Выбор напряжения

Распределение электрической энергии в пределах промышленных предприятий производится обычно в двух ступенях: высшей—от узловых точек энергосистемы или блок-станций предприятий до трансформаторных подстанций и низшей — от последних до электроприемников

Стандартные для распределения электроэнергии на низшей ступени являются напряжения 10 ООО, 6000, 3000, 500, 380, 220, 127 а переменного тока и 440, 220 и 110 а постоянного тока.

Согласно ПУЭ, к числу установок низкого напряжения относятся только такие, в которых напряжение по отношению к земле не превышает 250 а. Однако в дальнейшем мы условно будем относить к категории низких напряжений также напряжение 380 а при изолированной нейтрали трансформатора и 500 а. Такая условность представляется необходимой, поскольку область применения этих напряжений совпадает с областью применения низких напряжений.

Применение в низшей ступени распределения высоких напряжений может быть либо предопределено технической необходимостью (например, для некоторых специальных электропечных и высокочастотных установок, а также для электродвигателей таких мощностей, которые для низкого напряжения не изготовляются; см. табл. 3-1 и 3-2), либо вызвано соображениями экономического характера.

Вопрос о выборе высокого напряжения по экономическим соображениям может, как уже указывалось в § 3-3, возникнуть только для электродвигателей таких мощностей, которые изготовляются для нескольких напряжений.

Применение электродвигателей высокого напряжения может дать наибольший экономический эффект тогда, когда при этом исключается необходимость в трансформировании подводимой к ним электроэнергии, т. е. когда электродвигатели могут быть выбраны на то напряжение, которое принято в высшей ступени распределения электроэнергии.

В противном случае вопрос должен быть решен путем технико-экономического сравнения различных вариантов, причем учитываются следующие факторы;

а) величина напряжения, принятого в высшей ступени распределения электроэнергии;

б) наличие технической необходимости иметь в низшей ступени распределения электрической энергии то или иное высокое напряжение, отличное от напряжения в высшей ступени;

в) мощность и количество таких электродвигателей, которые могут быть выбраны как на высоком, так и на низком напряжении;

г) характер их размещения в пределах данного объекта (сосредоточенный или разбросанный) и по отношению к трансформаторным подстанциям (степень удаленности).

Следует отметить, что когда трансформирование электроэнергии так или иначе неизбежно и техническая необходимость в определенном высоком напряжении вообще отсутствует, особого внимания заслуживает напряжение 3 /се, ибо электродвигатели, изготовляемые на это напряжение, дешевле и надежнее в эксплуатации, нежели электродвигатели на более высокие напряжения.

Переходя к вопросу о выборе низких напряжений, следует прежде всего отметить, что конкурентноспособными являются только напряжения 380 и 500 в, а все остальные, более низкие, не могут дать для силовых сетей удовлетворительных технико- экономических решений.

Выбор одного из этих двух напряжений находится в прямой зависимости от следующих факторов:

а) возможности совмещения питания силовых и осветительных электроприемников от общих трансформаторов;

б) расположения и мощности трансформаторных подстанций.

При напряжении 500 в установка отдельных осветительных трансформаторов неизбежна всегда, в то время как при напряжении 380 в отдельные осветительные трансформаторы могут потребоваться лишь в тех случаях, когда колебания напряжения у силового трансформатора будут иметь частоту и амплитуду, не допустимые для осветительной установки по условиям гигиены труда.

Раздел «Осветительные установки» ПУЭ допускает без ограничения частоты колебания напряжения с амплитудой до 1,5%, колебания с амплитудой до 4% допускаются не чаще 10 раз в час, а колебания с большей амплитудой — не чаще 1 раза в час. Единичные толчки напряжения, разделенные длительным промежутком времени (при редких пусках и остановках мощных электродвигателей), не ограничиваются.

При таких условиях совмещение питания оказывается иногда возможным даже при наличии таких беспокойных нагрузок, как сварочные.