НОМИНАЛЬНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
Номинальным напряжением Uн источников и приемников электроэнергии (генераторов, трансформаторов) называется то напряжение, на которое они рассчитаны в условиях нормальной работы. Каждая электрическая сеть характеризуется номинальным напряжением приемников электроэнергии, которые от нее питаются.
Номинальные напряжения электрических сетей и присоединяемых к ним источников и приемников электрической энергии устанавливаются государственными стандартами (ГОСТ).
Для электрических сетей трехфазного переменного тока общего назначения напряжением до 1000 В и присоединяемых к ним источников и приемников электроэнергии устанавливает следующие значения номинальных напряжений (указаны два значения — междуфазное и фазное), В:
Сети и приемники...........(220/127); 380/220; 660/380
Источники……................(230/133); 400/230; 690/400
И табл. 1 приведены номинальные и наибольшие рабочие напряжения электрических сетей, генераторов и трансформаторов общего назначения напряжением свыше 1000 В, принятые ГОСТ 721 – 74.
Таблица 1.
Номинальные междуфазные напряжения трехфазного тока, кВ
Номинальное напряжение генераторов по условиям компенсации потери напряжения в питаемой ими сети принимается на 5% больше номинального напряжения этой сети (см. табл.. 1). Для генераторов большой мощности приняты также номинальные напряжения 13,8; 15,75; 18; 20; 24 и 27 кВ.
Для трансформаторов и автотрансформаторов ГОСТ предусматривает две шкалы напряжений: одна для трансформаторов со встроенным регулированием напряжения под нагрузкой (РПН) и другая для трансформаторов без РПН. К числу последних, как правило, относятся повышающие трансформаторы, устанавливаемые на электростанциях. Для изменения коэффициента трансформации эти трансформаторы снабжаются ответвлениями от вторичной обмотки, обеспечивающими регулирование напряжения в пределах ± 2×2,5% Uн. Переключение ответвлений производится без возбуждения (ПБВ), т. е. при отключенном трансформаторе. Повышающие трансформаторы напряжением 330 кВ и выше выпускаются без регулировочных ответвлений.
Трансформаторы и автотрансформаторы с РПН выпускаются с ответвлениями от обмотки высшего напряжения для регулирования напряжения под нагрузкой в пределах ± (12—16)% Uн ступенями по 1,5—2% Uн. Эти трансформаторы предназначаются главным образом для установки на приемных подстанциях электрических сетей, но при соответствующем выборе напряжений обмоток (в пределах ГОСТ) могут применяться и на электростанциях в качестве повышающих. Сетевые трансформаторы напряжением 6—10 кВ, мощностью 25—630 кВ·А изготовляются только с ПБВ.
Номинальные напряжения трансформаторов и автотрансформаторов устанавливаются для первичной и вторичной обмоток при холостом ходе (х.х.) трансформатора и относятся к основному ответвлению обмотки (± 0% Uн).
Первичная обмотка трансформатора является приемником электрической энергии и поэтому для повышающих трансформаторов ее номинальное напряжение равно номинальному напряжению генератора соответствующего класса напряжений. Напряжение первичной обмотки трансформаторов с РПН равно номинальному напряжению питающей сети или несколько (примерно на 5%) выше его.
Вторичная обмотка трансформатора является питающей для сети, которая к ней присоединена. С учетом частичной компенсации потери напряжения в питаемой сети напряженно вторичных обмоток трансформаторов должно быть при нагрузке несколько выше номинального напряжения присоединенной к ней сети. Но так как при нагрузке происходит потеря напряжения и в самом трансформаторе, то номинальное напряжение вторичных обмоток трансформаторов принимается на 10 или 5% выше номинального напряжения сети, причем в последнем случае допускается длительная работа трансформатора с повышенным по сравнению с номинальным рабочим напряжением первичной обмотки или ответвления обмотки.
Рис. 1. График напряжений в сети 110/10/0,38 кВ U10, U20, U30 – напряжения трансформаторов при холостом ходе; U1, U2, U3 – то же при нагрзке.
Для пояснения взаимосвязи номинальных напряжений сетей, источников и приемников электрической энергии в качестве примера на рис. 1 приведена сеть трех ступеней напряжений: 110, 10 и 0,38 кВ и дано графическое изображение действительных напряжений по участкам при нагрузке сети, которое в целях наибольшей наглядности выполнено в масштабе одного, приведенного к базисному, напряжению Uб.