建筑供配电与照明-额定电压及其重要性

1.2.1　额定电压

由于电气设备生产的标准化，电气设备的额定电压必须统一，发电机、变压器、用电设备和输电线路的额定电压必须分成若干等级。所谓额定电压，就是用电设备、发电机、变压器正常运行并具有最经济的工作电压，也就是正常情况下所规定的电压。

国家标准规定的三相交流电网和电气设备的额定电压如表1.1所示。

表1.1　三相交流电网和电气设备的额定电压

1.电力线路的额定电压

电力线路的额定电压等级是国家根据国民经济发展的需要及电力工业的水平，经全面技术经济分析后确定的，它是确定各类用电设备额定电压的基本依据。

2.用电设备的额定电压

图1.7　用电设备和发电机的额定电压

用电设备运行时，电力线路上要有负荷电流流过，因而在电力线路上引起电压损耗，造成电力线路上各点电压略有不同，如图1.7所示。但成批生产的用电设备，其额定电压不可能按使用地点的实际电压来制造，而只能按线路首端与末端的平均电压即电力线路的额定电压UN来制造。所以用电设备的额定电压与同级电力线路的额定电压是相等的。

3.发电机的额定电压(www.xing528.com)

由于同一等级电压的线路允许电压损耗为±5%，即整个线路允许有10%的电压损耗，因此，为了维持线路首端与末端平均电压的额定值，线路首端（电源端）电压应比线路额定电压高5%，而发电机是接在线路首端的，所以规定发电机的额定电压高于同级线路额定电压5%，用以补偿线路上的电压损耗，如图1.7所示。

4.电力变压器的额定电压

（1）变压器一次绕组的额定电压

图1.8　电力变压器的额定电压

当变压器直接与发电机相连，如图1.8中变压器T₁，则其一次绕组的额定电压应与发电机额定电压相同，即高于同级线路额定电压5%；当变压器不与发电机相连，而是连接在线路上，如图1.8中变压器T₂，则可将变压器看做是线路上的用电设备，因此其一次绕组额定电压应与线路额定电压相同。

（2）变压器二次绕组的额定电压

变压器二次绕组的额定电压是指变压器一次绕组接上额定电压而二次绕组开路时的电压，即空载电压。变压器在满载运行时，二次绕组内约有5%的阻抗电压降，因此分两种情况讨论。

如果变压器二次侧供电线路很长（例如较大容量的高压线路），则变压器二次绕组额定电压一方面要考虑补偿变压器二次绕组本身5%的阻抗电压降，另一方面还要考虑变压器满载时输出的二次电压要满足线路首端应高于线路的额定电压5%，以补偿线路上的电压损耗。此时，变压器二次绕组的额定电压要比线路额定电压高10%，如图1.8中变压器T₁。

如果变压器二次侧供电线路不长（例如为低压线路或直接供电给高、低压用电设备的线路），则变压器二次绕组的额定电压只需高于其所接线路额定电压的5%，即仅考虑补偿变压器内部5%的阻抗电压降，如图1.8中变压器T₂。

综上所述，在同一电压等级中，电力系统中各个环节（发电机、变压器、电力线路、用电设备）的额定电压数值并不都相同。