Шкала номінальних напруг електроустановок

Номінальною напругою (Uном) називається діюче значення лінійної напруги, при якому електроустановки можуть працювати нормально і розвивати потужність, зазначену в паспорті (номінальну потужність).

Номінальна напруга мережі це ту напругу, яка необхідна для нормальної роботи електроприймачів, воно збігається з номінальною напругою приймачів. Номінальна напруга генераторів, також як і для вторинних обмоток трансформаторів приймається на 5% вище номінальної напруги мережі. Це викликано необхідністю врахування втрат напруги, викликаних протіканням струму по проводах мережі і підтримувати у споживача номінальну напругу.

Номінальні напруги встановлені для узгодження режимів роботи всіх елементів систем електропостачання, починаючи від генераторів електричних станцій і закінчуючи самими віддаленими електроприймачами. На ці ж напруги виготовляють електричне обладнання.

Таблиця 1.1 - Шкала номінальних напруг електроустановок до 1000 В

джерел і перетворювачів

СЕС, мереж і приймачів

(6); 12; 24; (28,5); 36; 48; 60; (62); 115; 230; 460

(6); 12; 24; (27); 36; 48; 60; 110; 220; 440

Змінний: однофазний трифазний

(6); 12; 24; (28,5); 36; 42; (62); (115); (133); 230

(6); 12; 24; (27); 36; (40); 42; (60); (110); (127); 220; 380

36; 42; (230/133); 400/230; 690/400

36; (40); 42; (220/127); 380/220; 660/380

Таблиця 1.2 - Шкала номінальних напруг електроустановок понад 1000 В

Мережі та приймачі

Генератори і синхрон-ні кому-пенсатори

При збільшенні номінальної напруги мережі зростає вартість електрообладнання. З іншого боку, при зниженні напруги збільшуються втрати потужності і енергії, так як зростає струм при тій же переданої потужності. Орієнтовна залежність наведених витрат від напруги показана на малюнку 1.4.

Напруга, при якому витрати мають мінімум, називається раціональним. Раціональне напруга залежить від довжини ліній і передавання потужності і може бути визначено:

- за спеціальними таблицями;

- за емпіричними формулами.

При визначенні раціонального нестандартного напруги за емпіричними формулами (в кВ) можна скористатися, наприклад, формулою Стілла:

де P - передана розрахункова активна потужність на один ланцюг, МВт;

L - довжина лінії, км.

Ця формула дає прийнятні результати при L ≤ 250 км і P ≤ 60 МВт.

При L ≤ 1000 км і Pр ≥ 60 МВт в розрахунках раціонального напруги можна використовувати формулу Залеського

Також для розрахунків досить часто застосовують формулу Ілларіонова, що дає задовільні результати для шкали напружень від 35 до 1150 кВ при великому протязі лінії і значних потужностях, особливо при P ≥ 1000 МВт:

Зазвичай раціональне напруга мережі визначається для найбільш протяжного ділянки і (або) ділянки найбільшої потужності.

Результатом розрахунку за наведеними вище формулами є нестандартне раціональне напруга, тому після розрахунку зазвичай намічають два найближчих стандартних напруги (більше і менше раціонального). Остаточно номінальну напругу електричної мережі вибирається шляхом техніко-економічного порівняння. При навчальному проектуванні допускається округляти раціональне напруга до одного найближчого стандартного.

Слід зазначити, що при реальному проектуванні вибір номінальної напруги досить обмежений. Як правило, електрична мережа не проектується «з нуля», а являє собою динамічно розвивається об'єкт. Тому проектування зводиться до розвитку мережі, коли нові окремі ділянки необхідно прив'язати до вже існуючої мережі. У цих умовах номінальну напругу нових ділянок в чому зумовлено вже наявними в районі напруженнями.