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電纜電壓降產生的原因

英語(yu)中“Voltagedrop”是電(dian)(dian)壓降(jiang)，“drop”是“往下(xia)拉”的(de)意思。電(dian)(dian)力(li)線(xian)路的(de)電(dian)(dian)壓降(jiang)是因為導(dao)體(ti)存在電(dian)(dian)阻(zu)。正因為此(ci)，不(bu)管(guan)導(dao)體(ti)采用(yong)哪種(zhong)材料(銅/鋁)都會(hui)造成線(xian)路一定(ding)的(de)電(dian)(dian)壓損(sun)耗，而這種(zhong)損(sun)耗(壓降(jiang))不(bu)大于(yu)本身電(dian)(dian)壓的(de)5%時一般(ban)是不(bu)會(hui)對(dui)線(xian)路的(de)電(dian)(dian)力(li)驅動(dong)產(chan)生(sheng)后(hou)果的(de)。

例如(ru)380V的線路，如(ru)果電壓降為(wei)19V，也即電路電壓不低于361V，就不會有很(hen)大的問題。當然我們是(shi)希望這種壓力降越小越好。因為壓力(li)間本身(shen)是一種電力(li)損(sun)耗，雖然是不可避免，但我們總希望壓力(li)降是處(chu)于一個(ge)可接受的(de)范圍內。

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線路(lu)電(dian)壓降的計算公式

一般來說，計算線路的(de)壓降并(bing)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(dian)壓(ya)(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(dao)體電阻率(銅芯電纜(lan)ρ=0.01740，鋁導(dao)體ρ=0.0283)；L-線路長度(米(mi))；S-電纜(lan)的標稱截面(mian)

3.計算線路(lu)壓降(jiang)(最簡單實用)：

 ΔU=I×R 

線(xian)路壓降計算公(gong)式(shi)：△U=2*I*R，I-線(xian)路電流(liu)；L-線(xian)路長度

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電纜壓降怎么算？

先選取(qu)導線(xian)再計算壓降，選擇導線(xian)的原則：

近距(ju)離按(an)發(fa)熱條(tiao)件限制導線(xian)截面(安全載流(liu)量)；

遠(yuan)距(ju)離(li)在(zai)安(an)全載流量的基礎(chu)上，按電(dian)壓損失條件選擇導(dao)線(xian)截面(mian)，要保證負荷點的工作電(dian)壓在(zai)合格范圍；

大負荷按(an)經濟(ji)電流密度選(xuan)擇。

為保證(zheng)導線長時間連續(xu)運行(xing)，所(suo)允許的電流密(mi)度稱安全載流量(liang)(liang)。一般(ban)規定是：銅(tong)線選5～8A/mm2；鋁線選3～5A/mm2。安全載流量(liang)(liang)還要(yao)根據導線的芯(xin)線使用環境的極限溫度、冷(leng)卻條(tiao)件、敷設條(tiao)件等綜合(he)因(yin)素決定。

一(yi)般(ban)情況下(xia)(xia)，距(ju)離短、截面積小、散熱(re)好、氣溫(wen)低等，導(dao)線(xian)的導(dao)電能力強些(xie)，安(an)(an)全載流選(xuan)上限；距(ju)離長、截面積大、散熱(re)不好、氣溫(wen)高(gao)、自(zi)然環境差(cha)等，導(dao)線(xian)的導(dao)電能力弱些(xie)，安(an)(an)全載流選(xuan)下(xia)(xia)限；

如導電(dian)能(neng)力，裸導線(xian)強于絕緣線(xian)，架空線(xian)強于電(dian)纜(lan)，埋于地下的電(dian)纜(lan)強于敷設在地面的電(dian)纜(lan)等等。

電壓降根據下列條件計算：

環境溫度40℃；導線溫度70~90℃；電(dian)纜排列(lie)：單芯，S=2D；功率(lv)因數(shu)cosθ=0.8；末端允許降壓降百分數(shu)≤5%。

其(qi)中：Vd-電(dian)(dian)壓(ya)降，Vd=KxIxLxV0(v)；I-工作電(dian)(dian)流或計(ji)算電(dian)(dian)流(A)；L-線路長度(m)；V0-表內電(dian)(dian)壓(ya)(V/A.m)；K：三(san)相四線 K=√3 單相K=1

單相時(shi)允許電(dian)壓降：Vd=220Vx5%=11V

三相(xiang)時允許(xu)電壓降：Vd=380Vx5%=19V

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例題解析

題(ti)1：50kw 300米，采用25MM2線(xian)是否可行？

采用(yong)vv電(dian)纜25銅芯：

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

單線壓降為(wei)(wei)20V，2相為(wei)(wei)40V，變(bian)壓器低壓端電壓為(wei)(wei)400V

400-40=360V

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

連續長時間運行對電(dian)機有(you)影響，建議使用(yong)35銅(tong)芯或者50鋁線。

25銅芯其壓(ya)降(jiang)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(duan)為366V

可以正常使用(變壓器電(dian)壓段(duan)電(dian)壓為(wei)400V)

50kw負荷額定電流

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

按安全載流量可采用25mm2的銅電(dian)纜算電(dian)壓損失(shi)：

R＝ρ(L/S)=0.017X300/25=0.2Ω

電(dian)壓損失U=IR=94X0.2=18V

如果用35mm2的銅(tong)電纜(lan)，算(suan)電壓損失(shi)：

R＝ρ(L/S)=0.017X300/35=0.15歐(ou)

電壓(ya)損失U=IR=94X1.15=14V

題2：55變(bian)壓(ya)(ya)器，低(di)壓(ya)(ya)柜在距離變(bian)壓(ya)(ya)器200米處。問變(bian)壓(ya)(ya)器到(dao)低(di)壓(ya)(ya)柜電壓(ya)(ya)需達到(dao)390V，需多粗電纜？

55KVA變壓(ya)器(qi)額定(ding)輸(shu)出電(dian)(dian)流(端電(dian)(dian)壓(ya)400V)：

I＝P/1.732/U＝55/1.732/0.4≈80(A)

距離(li)L＝200米，200米處允許電(dian)壓(ya)(ya)(ya)為380V時(shi)，線(xian)與線(xian)電(dian)壓(ya)(ya)(ya)降為20V，單根(gen)導(dao)線(xian)電(dian)壓(ya)(ya)(ya)降U＝10V，銅芯電(dian)線(xian)阻率ρ＝0.0172，

單(dan)根線阻R＝U/I＝10/80＝0.125(Ω) 

單根導線截面：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(ya)器，最大工作電流約80A，輸出電壓(ya)400V。

如果到達配電柜的電壓要求不低(di)于380V的話(hua)，可(ke)用35平(ping)(ping)方(fang)銅(tong)電纜或(huo)50平(ping)(ping)方(fang)鋁(lv)電纜。

如果到達配電柜的電壓要求不低于390V的話(hua)，可用70平(ping)方銅電纜或95平(ping)方鋁(lv)電纜。

如果到達配電柜的(de)電壓(ya)要求不低于370V的(de)話，可(ke)用25平方銅電纜或35平方鋁電纜。

三(san)相交流線路電壓降計算方法：電流*每(mei)根(gen)導線阻抗*1.732

導(dao)線(xian)(xian)的阻抗(kang)(kang)分為容抗(kang)(kang)、感(gan)抗(kang)(kang)和電阻。一般低壓導(dao)線(xian)(xian)截(jie)(jie)(jie)面(mian)積線(xian)(xian)路只計算電阻，用導(dao)體電阻率*導(dao)線(xian)(xian)截(jie)(jie)(jie)面(mian)積*導(dao)線(xian)(xian)長度(du)。在(zai)這里，銅是0.0175*截(jie)(jie)(jie)面(mian)積*230，鋁是 0.029*截(jie)(jie)(jie)面(mian)積*230。

一般(ban)情況下連(lian)續長時間運行的(de)設備(bei)電纜規(gui)格選(xuan)大一級(ji)。確保(bao)電壓波動的(de)情況下，設備(bei)穩(wen)定運行。