并联电路是不是并的用电器越多总电压越大?那家庭电路的220伏是...

如题所述

首先要明确,题主讨论的是低压配电线路中的电压,即用电电压为220/380V的电压等级。 我们来看下图: 图中我们看到了一级配电系统,还有二级配电系统,其中二级配电系统就是我们家里的配电箱。 确实,从图中看,所有的负荷都是并联的。但请注意到一个事实:供电的电源是来自于电力变压器。为此,我们来分析一下电力变压器的供电能力问题。我们看下图: 第一张图就是初中物理课的图。图中:r是电源内阻,负载电阻R1=R2=RN=R,于是负载电阻等于R/N图中的路端电压U等于: 我们知道,对于无限大容量配电网,当发生系统短路时,电源阻抗(其实就是线路电阻)小于负载阻抗的1/50,而系统运行电流与短路保护动作电流之比在10到15倍之间,我们不妨取为15倍,于是当系统正常运行时,对于无限大容量配电网来说,负载阻抗大于或等于线路阻抗的50X15=750倍,也即r与R/N之比为1/750。代入上式后,得到: 设负载的电阻数量N=100,也即有100个用户在同时使用电源,于是上式变为: 计算表明,当100个用户按满负载同时消耗电能时,电力变压器低压侧的电压约为额定电压的88.2%。 说明一下:这里的计算用初中物理知识来推导的,它与实际计算有一定的偏差。实际计算可参考《电工计算手册》,或者《工业与民用配电设计手册 》第三版。 在实际使用时,变压器的负载率为75%时,电压基本不变。因此电力变压器的负载率往往不会超过75%。当然,这只是平常用电的情况,未考虑各种冲击电流的影响。 第二张图说明了系统电压U与时间t的变化情况,我们当然期望如图所示,电源电压与时间t无关,这样的系统电压就是稳定而且可靠的。 第三张图说明了系统电压与电流的变化情况。我们看到,随着电流增加,系统电压就不断地下降。第三张图与第一张图的说明有一定的关系。 在国家标准GB156-2003《标准电压》中规定,系统电压的偏差不能超过%。另外,在GB50054中有更为严格的规定。 现在就可以回答题主的问题了:(1)系统的额定标称电压是固定的,它不能超过规范中所规定的偏差值。具体的规定可参加国家标准GB 156-2003《标准电压》。(2)许多电器的额定电压与国家标准规定的标称用电电压直接挂钩,例如220V交流电压。也因此,供电电压不允许任意提高或者降低。特别指出,我们知道变频器调频时,其频率与电压要成比例一起调节。当从低频往高频调节时,若电压到达了额定电压,则必须采取固定电压调高频率的方式,电压不允许超过额定电压值。电器的最高使用电压为额定绝缘电压,电器的额定工作电压在任何情况下绝对不允许超过额定绝缘电压。具体可参加相关的某型用电电器的国家标准和规范。对于低压开关电器来说,对应的国家标准是GB14048.1-2012《低压开关设备和控制设备 第1部分:总则》;对于家用开关电器来说,例如漏电开关,它对应的国家标准是GB 16916系列标准。(3)电网上负载越多,供电电压下降的可能性就越大。当负载超过一定的值后,供电电压会明显下降。因此,变压器存在负载率的问题。一般来说,负载率不会超过75%。有关变压器负载率的规定,可参见国家标准GB 50054-2011《低压配电设计规范》。 最后说一下:我们发现,在供配电和用电方面,是存在许多对应的国家标准的。对于供配电质量,包括供电电压、谐波含量、涌流和电压凹陷程度,都有许多规定。其中,有关电压凹陷对策,是国家相关核心期刊中每期必有的重点内容。虽然这些名词背后的知识已经远远超过了学生们能够理解的极限,但阅读和了解国家标准,却能避开繁琐的理论知识和大量的技术规范。也因此,了解这些标准对于我们工作和生活都很有好处。
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