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並聯電路是不是並的用電器越多總電壓越大?那家庭電路的220伏是上限還是穩定的?


有趣的問題。

首先要明確,題主討論的是低壓配電線路中的電壓,即用電電壓為220/380V的電壓等級。

我們來看下圖:

圖中我們看到了一級配電系統,還有二級配電系統,其中二級配電系統就是我們家裡的配電箱。

確實,從圖中看,所有的負荷都是並聯的。

但請注意到一個事實:供電的電源是來自於電力變壓器。

為此,我們來分析一下電力變壓器的供電能力問題。

我們看下圖:

第一張圖就是初中物理課的圖。

圖中:r是電源內阻,負載電阻R1=R2=RN=R,於是負載電阻等於R/N

圖中的路端電壓U等於:

我們知道,對於無限大容量配電網,當發生系統短路時,電源阻抗(其實就是線路電阻)小於負載阻抗的1/50,而系統運行電流與短路保護動作電流之比在10到15倍之間,我們不妨取為15倍,於是當系統正常運行時,對於無限大容量配電網來說,負載阻抗大於或等於線路阻抗的50X15=750倍,也即r與R/N之比為1/750。

代入上式後,得到:

U=frac{E}{6.67	imes 10^{-3} N+1}

設負載的電阻數量N=100,也即有100個用戶在同時使用電源,於是上式變為:

Uapprox 0.882E

計算表明,當100個用戶按滿負載同時消耗電能時,電力變壓器低壓側的電壓約為額定電壓的88.2%。

說明一下:這裡的計算用初中物理知識來推導的,它與實際計算有一定的偏差。實際計算可參考《電工計算手冊》,或者《工業與民用配電設計手冊 》第三版。

在實際使用時,變壓器的負載率為75%時,電壓基本不變。因此電力變壓器的負載率往往不會超過75%。

當然,這只是平常用電的情況,未考慮各種衝擊電流的影響。

第二張圖說明了系統電壓U與時間t的變化情況,我們當然期望如圖所示,電源電壓與時間t無關,這樣的系統電壓就是穩定而且可靠的。

第三張圖說明了系統電壓與電流的變化情況。我們看到,隨著電流增加,系統電壓就不斷地下降。

第三張圖與第一張圖的說明有一定的關係。

在國家標準GB156-2003《標準電壓》中規定,系統電壓的偏差不能超過pm 10%。另外,在GB50054中有更為嚴格的規定。

現在就可以回答題主的問題了:

(1)系統的額定標稱電壓是固定的,它不能超過規範中所規定的偏差值。具體的規定可參加國家標準GB 156-2003《標準電壓》。

(2)許多電器的額定電壓與國家標準規定的標稱用電電壓直接掛鉤,例如220V交流電壓。也因此,供電電壓不允許任意提高或者降低。

特別指出,我們知道變頻器調頻時,其頻率與電壓要成比例一起調節。當從低頻往高頻調節時,若電壓到達了額定電壓,則必須採取固定電壓調高頻率的方式,電壓不允許超過額定電壓值。

電器的最高使用電壓為額定絕緣電壓,電器的額定工作電壓在任何情況下絕對不允許超過額定絕緣電壓。具體可參加相關的某型用電電器的國家標準和規範。

對於低壓開關電器來說,對應的國家標準是GB14048.1-2012《低壓開關設備和控制設備 第1部分:總則》;對於家用開關電器來說,例如漏電開關,它對應的國家標準是GB 16916系列標準。

(3)電網上負載越多,供電電壓下降的可能性就越大。當負載超過一定的值後,供電電壓會明顯下降。因此,變壓器存在負載率的問題。一般來說,負載率不會超過75%。

有關變壓器負載率的規定,可參見國家標準GB 50054-2011《低壓配電設計規範》。

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最後說一下:

我們發現,在供配電和用電方面,是存在許多對應的國家標準的。對於供配電質量,包括供電電壓、諧波含量、涌流和電壓凹陷程度,都有許多規定。

其中,有關電壓凹陷對策,是國家相關核心期刊中每期必有的重點內容。

雖然這些名詞背後的知識已經遠遠超過了學生們能夠理解的極限,但閱讀和了解國家標準,卻能避開繁瑣的理論知識和大量的技術規範。也因此,了解這些標準對於我們工作和生活都很有好處。


沒人邀請,自己答一下。

首先要明確的是並聯是分流的,這是基本的電力知識。並聯電路中所有負載的兩端電壓相等(不考慮線路阻抗的前提下)。

在電力系統中,這樣的並聯電路的負載增多時,無疑會提高幹路電流,降低負載端電壓。這一點張工的回答非常到位,我就不班門弄斧了。

我來解釋下居民用電系統是如何保持終端電壓的。

我國居民用電的標準電壓是220V,偏差為+5%,-7%。終端電壓在偏差範圍內都被認為是允許的。

那麼當遇到變壓器內阻較大,線路過長阻抗太大等原因造成的電壓偏差超過允許範圍的情況下,可以調整變壓器分接頭來增加或減小二次側電壓。簡而言之就是通過調整二次側線圈匝數來改變變壓器變比,使二次側電壓升高,滿足終端電壓水平。

手機碼字,看官見諒。

以上。

12月19日更新:

上面說了半天發現結論沒講清楚,結論就是:普通居民用電的所謂「220V」是一個穩態情況下的平均值,高或者低只要不超過國標限制都是符合標準要求的。


感覺這是我唯一可以說上兩句的地方,看到樓上的大神回答如此詳細,我就看看算了.


用電設備並聯入電網,電網電壓不變,電流是並聯設備工作電流之和。220V不是上限也不是下限,只不過是一個電壓等級。這個電壓等級的確定是一個綜合考量,既要考慮絕緣安全又要考慮線材成本。一般小區內的變壓器輸出給用戶的電壓都是偏高的,因為隨著供電線路越長,末端的電壓會越低。這是為什麼呢,導線雖然電阻很低,但是也有電阻,這部分電阻隨著導線長度增加而增加,這些電阻會消耗一定的電壓,所以末端和前端電壓不一樣。


實際的並聯電路來說,電阻不可忽略,並得越多路端電壓越小,這就是為什麼晚上用電多時燈泡比白天暗。


把高中讀完再問這種問題


簡單考慮題主提出的電路的模型,電網側等效為交流電壓源,阻抗為Z0,電器等效為負載,阻抗為Z1。

電器並聯數目越多,其阻抗(模值)越小,從等效(集中參數)電路上看,其分得電壓必定會下降。

至於220V,說的很清楚了,是國家標準。


你用電的電路不是一個簡單電路,有穩定裝置。

而且,我覺得你串聯和並聯弄反了。


會加大匯流排電流,電壓不會變


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