Comprender as clases de tensión: Importancia tipos e aplicacións en sistemas eléctricos
Que é unha clase de voltaxe?
Definición de clase de voltaxe:As clases de voltaxe (ou niveis de voltaxe) refírense a un conxunto de voltaxes nominalizados estandarizados utilizados en sistemas eléctricos e equipos eléctricos. Un voltaxe nominal é o voltaxe no que está deseñado para operar o equipo en condicións normais; esencialmente, unha clase de voltaxe define o rango de voltaxe de traballo pretendido para un sistema ou dispositivo.
Analogía cos electrodomésticos de consumo:Os electrodomésticos domésticos (por exemplo, frigoríficos, televisións) funcionan a un voltaxe nominal, xeralmente 220 V, e poden fallar ou sufrir danos se se lles suministra un voltaxe significativamente maior ou menor. De maneira semellante, o equipo dos sistemas de enerxía debe operar dentro da súa clase de voltaxe designada para asegurar un rendemento fiable.
Importancia da clasificación por nivel de voltaxe
Estandarización:As clases de voltaxe unificadas proporcionan un marco claro para o deseño, fabricación e manutención do equipo. Os dispositivos de diferentes fabricantes que adhiron á mesma clase de voltaxe poden interoperar sinxelamente, mellorando a intercambiabilidade e simplificando a xestión do sistema.
Eficiencia:A selección de niveis de voltaxe apropiados minimiza as perdas de transmisión. Para unha determinada transferencia de potencia, voltaxes máis altos reducen a corrente, polo que diminúen as perdas I²R nos conductores e melloran a eficiencia global desde a xeración ata o uso final.
Seguridade e fiabilidade:A definición clara das clases de voltaxe asegura que os requisitos de aislamento e as medidas protexidoras coincidan co estrés de voltaxe, evitando sobrecargas ou cortocircuitos debido a voltaxes non compatibles e protexendo ao persoal e ao equipo.
Facilitando a evolución tecnolóxica:As clases de voltaxe ben definidas permiten que a rede se adapte á crecente demanda de enerxía e ás tecnoloxías emergentes (por exemplo, xeración distribuída, redes intelixentes). Apoian a integración de renovábeis, almacenamento de enerxía e controles avanzados mantendo a estabilidade e a resiliencia.
Clases de voltaxe comúns
Voltaxe de seguridade (≤36 V):Utilízase en aplicacións críticas de seguridade: 24 V para ferramentas de man daquela, 12 V para iluminación de minas, ≤6 V para endoscopios médicos. Entornos especiais (por exemplo, piscinas) usan frecuentemente 12 V; os xoguetes infantís usan ≤6 V. É necesario cumprir o GB/T 3805-2008, incluíndo transformadores de aislamento de seguridade, baterías, aislamento dobre e duración de iluminación de emerxencia de 72 horas.
Baixa tensión (220 V/380 V):Forma a rede de distribución de baixa tensión trifásica tetrapolar (220 V entre fase e neutro, 380 V entre fases) cunha tolerancia de ±7% segundo o GB/T 12325. Europa usa 230/400 V; Xapón usa 100/200 V. A protección inclúe DIFs de 30 mA, interruptores de sobrecarga/cortocircuito (capacidade de ruptura ≥6 kA) e terraz TN-S (conductor PE aislado, resistencia de terra ≤4 Ω).
Media tensión (10 kV–35 kV):10 kV é común para a distribución urbana (capacidade de corrente do cabo ~300 A/km); 35 kV para alimentadores suburbanos/industriais. O IEEE 1547 limita a conexión de xeración distribuída a ≤35 kV, requirendo unha regulación de voltaxe de ±10% para plantas fotovoltaicas.
Alta tensión (110 kV–220 kV):Económico para a transferencia masiva de enerxía: 110 kV xestiona 50–100 MW (por exemplo, con conductores LGJ-240); 220 kV xestiona 200–500 MW. As transformadoras típicas de subestación de 220 kV teñen capacidades de 180 MVA con impedancia de cortocircuito de 12%–14%.
Moi alta tensión e ultra-alta tensión (≥330 kV):As liñas AC de 500 kV transportan ~1000 MW naturalmente; as liñas DC de ±800 kV xestionan ata 8000 MW (con 6×720 mm² de conductores). As liñas UHV AC de 1000 kV teñen perdas <0,8‰ por km.
Base para a determinación do nivel de voltaxe
Normas nacionais:As clases de voltaxe de China derivan do GB/T 156-2017 ("Voltaxes estándar") e do GB/T 156-2007, alineados co IEC 60038 pero adaptados ás necesidades locais da rede AC de 50 Hz.
Distancia de transmisión:Voltaxes máis altos son adecuados para distancias máis longas: 0,4 kV para distribución local curta (<0,6 km); 1000 kV AC para transferencia masiva ultra-longa (800–1500 km).
Factibilidade técnica:Avanzar a voltaxes máis altos require abordar desafíos de aislamento, refrigeración e materiais. O equipo UHV utiliza aisladores especializados e xestión térmica para un funcionamento seguro e estable, coa I+D en curso impulsando a expansión das clases de voltaxe.
Recomendado
