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電纜電壓降產生的原因

英語中“Voltagedrop”是(shi)電(dian)(dian)壓降，“drop”是(shi)“往(wang)下拉(la)”的(de)(de)(de)(de)意思。電(dian)(dian)力線路的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓降是(shi)因為導(dao)體存在(zai)電(dian)(dian)阻。正因為此(ci)，不管(guan)導(dao)體采(cai)用哪種(zhong)材料(銅/鋁)都會(hui)(hui)造(zao)成線路一定的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓損耗(hao)，而(er)這種(zhong)損耗(hao)(壓降)不大于本身電(dian)(dian)壓的(de)(de)(de)(de)5%時一般(ban)是(shi)不會(hui)(hui)對線路的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)力驅(qu)動產生后果的(de)(de)(de)(de)。

例如(ru)380V的(de)線路，如(ru)果(guo)電壓降為19V，也即電路電壓不低于(yu)361V，就不會有很大(da)的(de)問題。當(dang)然(ran)我們是希望這種壓力降越小越好。因為壓(ya)力(li)間本身(shen)是(shi)一(yi)種電力(li)損(sun)耗(hao)，雖然是(shi)不(bu)可(ke)避免(mian)，但我們總希望壓(ya)力(li)降是(shi)處于一(yi)個可(ke)接受的范圍內。

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線路電壓(ya)降(jiang)的(de)計算公式

一般來說，計算線路的壓降并不復雜，可按(an)以下步驟：

1.計算線路電流I

 I= P/1.732×U×cosθ 

其中：P-功率(千(qian)瓦)；U-電壓(kV)；cosθ-功率因素(0.8～0.85)

2.計算線路電阻R

 R=ρ×L/S 

其中：ρ-導體電(dian)(dian)阻率(銅芯電(dian)(dian)纜ρ=0.01740，鋁導體ρ=0.0283)；L-線路(lu)長度(du)(米)；S-電(dian)(dian)纜的標稱截面

3.計(ji)算線路壓(ya)降(最簡單實用(yong))：

 ΔU=I×R 

線(xian)路(lu)壓(ya)降計算公(gong)式：△U=2*I*R，I-線(xian)路(lu)電流；L-線(xian)路(lu)長度

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電纜壓降怎么算？

先(xian)選取導(dao)線(xian)再計算壓(ya)降，選擇導(dao)線(xian)的原則(ze)：

近距離按發熱條件限制導線截面(安全(quan)載(zai)流量)；

遠距離在安全載流量的基礎(chu)上，按電壓(ya)損失條件選(xuan)擇導(dao)線截面，要(yao)保(bao)證(zheng)負荷(he)點的工作(zuo)電壓(ya)在合格(ge)范圍；

大負荷按經濟(ji)電流密度選(xuan)擇。

為保證導線長(chang)時間連續運行，所允許的電流(liu)(liu)密度(du)稱安全載(zai)流(liu)(liu)量。一般規定是：銅線選5～8A/mm2；鋁線選3～5A/mm2。安全載(zai)流(liu)(liu)量還要根(gen)據導線的芯線使用環境(jing)的極限溫度(du)、冷卻條件、敷設條件等綜合(he)因素決定。

一般(ban)情況下(xia)，距(ju)離(li)短、截面(mian)積(ji)小、散(san)熱好(hao)、氣溫低等，導線(xian)的導電(dian)能力強(qiang)些，安(an)全(quan)載流(liu)(liu)選上限(xian)(xian)；距(ju)離(li)長(chang)、截面(mian)積(ji)大、散(san)熱不(bu)好(hao)、氣溫高、自然環境(jing)差等，導線(xian)的導電(dian)能力弱些，安(an)全(quan)載流(liu)(liu)選下(xia)限(xian)(xian)；

如導(dao)電(dian)(dian)能力，裸導(dao)線強于(yu)(yu)(yu)絕(jue)緣(yuan)線，架空線強于(yu)(yu)(yu)電(dian)(dian)纜(lan)，埋(mai)于(yu)(yu)(yu)地(di)下的電(dian)(dian)纜(lan)強于(yu)(yu)(yu)敷設在地(di)面的電(dian)(dian)纜(lan)等(deng)等(deng)。

電壓(ya)降根據下(xia)列條件計算：

環境溫(wen)(wen)度40℃；導線(xian)溫(wen)(wen)度70~90℃；電纜排列：單芯，S=2D；功(gong)率因(yin)數cosθ=0.8；末端(duan)允許降(jiang)壓(ya)降(jiang)百分數≤5%。

其中：Vd-電(dian)(dian)(dian)壓(ya)降，Vd=KxIxLxV0(v)；I-工作電(dian)(dian)(dian)流或計算電(dian)(dian)(dian)流(A)；L-線(xian)路長(chang)度(m)；V0-表內電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(V/A.m)；K：三相(xiang)四線(xian) K=√3 單相(xiang)K=1

單相(xiang)時允(yun)許電(dian)壓(ya)降：Vd=220Vx5%=11V

三(san)相時允許電壓(ya)降：Vd=380Vx5%=19V

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例題解析

題1：50kw 300米，采用25MM2線是否(fou)可行？

采用vv電纜25銅芯：

去線(xian)阻(zu)為R=0.01(300/25)=0.2，其壓降為U=0.2*100=20

單線(xian)壓降為20V，2相為40V，變壓器低壓端電壓為400V

400-40=360V

鋁線R=0.0283(300/35)=0.25，其壓降為U=0.25*100=25，末端為350V

連續(xu)長時(shi)間(jian)運行(xing)對電機有(you)影(ying)響，建議(yi)使用35銅芯(xin)或者(zhe)50鋁線(xian)。

25銅(tong)芯其(qi)壓降U=0.0172(300/35)=0.147(≈15V)15*2=30，

末端為370V

鋁線U=0.0283(300/50)=0.17，17*2=34，末端為366V

可以正常使(shi)用(變壓(ya)器(qi)電壓(ya)段(duan)電壓(ya)為400V)

50kw負荷額定電流(liu)

I=P/1.732UcosΦ=50/1.732/0.38/0.8=50/0.53=94A

按安(an)全載流量可采用(yong)25mm2的銅電纜(lan)算(suan)電壓損失：

R＝ρ(L/S)=0.017X300/25=0.2Ω

電壓損失U=IR=94X0.2=18V

如果(guo)用35mm2的銅電纜(lan)，算電壓(ya)損失：

R＝ρ(L/S)=0.017X300/35=0.15歐

電壓損(sun)失(shi)U=IR=94X1.15=14V

題2：55變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)，低壓(ya)(ya)(ya)柜(ju)在距離變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)200米處。問變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)到(dao)(dao)低壓(ya)(ya)(ya)柜(ju)電(dian)壓(ya)(ya)(ya)需(xu)達到(dao)(dao)390V，需(xu)多(duo)粗(cu)電(dian)纜？

55KVA變壓(ya)器額定輸出電流(端電壓(ya)400V)：

I＝P/1.732/U＝55/1.732/0.4≈80(A)

距(ju)離L＝200米，200米處(chu)允許電壓(ya)(ya)為(wei)380V時(shi)，線與線電壓(ya)(ya)降為(wei)20V，單(dan)根導(dao)線電壓(ya)(ya)降U＝10V，銅芯(xin)電線阻率ρ＝0.0172，

單根線阻R＝U/I＝10/80＝0.125(Ω) 

單根導線截(jie)面：S＝ρ×L/R＝0.0172×200/0.125≈32(平方)

取35平方銅芯電線

55KVA的變壓(ya)器，最大工作電(dian)流約80A，輸出電(dian)壓(ya)400V。

如果到達配電(dian)(dian)柜的(de)電(dian)(dian)壓要求不(bu)低于380V的(de)話，可用35平(ping)(ping)方(fang)銅電(dian)(dian)纜或50平(ping)(ping)方(fang)鋁(lv)電(dian)(dian)纜。

如果(guo)到(dao)達(da)配(pei)電(dian)柜的電(dian)壓要(yao)求不低于390V的話，可用(yong)70平(ping)方銅電(dian)纜或(huo)95平(ping)方鋁(lv)電(dian)纜。

如(ru)果(guo)到(dao)達配電(dian)柜的電(dian)壓要求不低于370V的話，可用25平方(fang)銅電(dian)纜(lan)或35平方(fang)鋁電(dian)纜(lan)。

三相交(jiao)流線(xian)路電壓(ya)降(jiang)計(ji)算方(fang)法：電流*每根(gen)導線(xian)阻抗*1.732

導(dao)線(xian)(xian)的阻抗分(fen)為容抗、感抗和電(dian)阻。一般低(di)壓導(dao)線(xian)(xian)截(jie)面(mian)(mian)(mian)積線(xian)(xian)路只(zhi)計算電(dian)阻，用導(dao)體(ti)電(dian)阻率*導(dao)線(xian)(xian)截(jie)面(mian)(mian)(mian)積*導(dao)線(xian)(xian)長(chang)度。在(zai)這里，銅是0.0175*截(jie)面(mian)(mian)(mian)積*230，鋁是 0.029*截(jie)面(mian)(mian)(mian)積*230。

一(yi)般(ban)情(qing)況下(xia)連續長時間運(yun)行的(de)設(she)備(bei)電纜規格選大(da)一(yi)級。確保電壓(ya)波動的(de)情(qing)況下(xia)，設(she)備(bei)穩定(ding)運(yun)行。