Większość ludności świata (Europa, Afryka, Azja, Australia, Nowa Zelandia) oraz znaczna część Ameryki Południowej korzysta z zasilania, które mieści się w granicach 6% napięcia 230 V. W Wielkiej Brytanii i Australii nominalne napięcie zasilania wynosi 230 V +10%/-6%, aby uwzględnić fakt, że większość transformatorów jest w rzeczywistości nadal ustawiona na 240 V. Standard 230 V stał się powszechny, tak że sprzęt 230 V może być używany w większości części świata z pomocą adaptera lub zmiany wtyczki sprzętu na standard dla danego kraju.Stany Zjednoczone i Kanada używają napięcia zasilania 120 V ± 6%. Japonia, Tajwan, Arabia Saudyjska, Ameryka Północna, Ameryka Środkowa i niektóre części północnej Ameryki Południowej używają napięcia pomiędzy 100 V a 127 V. Brazylia jest niezwykła, ponieważ posiada zarówno system 127 V, jak i 220 V przy 60 Hz, a także pozwala na stosowanie wymiennych wtyczek i gniazdek. Arabia Saudyjska i Meksyk mają mieszane systemy napięciowe; w budynkach mieszkalnych i lekkich budynkach komercyjnych oba kraje stosują napięcie 127 V, a w zastosowaniach komercyjnych i przemysłowych – 220 V. Rząd saudyjski zatwierdził w sierpniu 2010 r. plany przejścia kraju na system całkowicie 230/400 V, ale Meksyk nie planuje przejścia.
Pomiar napięciaEdit
Należy rozróżnić napięcie w punkcie zasilania (napięcie nominalne w punkcie połączenia między przedsiębiorstwem elektrycznym a użytkownikiem) i napięcie znamionowe sprzętu (napięcie użytkowe). Zazwyczaj napięcie użytkowe jest o 3% do 5% niższe niż napięcie nominalne systemu; na przykład nominalny system zasilania 208 V będzie podłączony do silników o napięciu „200 V” na ich tabliczkach znamionowych. Pozwala to na uwzględnienie spadku napięcia pomiędzy urządzeniem a zasilaniem. Napięcia podane w tym artykule to nominalne napięcia zasilania, a urządzenia używane w tych systemach będą miały nieco niższe napięcia znamionowe. Napięcie w systemie dystrybucji energii ma prawie sinusoidalny charakter. Napięcia są wyrażone jako napięcie średnie kwadratowe (RMS). Tolerancje napięcia dotyczą pracy w stanie ustalonym. Chwilowe duże obciążenia lub operacje przełączania w sieci dystrybucji energii mogą powodować krótkotrwałe odchylenia poza zakresem tolerancji, a burze i inne nietypowe warunki mogą powodować jeszcze większe wahania przejściowe. Ogólnie rzecz biorąc, dostawy energii pochodzące z dużych sieci z wieloma źródłami są bardziej stabilne niż te dostarczane do odizolowanej społeczności z być może tylko jednym generatorem.
Wybór napięciaEdit
Wybór napięcia zasilania wynika bardziej z przyczyn historycznych niż optymalizacji systemu dystrybucji energii elektrycznej-once once a voltage is in use and equipment using this voltage is widespread, changing voltage is a drastic and expensive measure. W systemie dystrybucyjnym 230 V do dostarczenia danej ilości energii elektrycznej zużywa się mniej materiału na przewodniki niż w systemie 120 V, ponieważ natężenie prądu, a co za tym idzie straty rezystancyjne, są niższe. Podczas gdy duże urządzenia grzewcze mogą wykorzystywać mniejsze przewody przy napięciu 230 V dla tej samej mocy znamionowej, niewiele urządzeń domowych wykorzystuje całą pojemność gniazda, do którego są podłączone. Minimalny rozmiar przewodu dla urządzeń ręcznych lub przenośnych jest zwykle ograniczony wytrzymałością mechaniczną przewodników. Urządzenia elektryczne są szeroko stosowane w domach zarówno w krajach o systemie 230 V, jak i 120 V. Krajowe kody elektryczne zalecają metody okablowania mające na celu zminimalizowanie ryzyka porażenia prądem i pożaru.
Wiele obszarów, takich jak USA, które używają (nominalnie) 120 V, wykorzystują trzy-przewodowe, podzielone systemy fazowe 240 V do zasilania dużych urządzeń. W tym systemie zasilanie 240 V ma neutralny punkt środkowy, aby uzyskać dwa zasilania 120 V, które mogą również dostarczać 240 V do obciążeń podłączonych między dwoma przewodami linii. Systemy trójfazowe mogą być łączone w celu uzyskania różnych kombinacji napięć, odpowiednich dla różnych klas urządzeń. Jeżeli system elektryczny obsługuje zarówno obciążenia jednofazowe, jak i trójfazowe, system może być oznaczony obydwoma napięciami, np. 120/208 lub 230/400 V, aby pokazać napięcie między linią a neutralnym oraz napięcie między linią. Duże obciążenia są podłączane do wyższego napięcia. Inne napięcia trójfazowe, do 830 V, są czasami stosowane w instalacjach specjalnego przeznaczenia, takich jak pompy w szybach naftowych. Duże silniki przemysłowe (np. o mocy ponad 250 KM lub 150 kW) mogą pracować na średnim napięciu. W systemach 60 Hz standardem dla urządzeń średniego napięcia jest 2 400/4 160 V (2 300/4 000 V w USA), podczas gdy 3 300 V jest powszechnym standardem dla systemów 50 Hz.
StandaryzacjaEdit
Do 1987 r. napięcie sieciowe w dużych częściach Europy, w tym w Niemczech, Austrii i Szwajcarii, wynosiło 220 ( ± 22 ) V {displaystyle 220(∗ 22)∗, ∗ ∗ {V} }
podczas gdy w Wielkiej Brytanii stosowano napięcie 240 ( ± 24 ) V { {\displaystyle 240(\pm 24)\, \mathrm {V} }
. Norma ISO IEC 60038:1983 określiła nowe standardowe europejskie napięcie na 230 ( ± 23 ) V {displaystyle 230(∗ 23)∗, ∗ 23} } }
.
Od 1987 roku nastąpiło stopniowe przejście na napięcie 230 – 23 + 13,8 V { {displaystyle 230_{-23}^{+13,8}} } }
zostało wprowadzone. Od 2009 r. dopuszcza się napięcie 230 ( ± 23 ) V {displaystyle 230(\ 23)\\\ {V} }
. Ani w systemie środkowoeuropejskim, ani w brytyjskim nie była wymagana zmiana napięcia, ponieważ zarówno 220 V, jak i 240 V mieszczą się w dolnych zakresach tolerancji 230 V (230 V ±6%). W niektórych regionach Wielkiej Brytanii ze względów historycznych nadal stosuje się napięcie 250 V, ale ono również mieści się w 10% przedziale tolerancji napięcia 230 V. W praktyce pozwoliło to na zasilanie krajów tym samym napięciem (220 lub 240 V), przynajmniej do czasu wymiany istniejących transformatorów zasilających. Sprzęt (z wyjątkiem żarówek) używany w tych krajach jest przystosowany do przyjęcia dowolnego napięcia w podanym zakresie. W Stanach Zjednoczonych i Kanadzie normy krajowe określają, że nominalne napięcie u źródła powinno wynosić 120 V i dopuszczają zakres od 114 V do 126 V (RMS) (-5% do +5%). Historycznie w różnych okresach i miejscach w Ameryce Północnej stosowano napięcia 110 V, 115 V i 117 V. O zasilaniu sieciowym mówi się czasem jako o 110 V; jednak nominalnym napięciem jest 120 V.
W 2000 roku Australia przeszła na 230 V jako standard nominalny z tolerancją +10%/-6%, zastępując w ten sposób stary standard 240 V, AS2926-1987. Podobnie jak w Wielkiej Brytanii, napięcie 240 V mieści się w dopuszczalnych granicach, a „240 V” jest synonimem sieci zasilającej w australijskim i brytyjskim języku angielskim. W Japonii energia elektryczna dostarczana do gospodarstw domowych ma napięcie 100 V. Wschodnie i północne części Honshū (w tym Tokio) i Hokkaidō mają częstotliwość 50 Hz, podczas gdy zachodnie Honshū (w tym Nagoya, Osaka i Hiroszima), Shikoku, Kyūshū i Okinawa działają z częstotliwością 60 Hz. Na granicy między tymi dwoma regionami znajdują się cztery wzajemnie połączone podstacje wysokiego napięcia prądu stałego (HVDC), które łączą zasilanie obu systemów sieciowych; są to Shin Shinano, Sakuma Dam, Minami-Fukumitsu oraz przetwornica częstotliwości Higashi-Shimizu. Aby dostosować się do różnicy, częstotliwość wrażliwe urządzenia wprowadzone na rynek w Japonii często mogą być przełączane między dwoma częstotliwościami.
.