применения напряжения 660 В в машиностроительной, деревообрабатывающей, легкой промышленности и других отраслях, где имеется много мелких рассредоточенных на небольшой территории электроприемников.

Напряжения 36 В или 24 В применяются в сетях с повышенной опасностью и в особо опасных 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 (1÷5 МВт), средней (5÷75 МВт) и большой (более 75 МВт) мощности.

Для питания предприятий малой мощности и в распределительных сетях внутри предприятия используются напряжения 6 и 10 кВ. Напряжение 6 кВ целесообразно в том случае, когда нагрузки и ТП предприятия получают питание от шин генераторов промышленной ТЭЦ, а также при наличии на предприятии значительного числа ЭП на номинальное напряжение 6 кВ.

Напряжение 20 кВ рекомендуется ПУЭ в тех случаях, когда вблизи промышленного предприятия имеется или сооружается ТЭЦ с генераторным напряжением 20 кВ. (В большинстве случаев напряжение 10 кВ является более предпочтительным). Напряжение 20 кВ может быть экономически выгодно при наличии электрооборудования, стоимость которого не превышает более чем на 20% по технико-экономическим расчетам стоимости электрооборудования на напряжение 10 кВ.

Напряжение 35 кВ используется для создания центров питания предприятий средней мощности, если распределительные сети этих предприятий выполняются на напряжение 6÷10 кВ, а также для электроснабжения крупных удаленных (5÷20 км) электроприемников на это напряжение. В некоторых случаях напряжение 35 кВ применяется для схемы глубокого ввода.

Напряжение 110 кВ находит большее применение в качестве питающего на средних предприятиях и в качестве распределительного по схеме глубоких вводов на предприятиях большой мощности.

Напряжение 220 кВ применяется для питания крупных энергоемких промышленных предприятий от районных энергосистем и распределения электроэнергии на первой ступени схемы электроснабжения. Напряжение 220 кВ используется чаще всего для схем глубоких вводов.

Сверхвысокий класс напряжений (330÷500 кВ) и ультравысокий класс напряжений (750 кВ и выше) в основном применяют для передачи мощности на сверхдальние расстояния, а также для связи отдельных энергосистем.

Дата добавления: 2014-01-07