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電纜電壓降產生的原因

英語中“Voltagedrop”是電(dian)(dian)壓(ya)降，“drop”是“往下拉(la)”的(de)(de)意思(si)。電(dian)(dian)力(li)線(xian)路(lu)的(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)降是因(yin)(yin)為導(dao)體存在電(dian)(dian)阻。正(zheng)因(yin)(yin)為此，不管導(dao)體采(cai)用哪種材料(銅(tong)/鋁)都會造(zao)成線(xian)路(lu)一定的(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)損耗，而(er)這種損耗(壓(ya)降)不大于本身電(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)5%時一般是不會對(dui)線(xian)路(lu)的(de)(de)電(dian)(dian)力(li)驅動產(chan)生(sheng)后果的(de)(de)。

例如380V的線路，如果電(dian)(dian)壓降為19V，也即電(dian)(dian)路電(dian)(dian)壓不低于361V，就不會有很(hen)大的問題(ti)。當然我們是(shi)希(xi)望(wang)這種(zhong)壓力降越小越好。因為壓(ya)力(li)(li)間本身是一種電力(li)(li)損耗，雖然是不可(ke)避免，但我(wo)們總(zong)希望壓(ya)力(li)(li)降是處于一個可(ke)接(jie)受的范圍內。

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線路電壓降的計(ji)算公(gong)式

一般來說，計(ji)算線(xian)路的壓(ya)降并不(bu)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(zhong)：P-功率(千瓦)；U-電(dian)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(ti)電阻率(銅芯電纜(lan)(lan)ρ=0.01740，鋁導體(ti)ρ=0.0283)；L-線(xian)路長度(du)(米)；S-電纜(lan)(lan)的標稱截(jie)面

3.計(ji)算線路壓降(最簡(jian)單實用(yong))：

 ΔU=I×R 

線(xian)路壓降計算公式：△U=2*I*R，I-線(xian)路電流(liu)；L-線(xian)路長(chang)度

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電纜壓降怎么算？

先選取導(dao)(dao)線再計算壓降，選擇導(dao)(dao)線的原則：

近距離按發(fa)熱(re)條件限制導線截面(安全(quan)載流量)；

遠距離在安全載流量的基礎上(shang)，按電(dian)壓損失條(tiao)件選擇導線截(jie)面，要保證負荷點(dian)的工作電(dian)壓在合格范圍；

大(da)負荷按經(jing)濟電(dian)流(liu)密(mi)度選擇(ze)。

為保證導(dao)(dao)線長(chang)時間連續運行，所允許的電(dian)流(liu)密(mi)度稱安全載流(liu)量。一般規定是：銅線選(xuan)5～8A/mm2；鋁(lv)線選(xuan)3～5A/mm2。安全載流(liu)量還要(yao)根據導(dao)(dao)線的芯(xin)線使用環境的極限溫度、冷卻(que)條件、敷設(she)條件等綜合因素決定。

一般情(qing)況(kuang)下，距(ju)離(li)短、截面(mian)積(ji)小、散熱好、氣溫(wen)(wen)低(di)等，導(dao)線(xian)的導(dao)電(dian)能(neng)力強些，安全載(zai)流(liu)選(xuan)(xuan)上限(xian)；距(ju)離(li)長、截面(mian)積(ji)大、散熱不好、氣溫(wen)(wen)高、自然環境差等，導(dao)線(xian)的導(dao)電(dian)能(neng)力弱些，安全載(zai)流(liu)選(xuan)(xuan)下限(xian)；

如(ru)導(dao)電能力，裸(luo)導(dao)線(xian)強(qiang)(qiang)于絕緣線(xian)，架空線(xian)強(qiang)(qiang)于電纜，埋于地下的電纜強(qiang)(qiang)于敷設在地面的電纜等(deng)等(deng)。

電壓降(jiang)根據(ju)下列條件計算(suan)：

環境溫(wen)度40℃；導(dao)線溫(wen)度70~90℃；電纜(lan)排列：單芯，S=2D；功率(lv)因數(shu)cosθ=0.8；末端允許降(jiang)壓降(jiang)百分(fen)數(shu)≤5%。

其中：Vd-電(dian)(dian)壓(ya)降(jiang)，Vd=KxIxLxV0(v)；I-工作電(dian)(dian)流(liu)(liu)或計算電(dian)(dian)流(liu)(liu)(A)；L-線路長度(du)(m)；V0-表內電(dian)(dian)壓(ya)(V/A.m)；K：三相四線 K=√3 單相K=1

單相時允許(xu)電(dian)壓降(jiang)：Vd=220Vx5%=11V

三(san)相時允許電壓降：Vd=380Vx5%=19V

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例題解析

題1：50kw 300米，采用25MM2線是否可行？

采用(yong)vv電纜25銅芯：

去線阻為(wei)R=0.01(300/25)=0.2，其壓降為(wei)U=0.2*100=20

單線壓(ya)降(jiang)為(wei)20V，2相為(wei)40V，變壓(ya)器(qi)低壓(ya)端電壓(ya)為(wei)400V

400-40=360V

鋁(lv)線R=0.0283(300/35)=0.25，其(qi)壓降為U=0.25*100=25，末端為350V

連續長(chang)時間運(yun)行對電機(ji)有影(ying)響，建(jian)議(yi)使用(yong)35銅(tong)芯(xin)或者50鋁(lv)線。

25銅芯其壓降U=0.0172(300/35)=0.147(≈15V)15*2=30，

末端為370V

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

可以正常使(shi)用(變壓器電壓段電壓為400V)

50kw負荷(he)額(e)定電流

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

按安全載流(liu)量可采用25mm2的(de)銅(tong)電(dian)纜算電(dian)壓損失：

R＝ρ(L/S)=0.017X300/25=0.2Ω

電(dian)壓損(sun)失U=IR=94X0.2=18V

如(ru)果用(yong)35mm2的銅電纜，算(suan)電壓損失：

R＝ρ(L/S)=0.017X300/35=0.15歐

電壓損失U=IR=94X1.15=14V

題2：55變壓(ya)器，低(di)壓(ya)柜在距離變壓(ya)器200米處。問(wen)變壓(ya)器到低(di)壓(ya)柜電(dian)壓(ya)需(xu)達到390V，需(xu)多(duo)粗電(dian)纜？

55KVA變壓器(qi)額定輸出電流(端(duan)電壓400V)：

I＝P/1.732/U＝55/1.732/0.4≈80(A)

距離(li)L＝200米(mi)，200米(mi)處允(yun)許(xu)電壓(ya)為380V時(shi)，線與線電壓(ya)降為20V，單(dan)根導線電壓(ya)降U＝10V，銅芯電線阻率ρ＝0.0172，

單根(gen)線阻R＝U/I＝10/80＝0.125(Ω) 

單(dan)根導線截面：S＝ρ×L/R＝0.0172×200/0.125≈32(平(ping)方)

取35平方銅芯電線

55KVA的變壓器，最大工作電流約80A，輸出電壓400V。

如(ru)果到達配電(dian)柜(ju)的(de)電(dian)壓要(yao)求不低于380V的(de)話，可用35平方銅電(dian)纜或50平方鋁電(dian)纜。

如果到(dao)達配電柜的(de)(de)電壓要求不低于390V的(de)(de)話，可用70平方銅電纜或95平方鋁電纜。

如果到達配電(dian)柜(ju)的(de)電(dian)壓(ya)要(yao)求(qiu)不低于370V的(de)話(hua)，可用25平方銅(tong)電(dian)纜或35平方鋁電(dian)纜。

三相交(jiao)流線路電(dian)壓降計(ji)算方法：電(dian)流*每(mei)根導線阻抗(kang)*1.732

導(dao)(dao)線的阻抗(kang)分為容抗(kang)、感抗(kang)和(he)電阻。一(yi)般低壓導(dao)(dao)線截面積(ji)線路只計(ji)算(suan)電阻，用導(dao)(dao)體(ti)電阻率(lv)*導(dao)(dao)線截面積(ji)*導(dao)(dao)線長度。在這里，銅是0.0175*截面積(ji)*230，鋁(lv)是 0.029*截面積(ji)*230。

一(yi)般情況(kuang)下(xia)連續長時間運(yun)行的設備(bei)電纜規格選大一(yi)級(ji)。確保電壓波動的情況(kuang)下(xia)，設備(bei)穩定運(yun)行。