定义
额定电压是电气设备(包括用电、供电设备)长期稳定工作的标准电压。额定电压可以从用电设备和供电设备两方面进行理解,用电设备的额定电压表示设备出厂时设计的最佳输入电压,通常也是比较容易取得的电源供给电压。供电设备的额定电压表示供电系统的最佳输出电压,需要与用电设备的额定电压进行匹配,包括电网额定电压、发电机额定电压和电力变压器的额定电压。
意义额定电压下,用电设备、发电机和变压器等在正常运行时具有最大经济效益。此时设备中的各部件都工作在最佳状态,性能比较稳定,寿命相对较长。指定用电设备的额定电压有利于电器制造业的生产标准化和系列化,有利于设计的标准化和选型,有利于电器的互相连接和更换,有利于备件的生产和维修等。此外,为了避免电压等级数量的无限制扩大,导致互联困难,必须使电网的额定电压标准化,为取得最佳的技术经济性能,电力设备需要在额定电压下进行优化设计、制造和使用。1
额定电压的确定电网电压是有等级的,各级电网中电力设备的额定电压有较大差异。电网的额定电压等级是根据国民经济发展的需要、技术经济的合理性以及电气设备的制造水平等因素,经全面分析论证,由国家统一制定和颁布的。
用电设备的额定电压用电设备的额定电压 = 额定功率 x 电阻
电器额定电压的计算方式与普通电压计算方式相同,但是通常为固定值以便于与供电系统匹配。用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。实际上,由于电网中有电压损失,致使各点实际电压偏离额定值。为了保证用电设备的良好运行,国家对各级电网电压的偏差均有严格规定。显然,用电设备应具有比电网电压允许偏差更宽的正常工作电压范围。
我国目前通用的电器额定电压为220V(单线用电器,如日常家电)或者380V(三线用电器,如大功率电动机)。用电设备的标签上会标出其额定电压和额定功率,如灯泡“PZ220-40”、吹风机“220V 1000W”,其中的220均代表额定电压。
供电系统的额定电压电网的额定电压等于线路首末两端电压的平均值,此电压作为确定其他电力设备额定电压的依据。
发电机的额定电压规定比同级电网电压高5%。
电力变压器变压器的额定电压分为一次和二次绕组。对于一次绕组,当变压器接于电网末端时,性质上等同于电网上的一个负荷(如工厂降压变压器),故其额定电压与电网一致;当变压器接于发电机引出端时(如发电厂升压变压器),则其额定电压应与发电机额定电压相同。对于二次绕组,额定电压是指空载电压,考虑到变压器承载时自身电压损失(按5%计),变压器二次绕组额定电压应比电网额定电压高5%,当二次侧输电距离较长时,还应考虑到线路电压损失(按5%计),此时, 二次绕组额定电压应比电网额定电压高10%。2