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额定电压
2025-06-25
额定电压是指电气设备长时间正常工作时的最佳电压，额定电压也称为标称电压。当电气设备的工作电压高于额定电压时容易损坏设备，而低于额定电压时将不能正常工作（如灯泡发光不正常，电机不正常运转）。
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。
基本概念
额定电压表示设备的设计电压，通常也是比较容易取得的电源供给电压。此时设备中的各部件都工作在最佳状态，性能比较稳定，寿命也会比较长，在额定电压运行具有最大经济效益。同时指定额定电压有利于电器制造的生产标准化和系列化，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。
此时电器中的元器件都工作在最佳状态，只有工作在最佳状态时，电器的性能才比较稳定，这样电器的寿命才得以延长。电缆设计和运行的基准电压，用U表示，单位为kV。U--电缆两项导体之间的电压有效值。
由于生产发展的需要和节能降耗的要求，许多供电网络将进行升压改造。原供电电压为3kv。按节能降耗的要求，改为6kv供电
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。
额定电压确定
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 = 额定电流 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%。
计算方法
电机型
保护发电机、电动机的避雷器额定电压可以按1.25倍发电机、电动机额定电压选择
3.15kVUr=1.25*3.15=3.9375≈4kV
6.3kVUr=1.25*6.3=7.875≈8kV
10kVUr=1.25*10.5=13.125≈13.5kV
电站型
常规算法：
6kVUr=6*1.15*1.1*1.3≈10kV
10kVUr=10*1.15*1.1*1.3≈17kV
35kVUr=35*1.15*1.25≈51kV
国家标准规定，系统供电端电压为额定电压Un的k倍，220kV及以下系统k=1.15.
Sic避雷器的灭弧电压：10kv及以下最高运行电压的1.1倍，35kv为系统最高电压，110kv及以上为系统最高电压的80%。
氧化锌避雷器额定电压在sic避雷器灭弧电压基础上乘以1.2~1.3倍。
避雷器
以国内避雷器的设计、制造水平，一般η=80%。Uc=Ur*η。（η=√2*Um/√3/U1mA≈0.8）
6kVUc=10*0.8=8kV
10kVUc=17*0.8=13.6kV
35kVUc=51*0.8=40.8kV
保证单相接地持续运行2h不动作，最严重情况单相接地和甩负荷同时发生，此时理论上过电压为1.99倍。
6kVUc≥1.99*6*1.15/√3≈7.9kV
10kVUc≥1.99*10*1.15/√3≈13.2kV
6kVUc≥1.99*35*1.15/√3≈46.2kV
荷电率η=0.8，
6kVUr=1.25*7.9=9.875≈10kV
10kVUr=1.25*13.2=16.5≈17kV
35kVUr=1.25*46.2=57.75≈58kV
