任务要求

请根据图2-7所示变压器T1、线路WL2和WL4的额定电压，确定发电机G、变压器T2和T3、线路WL1和WL3的额定电压，写出简明的计算过程。

图2-7　某电力供电线路简图

任务分析

为了使电力设备的生产实现标准化、系列化，为了各元件合理配套，电力系统中发电机、变压器、电力线路及各种设备等，都是按规定的额定电压进行设计和制造的。为了保证用电设备在最佳状态下运行，工厂供电电压应进行合理的选择。电类专业工作者需要了解额定电压国家标准、三相交流电网电力设备额定电压、供电质量，会运用交流电网及其电力设备额定电压。

知识学习

所谓额定电压，就是电力系统、电力设备规定的正常运行时具有最大经济效益时的电压，即与电力系统及电力设备某些运行特性有关的标称电压。根据用电设备和供电设备的额定电压，国家规定了交流电力网和电力设备的额定电压等级，为在全国范围内形成一个标准统一、功能完美的综合电力系统网络奠定了基础，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，方便了电气设备的维修维护。

2.2.1 供电电网和电力设备的额定电压

1.电网的额定电压

电力线路（或电网）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。我国三相交流电网和电力设备额定电压及电压调整律都有国家标准。GB 156—2007《标准电压》规定的三相交流电力网和用电设备的额定电压见表2-2。

表2-2　我国标准规定的三相交流电力网和用电设备的额定电压　kV

2.用电设备的额定电压

由于用电设备运行时，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。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来制造。所以用电设备的额定电压规定与同级电力线路的额定电压相同。

我国现阶段各电力设备的额定电压分三类：第一类额定电压为100 V以下，这类电压主要用于安全照明、蓄电池及开关设备的操作电源，交流36 V电压只作为潮湿环境的局部照明及特殊电力负荷之用；第二类额定电压高于100 V，低于1 000 V，这类电压主要用于低压三相电动机及照明设备；第三类额定电压高于1 000 V，这类电压主要用于发电机、变压器、输配电线路及设备。

3.发电机的额定电压

由于电力线路允许的电压损耗为±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。用电设备和发电机的额定电压说明如图2-8所示。

图2-8　用电设备和发电机的额定电压说明(www.daowen.com)

4.电力变压器的额定电压

1）变压器一次绕组的额定电压

（1）当电力变压器直接与发电机相连，如图2-9中的变压器T1，则其一次绕组的额定电压应与发电机额定电压相同。

（2）当变压器不与发电机相连，而是连接在线路上，如图2-9中的变压器T2，则可将变压器看作线路上的用电设备，因此其一次绕组的额定电压应与线路额定电压相同。

图2-9　电力变压器连接图

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。而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：

（1）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额定电压的5%，以补偿线路上的电压损耗。所以，变压器二次绕组的额定电压要比线路额定电压高10%，如图2-9中变压器T1。

（2）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2-9中变压器T2。

电力变压器各部分电压如表2-3所示。

表2-3　电力变压器各部分电压

2.2.2 各级电压等级的适用范围

我国电力系统中，220 kV以上的电压等级主要用于大型电力系统的主干线；110 kV电压既用于中小型电力系统的主干线，也用于大型电力系统的二次网络；35 kV多用于中小型城市或大型企业的内部供电网络，也广泛用于农村电网。

一般企业内部多采用6～10 kV的高压配电电压，且10 kV电压用得较多。当企业6 kV设备数量较多时，才会考虑采用6 kV作为配电电压。220/380 V电压等主要作为企业的低压配电电压。

任务检查

按表2-4对任务完成情况进行检查记录。

表2-4　任务完成情况检查记录表