Проектирование энергосистемы
Выбор системных напряжений имеет решающее значение для успешного проектирования энергосистемы. В справочнике приведены стандартные напряжения для США и их диапазонов. Номинальные напряжения приведены в таблице 1 ниже.
Выбор напряжения в системе согласно стандарту ANSI C84.1
Как видно, ANSI C84.1-1989 делит напряжения системы на «классы напряжения».
Напряжения 600 В и ниже называются « низкое напряжение », напряжения от 600 В-69 кВ называются « средним напряжением », напряжения от 69 кВ-230 кВ называются « высокое напряжение » и напряжения 230 кВ- 1, 100 кВ называются « сверхвысоким напряжением », при этом 1, 100 кВ также называют « сверхвысоким напряжением ».
Выбор рабочего напряжения ограничивается теми напряжениями, которые обеспечивает обслуживающая утилита. В большинстве случаев доступен только один выбор электрической утилиты и, следовательно, только один выбор рабочего напряжения. По мере увеличения требований к мощности, также вероятность того, что утилита потребует более высокого напряжения обслуживания для данной установки.
Таблица 1 - Стандартные номинальные трехфазные напряжения системы на ANSI C84.1-1989
| Класс напряжения | Трехпроводная | Четырехпроводная |
| Низкое напряжение | 208 Y / 120 | |
| 240 | 240/120 | |
| 480 | 480 Y / 277 | |
| 600 | ||
| Среднее напряжение | +2400 | |
| 4160 | 4 160 Y / 2400 | |
| +4800 | ||
| 6900 | ||
| 8, 320 Y / 4800 | ||
| 12 000 Y / 6 930 | ||
| 12 470 Y / 7 200 | ||
| 13 200 Y / 7, 620 | ||
| 13800 | 13 800 Y / 7 970 | |
| 20 780 Y / 12 000 | ||
| 22 860 Y / 13 200 | ||
| 23000 | ||
| 24 940 Y / 14 400 | ||
| 34500 | 34 500 Y / 19 920 | |
| 46000 | ||
| 69000 | ||
| Высокое напряжение | 115000 | |
| 138000 | ||
| 161000 | ||
| 230000 | ||
| Экстра-высокое напряжение | 345000 | |
| 500000 | ||
| 765000 | ||
| Сверхвысокое напряжение | 1100000 |
В некоторых случаях выбор может быть задан утилитой в отношении требуемого напряжения в сети, и в этом случае для выбора правильного выбора потребуется анализ различных вариантов.
В целом, чем выше эксплуатационное напряжение, тем дороже оборудование, необходимое для его размещения, будет.
Затраты на техническое обслуживание и монтаж также увеличиваются с увеличением рабочего напряжения. Однако для такого оборудования, как большие двигатели, может потребоваться рабочее напряжение 4160 В или выше, и, кроме того, надежность обслуживания, как правило, возрастает при более высоких рабочих напряжениях.
Другим фактором, который следует учитывать в отношении рабочего напряжения, является регулирование напряжения в коммунальной системе. Напряжения, определяемые утилитой как « распределение », в большинстве случаев должны иметь адекватное регулирование напряжения для обслуживаемых нагрузок.
Однако напряжения, определенные как « передача » или « передача », часто требуют использования регуляторов напряжения или трансформаторов изменения нагрузки в сервисном оборудовании для обеспечения надлежащего регулирования напряжения. Эта ситуация обычно возникает только для служебных напряжений выше 34, 5 кВ, однако она может возникать при напряжении от 20 кВ до 34, 5 кВ. В случае сомнений в обслуживающей утилите следует проконсультироваться.
Напряжение использования определяется требованиями обслуживаемых нагрузок.
Для большинства промышленных и коммерческих объектов это будет 480 Y / 277 V, хотя 208 Y / 120 V также требуется для удобных сосудов и небольших машин. Для крупных двигателей может потребоваться 4160 В или выше. Распределение внутри объекта может составлять 480 Y / 277 В, или для больших распределительных систем может потребоваться распределение среднего напряжения.
Распределение среднего напряжения подразумевает рабочее напряжение (или выше) на среднее напряжение и приведет к увеличению затрат на оборудование, установку и обслуживание, чем распределение низкого напряжения. Однако это следует учитывать наряду с тем, что распределение среднего напряжения обычно приводит к меньшим размерам проводников и облегчит управление падением напряжения.
Основные трансформаторные соединения для подачи напряжения системы в Таблице 1 выше.
Основные трансформаторные соединения для подачи напряжения в системе
На приведенных выше диаграммах показаны соединения вторичных обмоток трансформатора для подачи номинальных напряжений системы в таблицу 1. Системы более 600 вольт обычно трехфазные и снабжаются соединениями (3), (5) необоснованными или (7).
Системы 120-600 вольт могут быть как однофазными, так и трехфазными, и все показанные соединения в некоторой степени используются для некоторых систем в этом диапазоне напряжений.
Трехфазные трехпроводные системы могут быть:
- Твердо заземленные,
- Импеданс заземлен или
- необоснованный
но не предназначены для подачи нагруженных фаз в нейтральное положение (в качестве четырехпроводных систем).
В соединениях (5) и (6) земля может быть подключена к середине одной обмотки, как показано (если имеется), к одному фазному проводнику («угол» заземлен) или полностью опущен (незаземлен).
Однофазные услуги и однофазные нагрузки могут поставляться из однофазных систем или из трехфазных систем. Они соединены междуфазными, если они поставляются из трехфазных трехпроводных систем, а также между фазой или фазой-нейтралью из трехфазных четырехпроводных систем.
Рекомендации:
- Системные требования к напряжению - Билл Браун, ПЭ, Square D Engineering Services
- ANSI C84.1-2006 - Американский национальный стандарт для электрических систем и оборудования; Номинальные напряжения (60 Гц)