Что следует понимать под номинальным значением напряжения

Номинальные напряжения

Выработка, передача и потребление электроэнергии выполняется при различ-ных напряжениях: генерация при напряжении до 30 кВ, передача – при напряжении 35 кВ и выше, потребление – сотни и тысячи вольт.

Номинальным напряжением элементов электрической сети (электроприемники, генераторы, трансформаторы) называется то напряжение, на котором эти элементы имеют наиболее целесообразные технические и экономические характеристики.

Номинальные напряжения устанавливаются государственным стандартом (ГОСТ).

Таблица 1.1 – Номинальные напряжения (до 1000 В) переменного трехфазного

Таблица 1.2 – Номинальные напряжения (более 1000 В) переменного трехфазного

Генераторы и СК

Трансформаторы и автотрансформаторы

Номинальные напряжения источников (генераторы и СК) по условиям компенсации потерь напряжения в питаемой сети приняты на 5% выше номинальных напряжений сети.

Первичные обмотки трансформаторов являются приемниками электроэнергии. Поэтому для повышающих трансформаторов их номинальные напряжения равны номинальным напряжениям генераторов; для понижающих трансформаторов – номинальным напряжениям сети или на 5% выше. Вторичные обмотки трансформаторов питают последующую сеть. Чтобы скомпенсировать потерю напряжения в трансформаторах, их номинальные напряжения выше номинальных напряжений сети на 5 – 10%.

Каждая электрическая сеть характеризуется номинальным напряжением электроприемников, которые от нее питаются. В действительности электроприемники работают при напряжении отличном от номинального напряжения из-за потерь напряжения. Согласно ГОСТ, при нормальном режиме работы сети напряжение подводимое к электроприемникам не должно отличаться от номинального больше, чем на ± 5%. Т.е. напряжение U₁ не должно превышать номинальное более, чем на 5%. Напряжение U₂ не должно быть ниже больше, чем на 5% (см. рис. 1.3). Номинальное напряжение сети равно ее среднему значению:

Номинальное напряжение

• Номинальное напряжение — это базисное напряжение из стандартизированного ряда напряжений, определяющих уровень изоляции сети и электрооборудования.

Действительные напряжения в различных точках системы могут несколько отличаться от номинального, однако они не должны превышать наибольшие рабочие напряжения, установленные для продолжительной работы.

Номинальным напряжением у источников и приёмников электроэнергии (генераторов, трансформаторов) называется такое напряжение, на которое они рассчитаны в условиях нормальной работы.

Связанные понятия

Упоминания в литературе

Связанные понятия (продолжение)

Двухмашинным агрегатом называется возбудитель и вспомогательный генератор тепловоза, собранные в общем корпусе. Якоря возбудителя и вспомогательного генератора собраны на общем валу, станины соединены болтами. Возбудитель питает независимую обмотку возбуждения тягового генератора, вспомогательный генератор предназначен для питания цепей собственных нужд тепловоза и заряда аккумуляторной батареи.

Номинальное напряжение составляет. Каково номинальное напряжение?

Номинальное напряжение – Напряжение, указанное производителем для оборудования [ГОСТ Р 52161.1 2004 (МЭК 60335 1:2001)] Номинальное напряжение, кВ Номинальное междуфазное напряжение электрической сети, для которой предназначено распределительное устройство. [ГОСТ… Руководство переводчика

Номинальное напряжение

Номинальное напряжение – это опорное напряжение из ряда стандартизированных напряжений, определяющее уровень изоляции электрических сетей и оборудования.

Фактическое напряжение в различных точках системы может незначительно отличаться от номинального, но не должно превышать максимального рабочего напряжения, указанного для непрерывной работы.

Номинальное напряжение для источников и потребителей энергии (генераторов, трансформаторов) – это напряжение, на которое они рассчитаны при нормальных условиях эксплуатации. Номинальные напряжения электрических сетей и подключенных к ним источников и потребителей электроэнергии указаны в ГОСТе.

Фактическое напряжение в различных точках системы может незначительно отличаться от номинального, но не должно превышать максимального рабочего напряжения, указанного для непрерывной работы.

Номинальное напряжение

• Номинальное напряжение – это опорное напряжение из стандартизированного диапазона напряжений, определяющее уровень изоляции электрических сетей и оборудования.

Фактическое напряжение в различных точках системы может незначительно отличаться от номинального, но не должно превышать наибольшего рабочего напряжения, указанного для непрерывной работы.

Номинальное напряжение источников и потребителей энергии (генераторов, трансформаторов) – это напряжение, на которое они рассчитаны при нормальных условиях эксплуатации.

Связанные термины

Ссылки на литературу

Связанные условия (продолжение)

Возбудитель и вспомогательный генератор тепловоза, установленные в общем корпусе, называются двухмашинной установкой. Возбудитель и якорь вспомогательного генератора установлены на общем валу, а рамы скреплены болтами. Возбудитель питает независимую обмотку возбуждения тягового генератора, а вспомогательный генератор предназначен для питания вспомогательной цепи локомотива и зарядки аккумуляторной батареи.

Электрификация США происходила параллельно. Первая гидроэлектростанция на реке Ниагара была построена в 1890-х годах и не была трехфазной. Система Николы Теслы состояла из 4 проводов и могла быть легко модернизирована. За описанными событиями номинальные напряжения линий электропередач увеличивались:

Зачем увеличивать номинальное напряжение

Краткий экскурс в развитие передающих цепей был дан в главе о биполярных переключателях. Показано, что наблюдалось постоянное стремление к повышению напряжения. Это необходимо для обеспечения приемлемой эффективности, которая в настоящее время не опускается ниже 90%. Это объясняется законом Ома для данного участка цепи:

1. Энергия теряется, когда ток течет по проводу.
2. Это происходит в соответствии с законом Джоуля-Ленца.
3. Величина потерь зависит от силы тока.

Согласно закону Ома, эти величины, включая напряжение, связаны между собой. Чем выше напряжение, тем меньше ток при той же передаваемой мощности. Следовательно, потери также ниже. Оказывается, при передаче электроэнергии на большие расстояния необходимо увеличивать площадь поперечного сечения провода, а также номинальное напряжение. Уже в 1923 году на эту линию было подано напряжение 220 кВ. С 1920-х годов эти линии строит немецкая компания RWE AG. Один из них пересекает Рейн, проходя через две опоры высотой 138 метров возле Фёрде. С 1920-х годов отпала необходимость размещать предприятия вблизи электростанций.

В то же время в США шла электрификация. Первая гидроэлектростанция на реке Ниагара была построена в 1890-х годах и не была трехфазной. Система Николы Теслы состояла из 4 проводов и могла быть легко модернизирована. За описанными событиями номинальное напряжение линий электропередач увеличивалось:

1. Немецкая линия в Роммерскирхене была первой с напряжением 380 кВ. В то же время в Италии была введена в эксплуатацию аналогичная линия через Мессинский пролив.
2. В 1967 году США, СССР и Канада одновременно ввели в эксплуатацию линии с номинальным напряжением 750 кВ.
3. В 1982 году была введена в эксплуатацию линия высокого напряжения между Электросталью и Экибастузом. Трехфазный переменный ток с номинальным напряжением 1,2 МВ.
4. В 1999 году Япония строит линию Кита-Иваки с номинальным напряжением 1 МВ.

С начала 21 века Китай взялся за строительство высоковольтных линий.

То, что было сказано о четырехпроводной системе, относится и к трехпроводной системе без нейтрального провода (рис. 3).

Номинальное напряжение

Номинальное напряжение потребителей электроэнергии.генераторы, трансформаторы, электродвигатели, лампочки, нагревательные приборы и т.д. это напряжение, при котором оборудование работает правильно.при котором оборудование работает нормально и дает максимальный экономический и технический эффект.

На рисунке 1 показан график изменения напряжения в электрической сети, поясняющий принцип назначения номинального напряжения на клеммы электрооборудования на основе допустимого падения напряжения на конце линии. Из-за изменения нагрузки на отдельных участках линии и возможных изменений длины (сопротивления) линии, график напряжения в поперечном сечении должен представлять собой ломаную линию, а не прямую, как обычно показано на рисунке 1. Номинальное напряжение на клеммах источника питания должно быть выше, чем напряжение на клеммах потребителей электроэнергии.

Передача электроэнергии при более высоком напряжении снижает потери энергии и уменьшает сечение кабеля. Однако использование высокого напряжения для подключения потребителей электроэнергии в большинстве случаев требует усиленной изоляции и специальных мер по обеспечению безопасной эксплуатации электроустановок. Как правило, энергия высокого напряжения преобразуется в более низкое напряжение, при котором безопасная работа может быть обеспечена относительно простыми средствами. С этой точки зрения все электроустановки условно делятся на высоковольтные и низковольтные. Низковольтными считаются установки, в которых действующее напряжение в точке потребления энергии между проводником и землей не превышает 250 вольт. Все установки, в которых это напряжение превышает 250 вольт, называются высоковольтными установками. Номинальное напряжение “от проводника к земле” принято потому, что вероятность того, что человек, стоящий на земле, коснется одного проводника, гораздо выше, чем одновременное касание двух проводников.

Гораздо большую опасность представляют высоковольтные установки, к работе в которых допускается только специально обученный персонал.

Наиболее распространенным типом низковольтной сети является четырехпроводная трехфазная система. (рис. 2). В этой системе между фазным и нулевым проводниками подключаются небольшие обогреватели и приборы, лампочки, радиоприемники, телевизоры и т.д. Трехфазные двигатели отключаются одновременно от трех фазных проводов. В нормальных условиях эксплуатации при одинаковой проводимости фаз напряжение каждого проводника относительно земли равно фазному напряжению системы. В случае постоянного замыкания на землю в одной фазе, напряжение между неповрежденной и поврежденной фазами будет равно напряжению сети. Поэтому только установки трехфазного тока с незаземленным нейтральным проводником, для которых напряжение сети в конечных точках потребителей не превышает 250 В, могут быть классифицированы как установки низкого напряжения.

Вышеприведенные утверждения относительно четырехпроводной системы также применимы к трехпроводной системе без нейтрали (Рисунок 3).

По техническим и экономическим причинам целесообразно строить сети с линейным напряжением выше 250 В и с достаточной безопасностью для обслуживания установки. Это достигается путем заземления нейтральной точки трансформатора (рис. 4).

Глухое заземление нейтрали с дополнительным заземлением нейтрального проводника и подключение корпусов электродвигателей, электроустановочных конструкций, светильников и бытовой техники позволяет отнести установки сетевого напряжения 400 В к установкам низкого напряжения, поскольку в нормальном режиме работы сетевые проводники имеют напряжение по отношению к земле равное 400 * корень из 3 = 230. В таких установках длительное повышение напряжения при заземлении одной фазы предотвращается установкой предохранителей на каждой фазе, которые плавятся при прохождении через них тока короткого замыкания и разрывают цепь. Это также предотвращает длительное повышение напряжения на землю в неповрежденных фазных проводах.

Давайте выясним, что такое НОМИНАЛЬНОЕ напряжение. Это сетевое напряжение, при котором обеспечивается нормальная непрерывная работа электрооборудования. ГОСТ 29322-92 дает значение 230/400 В +/- 10%. Оказывается, номинальное напряжение однофазной сети составляет 230 В и колеблется от 207 до 253. Это довольно широкий предел, но при таких напряжениях наши электроприборы должны быть безопасны. Поэтому номинальное напряжение трехфазной сети составляет от 360 до 440 вольт. Более высокое напряжение опасно для оборудования и может стать причиной пожара.

Номинальное напряжение сети

Мы привыкли, покупая в магазине, что товар должен быть надлежащего качества, когда речь идет о продукте, мы читаем состав, ну, и конечно, сроки годности. Однако не многие понимают, что электричество в нашем доме также обладает подобными характеристиками. Сегодня мы поговорим о напряжении. С точки зрения качества, напряжение должно иметь четко выраженную синусоидальную форму волны, с минимальным количеством искажений, скачков и вредных гармоник. Однако эти характеристики очень трудно проверить без дорогостоящего оборудования. Однако проверить значение напряжения очень даже можно и нужно. Более того, если значение напряжения сильно отличается от номинального, то (только строго по решению суда) вы не обязаны платить за электроэнергию. Единственное, что вам придется потрудиться, чтобы получить официально зарегистрированный и опечатанный регистратор, который будет регистрировать изменения напряжения в сети.

Давайте разберемся, что такое НОМИНАЛЬНОЕ напряжение. Это напряжение сети, при котором обеспечивается нормальная, непрерывная работа электрооборудования. ГОСТ 29322-92 устанавливает напряжение 230/400 В +/- 10%. Оказывается, номинальное напряжение однофазной сети составляет 230 В и колеблется от 207 до 253. Этот предел довольно широк, но при таких напряжениях наши электроприборы должны быть безопасны. Поэтому номинальное напряжение трехфазной сети варьируется в пределах 360-440 вольт. Повышенное напряжение опасно для оборудования и может привести к пожару, поэтому защита от перенапряжений является необходимой.

Согласно ГОСТу, этот диапазон напряжения должен быть достигнут к 2030 году, после чего будет рассмотрен вопрос о снижении допустимых отклонений. Но очевидно, что этот вопрос не будет решен в ближайшее время…

Действительно, при эксплуатации электрических сетей, источников, преобразователей и потребителей электроэнергии напряжения на них отклоняются от номинальных параметров. Это может быть вызвано сбоями в работе оборудования, потерями электроэнергии при передаче и т.д. ГОСТ 29322-2014 частично регламентирует допустимые значения отклонения напряжения.

Все об энергии

Номинальные напряжения электрических сетей, источников и потребителей электроэнергии постоянного тока и переменного тока промышленной частоты определяются комплексом документов: ГОСТ 23366, ГОСТ 721, ГОСТ 21128, ГОСТ 6962 и ГОСТ 29322.

Стандартный диапазон напряжения

Стандартный диапазон напряжения определен в ГОСТ 23366 для постоянного тока и переменного тока промышленной частоты. Напряжения на выходах разработанных устройств должны соответствовать значениям, приведенным в данной серии, за исключением некоторых случаев [3, с.2]. Ниже приведена стандартная серия напряжений для потребители электроэнергии [3, таблица 1] . Первичные серии напряжений постоянного и переменного тока для потребителя электроэнергии приведены в таблице 1, вторичные серии для напряжений переменного тока – в таблице 2, а для напряжений постоянного тока – в таблице 3.

Таблица 1 – Ряд напряжений для электрических нагрузок постоянного и переменного тока

Стандартный диапазон напряжения для источники и преобразователи (например, генератор, трансформатор и т.д.) электроэнергии [3, таблица 2] . Напряжение переменного тока см. в таблице 4, напряжение постоянного тока – в таблице 5.

Таблица 4 – Диапазоны напряжения переменного тока для источников и преобразователей электроэнергии

При выборе напряжений предпочтение следует отдавать основному диапазону.

Номинальное напряжение электрооборудования до 1000 В

Номинальное напряжение оборудования до 1000 В указано в ГОСТ 21128. Диапазон номинальных напряжений приведен в таблице 6 [2, с.2].

Внимание:
Значения напряжения, указанные в скобках, относятся к электрическим сетям в соответствии с [6, табл. 1].

Номинальное напряжение электрооборудования выше 1000 В

Номинальные напряжения электрооборудования выше 1000 В регламентируются ГОСТ 721. Диапазон номинальных напряжений приведен в таблице 7 [1, с.3].

Примечание:
1. Напряжения, указанные в скобках, не рекомендуются для новых конструкций электрических сетей и установок;
2. напряжения, отмеченные “*”, для трансформаторов и автотрансформаторов, подключенных непосредственно к шинам генераторного напряжения подстанций или к генераторным розеткам;

Исторически в Российской Федерации существовало две системы напряжения (кВ):

• 110 – 330 – 750
• 110 – 220 – 500 – 1150

Первая система напряжения (110 – 330 – 750) существует в западной части Российской Федерации, а вторая (110 – 220 – 500 – 150) – в восточной части Российской Федерации. В сетях центральной части Российской Федерации нет явного преобладания одной системы напряжения над другой, это своего рода переходная зона.

Номинальные напряжения тяговых систем (электрифицированный транспорт)

Номинальные напряжения для электрифицированного транспорта регламентируются ГОСТ 6962 и ГОСТ 29322. В таблице 8 приведен диапазон номинальных напряжений для тяговых подстанций и токоприемников электрифицированного транспорта [4, с.3][6, таблица 2].

Примечание:
Значения напряжения в скобках указаны в соответствии с [4, стр. 3].

Допустимые отклонения напряжения

В действительности, во время работы электрических сетей, источников, преобразователей и потребителей электроэнергии, напряжения, присутствующие на них, отклоняются от номинальных параметров. Это может быть вызвано отказами оборудования, потерями при передаче и т.д. ГОСТ 29322-2014 частично регламентирует допустимые значения отклонения напряжения.

Для электрооборудования с напряжением 100 ÷ 1000 В этот диапазон ограничен ±10% [6, табл. 1]. Другими словами, для чайника, рассчитанного на номинальное напряжение 230 В, допускается работа при повышении напряжения до 252 В и понижении до 198 В. Более подробная информация приведена в таблице 9 [6, таблица A.1].

Допустимые отклонения напряжения для тяговых систем (электрифицированного транспорта) приведены в таблице 10 (источник – [6, таблица 2]).

Примечание:
1. номинальные напряжения, отмеченные знаком “*”, не рекомендуются для вновь проектируемых электрических сетей и установок;
2. значения напряжения в скобках приведены в соответствии с [4, с.3].

Для электрооборудования напряжением от 1 до 35 кВ ГОСТ 29322-2014 устанавливает допуск около ±10% [6, с.3].

Допустимые отклонения напряжения для электрооборудования 35 ÷ 230 кВ частично регламентированы ГОСТ 29322-2014, а для электрооборудования выше 230 кВ они вообще не регламентированы. Но это, вообще говоря, тема для отдельной статьи.

Историческая справка

Номинальные напряжения электрических сетей, источников электрической энергии и потребителей переменного и постоянного тока промышленной частоты определялись комплексом документов (ГОСТ 23366, ГОСТ 721, ГОСТ 21128, ГОСТ 6962) до 1992 года. ГОСТ 23366 установил ряд стандартных напряжений для электроустановок, ГОСТ 21128 регламентировал номинальное напряжение для электроустановок до 1000 В, для электроустановок выше 1000 В – ГОСТ 721, а ГОСТ 6962 – номинальное напряжение для электрифицированного городского транспорта и железных дорог.

В 1992 году был опубликован ГОСТ 29322-92 “Напряжения стандартные”, который по замыслу его создателей должен был использоваться совместно с ГОСТ 721, ГОСТ 21128, ГОСТ 23366 и ГОСТ 6962 [5, с.1]. Фактически, ГОСТ 29322, являясь документом, разработанным путем прямого применения международного стандарта IEC 38-83 [5, с.6], был призван устранить исторически и территориально закрепленные номиналы напряжения и привести их к “европейскому” стандарту. В конечном итоге ГОСТ 29332 должен был заменить ГОСТ 721/21128/23366/6962.

Второе издание стандарта ГОСТ 29332 было выпущено в 2014 году. На этот раз ГОСТ 29332-2014 был разработан “методом перевода” МЭК 60038:2009 и больше не основывался на ГОСТ 721/21128/23366/6962, хотя последние не утратили своей юридической силы.

Что такое номинальное напряжение и как его найти

Непосредственное применение закона Ома для вычисления напряжения U возможно только для простой электрической сети (преимущественно постоянного тока). В большинстве прочих ситуаций перед расчётом необходимо уточнить, о каком именно U пойдёт речь, каков тип потребителя и в какой сети он функционирует. Особенно много путаницы возникает с терминами «среднее номинальное напряжение» и «номинальное допускаемое напряжение».

О терминологии

Базу энергетической системы составляют трехфазные сети, в которых используются 2 типа напряжений:

• Линейное, присутствующее между двумя жилами электрического кабеля.
• Фазное напряжение проявляется в ходе измерений потенциала между нулевым проводом и находящимся под током.

Если подключение к электросети происходит по схеме «треугольник», то линейные и фазные напряжения имеют одинаковые значения. Если же подсоединение производится с помощью «звезды», количественные показатели линейного напряжения становятся выше фазного в 1.733. Значение напряжения, присутствующего в трехфазной сети, записывают в виде дроби, например, 220/380. Числитель обозначает фазную, а знаменатель линейную величину.

В электротехнике часто приходится иметь дело со следующими тремя обозначениями, связанными с электрооборудованием и системой питания:

• Номинальное (линейное) напряжение сети или системы электрического питания.
• Номинальное напряжение отдельной единицы оборудования.
• Рабочее или допустимое напряжение.

Первое для сети переменного тока определяется как предельное значение данного параметра, присвоенное электрической цепи или системе для обозначения её класса. Такую характеристику часто обозначают как системное напряжение U_c. Например, для России действует следующий ряд U_c, соответствующий нормам ГОСТ Р 57382–2017: 110→330→500→750 кВ. При этом минимальное значение U_c не может быть меньше 6 кВ (ГОСТ 721–77).

Принятое в конкретном регионе значение номинального напряжения системы определяется пиковой потребляемой мощностью и протяжённостью линий электропередачи. При проектировании любого электрооборудования разработчик в первую очередь учитывает условия той системы, в которой будет работать это оборудование.

Производители электрооборудования в обязательном порядке указывают на своих устройствах главные характеристики: силу тока в А, мощность в Вт, а также номинальное фазное напряжение, являющееся базисным в стандартизованном ряду потенциалов. Для зон безопасности обычно принимается допуск ± 10 % или выше.

Однако номинальное напряжение не является точным рабочим показателем для работающего оборудования. Оно представляет собой значение параметра, по которому электрическое устройство названо или упоминается. Таким образом, фактическое напряжение, при котором работает устройство, может отличаться от номинального в пределах диапазона, обеспечивающего удовлетворительную работу оборудования.

Поэтому на практике рассматриваемый параметр чаще используется в качестве эталона для описания фактических возможностей электрических устройств и систем. Он характеризует возможности той сети, к которой может быть подключено устройство с сохранением условий для его безопасной и надёжной работы. Следовательно, допустимо рассматривать данный показатель лишь как приблизительную оценку уровня работы конкретной электрической системы. Предельные значения выбираются таким образом, чтобы они находились в границах диапазона номинального напряжения.

Следует отметить, что реальная разница между входным и номинальным U_c всегда присутствует, но она не должна превышать допуск безопасности. С другой стороны, расхождение между этими параметрами должно быть достаточно большим, чтобы можно было легко подкорректировать изменение номинального напряжения в линии электропередачи.

Рабочее напряжение — это фактическое значение характеристик питания, которое подаётся на клеммы оборудования. Параметр измеряется при помощи таких приборов как вольтметры, мультиметры. Если разница показателей, измеренных в ходе тестирования, выходит за пределы заявленного диапазона, то работоспособность этой единицы оборудования не будет обеспечена.

Как определяется НП

Проще всего дело обстоит с выяснением данного номинала применительно к электрооборудованию. Например, для однофазного асинхронного двигателя на паспортной табличке указано, что значение данного показателя составляет 240 В ± 10 %. Это означает, что двигатель может безопасно работать в диапазоне от 216 В до 264 В. Учитывается, что паспортная мощность двигателя и прочие проектные характеристики соответствуют нормам стандарта.

Чтобы рассчитать номинальные напряжения сложных или составных электрических сетей, поступают иначе. Например, если нужно выяснить указанный параметр для региональной сети электропотребления, каждая из составляющих которой рассчитана на собственные, различающиеся от ветви к ветви параметры, используют следующую последовательность действий:

1. Пользуясь законом Ома для составной цепи, определяем значение номинального напряжения на выходе.

1. Если мощность потребителей неизвестна, но зато есть фактическое значение U_ф, то искомый параметр для каждого i-того потребителя определяется по формуле:

1. Полученные значения Р_i складываются.

При проведении таких расчётов необходимо различать номинал на каждом i-том элементе. Первый из параметров является предельным значением, которое может непрерывно подаваться к потребителю. Он применяется только к тем характеристикам сопротивления, которые лежат в области выше допустимой.

При вычислении номинального напряжения с помощью формулы Ома следует принимать во внимание то, что конечный результат может оказаться слишком высоким. Это может привести к выходу из строя элемента при длительном воздействии на него повышенной разности потенциалов. Поэтому итог расчётов сравнивается с максимальным (критическим) значением сопротивления, которое разрешено для данного элемента. Меньшее значение и будет действительным, указываемым отдельно для каждой серии и типоразмера изделия.

Примеры расчётов

Рассмотрим несколько примеров расчета номинального напряжения

Пример 1

Для номинальной мощности энергопотребителя в 1 Вт и его сопротивлении 100 кОм нужно определить номинал U_ном, приняв, что верхняя граница параметра (U_max) равна 200 В.

Воспользовавшись формулой закона Ома для участка цепи, получим:

Однако максимально допустимое U_max на элементе только 200 В, поэтому подавать на элемент 316 В нельзя. Отсюда следует, что U_ном = 200 В.

Пример 2

В стабильном режиме эксплуатации энергосистема выдаёт 11 кВ с допустимым колебанием ± 10 %. Какими будут наибольшие колебания, при которых такая система ещё сохранит свою работоспособность?

С учётом ранее указанного допуска безопасности 11 кВ ± 10 % данные значения будут составлять от 9.9 кВ до 12.1 кВ.

Пример 3

Автоматический выключатель, установленный для обслуживания энергосистемы 132 кВ, должен сохранять свою работоспособность в диапазоне U_ном ±10 %. Следовательно, потенциал, подаваемый на автоматический выключатель, может находиться в пределах, не превышающих 118.8 … 145.2 кВ.

Образец более сложного расчёта

Определить номинальный ток генератора мощностью 48000 Вт при напряжении 110 В, учитывая, что U_ном = 220 В, угол сдвига между фазами cosφ = 0.85. Обмотки трёхфазной схемы генератора соединены звездой. Расстояние между смежными пазами в статоре соответствует паспортной мощности двигателя.

Сначала находим фазное напряжение при соединении в звезду:

Определяем значение полной номинальной мощности генератора:

Искомое значение номинального тока генератора:

Поскольку расчётное фазное напряжение больше фактического, то длительная работоспособность генератора полностью обеспечится. Все прочие параметры системы следует рассчитывать с учетом тока I_н не менее 150 А.

Описанная методика действий с определёнными эксплуатационными факторами электрооборудования и энергосистем позволяет уточнять условия надёжной работы устройств, не допускать перегрузки их отдельных элементов, осуществлять более точный подбор типоразмеров трансформаторов, генераторов, электродвигателей и прочего электрооборудования.