Напруги електричних мереж

На електростанціях виробляється трифазний змінний струм частотою 50 Гц і напругою 3,15; 6,3; 10,5; 15,75 і 21 кВ. Частина електричної енергії передається споживачам по ЛЕП на генераторній напрузі, інша частина поступає на підвищувальну трансформаторну підстанцію, де напруга підвищується до десятків або сотень кіловольт. Передача електроенергії високою напругою на великі відстані більш економічна, оскільки знижуються її втрати в проводах ЛЕП. Прийнято вибирати напругу ЛЕП з розрахунку 1 кВ на 1 км довжини ЛЕП. Зміна напруги електромережі у бік збільшення або зменшення спричиняє зміну рівня ізоляції ліній електропередачі, перетину проводів, отже, витрат металу на ЛЕП і їхню вартість. Економічно вигідну напругу для передачі у кожному окремому випадку вибирають на підставі відповідних техніко-економічних розрахунків.

Трифазні мережі напругою 380/220 В звичайно використовують для освітлювальних електроустановок і електродвигунів великої потужністю. Ці мережі виконують чотирипровідними (три фази і нульовий провід) і з заземленою нейтраллю, що забезпечує автоматичне відключення пошкодженої фази при замиканні її на землю та підвищує безпеку обслуговування таких мереж.

У ряді галузей народного господарства з системою трифазного струму застосовують системи постійного струму. Напругу 600 В постійного струму використовують у тягових мережах трамваїв і тролейбусів; 825 В постійного струму – для метрополітену; 3000 В – для електріфікованих магістральних доріг. Постійний струм використовується в кольоровій металургії та хімічній промисловості.

Система однофазного змінного струму напругою 25 кВ застосовується в тягових мережах електрифікованих залізниць.

Тривалий або короткочасний стан, що виникає в електричній установці і характеризується певними параметрами (напруга, струм, потужність, частота і т.ін.), називається режимом роботи. Режим, для спроектовані і виготовлені машини і апарати називається номінальним. Він характеризується номінальними параметрами.

Номінальним параметром називається вказане виробником електротехнічного пристрою значення параметра, що є початковим для відліку відхилень від цього значення при експлуатації і випробуваннях пристрою. номінальні параметри вказуються в каталогах, довідниках, на щитках устаткування, їх величина задається заводами-виробниками.

Номінальні напруги до 1000 В. ГОСТ 21128-75 встановлює номінальні значення і допустимі відхилення напруги змінного і постійного струму систем електропостачання мереж, джерел, перетворювачів і приймачів електроенергії, що приєднуються до них. Стандарт не встановлює значення допустимих відхилень напруг у наступних випадках:

– якщо значення напруг відповідає аварійним, ненормальним режимам роботи і перехідним процесам;

– для виробів, робота яких за принципом дії не характеризується фіксованим значенням напруги;

– для пристроїв, використовуваних у технологічних процесах здійснення яких не може бути забезпечено вимогами, зазначеними в стандарті;

– для електричних кіл замкнутих у середині електричних машин, апаратів, пристроїв вимірювань, контролю, сигналізації та керування;

– для електрифікованого транспорту (рейкового та безрейкового).

Але й у перерахованих випадках, коли це можливо, повинні застосовуватися номінальні напруги встановлені стандартом.

У табл. 1.1 приводяться номінальні напруги систем електропостачання і приймачів електроенергії, що приєднуються до них.

Стандартом допускається розробка джерел і перетворювачів електроенергії з номінальною напругою, рівною напрузі приймача, при коротких живлячих лінія. Для джерел і перетворювачів, при необхідності, повинне передбачатися застосування регульованої напруги в межах 3; 5; 10; 20% від номінального значення. Для хімічних джерел струму додатково допускається відхилення напруги ±18% від номінального значення.

Таблиця 1.1