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電纜電壓降產生的原因

英語中“Voltagedrop”是(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)壓(ya)降(jiang)，“drop”是(shi)(shi)(shi)“往下拉(la)”的意(yi)思。電(dian)(dian)力(li)線路的電(dian)(dian)壓(ya)降(jiang)是(shi)(shi)(shi)因(yin)為(wei)導體(ti)存在電(dian)(dian)阻。正因(yin)為(wei)此，不管導體(ti)采(cai)用(yong)哪種材(cai)料(銅/鋁)都會造(zao)成線路一(yi)定的電(dian)(dian)壓(ya)損耗(hao)，而這種損耗(hao)(壓(ya)降(jiang))不大(da)于本(ben)身電(dian)(dian)壓(ya)的5%時一(yi)般是(shi)(shi)(shi)不會對線路的電(dian)(dian)力(li)驅(qu)動(dong)產(chan)生后果的。

例如380V的(de)線路，如果(guo)電壓(ya)降為(wei)19V，也即電路電壓(ya)不低于361V，就(jiu)不會有很大的(de)問(wen)題。當然(ran)我們是希望這種(zhong)壓力降越小越好。因為壓(ya)力間本身是一種電力損耗，雖然是不可避免，但我們總希望(wang)壓(ya)力降是處于一個可接受的范圍內。

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線路電壓(ya)降的計算(suan)公式

一般來說，計算線(xian)路的(de)壓降并不(bu)復雜，可按(an)以下步(bu)驟：

1.計算線路電流I

 I= P/1.732×U×cosθ 

其中：P-功率(lv)(千瓦)；U-電(dian)壓(kV)；cosθ-功率(lv)因素(su)(0.8～0.85)

2.計算線路電阻R

 R=ρ×L/S 

其中：ρ-導體電阻率(銅芯電纜ρ=0.01740，鋁導體ρ=0.0283)；L-線路長度(米)；S-電纜的標稱(cheng)截面

3.計算線路壓降(最(zui)簡單實(shi)用(yong))：

 ΔU=I×R 

線路壓降計(ji)算(suan)公式：△U=2*I*R，I-線路電流；L-線路長(chang)度(du)

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電纜壓降怎么算？

先選(xuan)(xuan)取(qu)導(dao)線再(zai)計算壓(ya)降，選(xuan)(xuan)擇導(dao)線的原則：

近距離按發(fa)熱條件(jian)限制導線截(jie)面(安全載(zai)流量)；

遠距(ju)離(li)在安全載流量的基礎上(shang)，按電壓(ya)損失條(tiao)件選擇導線(xian)截面，要(yao)保證負荷點(dian)的工(gong)作電壓(ya)在合格范(fan)圍；

大負(fu)荷按經濟(ji)電流密度選擇。

為保(bao)證導(dao)線長時間(jian)連續運行，所允許的(de)電(dian)流(liu)密度稱安全載(zai)流(liu)量。一般規定(ding)(ding)是：銅線選(xuan)5～8A/mm2；鋁(lv)線選(xuan)3～5A/mm2。安全載(zai)流(liu)量還要根據導(dao)線的(de)芯線使用環境的(de)極限溫(wen)度、冷卻(que)條件(jian)(jian)、敷設條件(jian)(jian)等綜合(he)因素(su)決定(ding)(ding)。

一般情況下(xia)，距離短、截面積小、散熱(re)好、氣溫(wen)低等(deng)，導(dao)(dao)線的導(dao)(dao)電能(neng)力(li)強些(xie)，安(an)全載流選(xuan)上(shang)限；距離長、截面積大、散熱(re)不好、氣溫(wen)高、自然環境差(cha)等(deng)，導(dao)(dao)線的導(dao)(dao)電能(neng)力(li)弱些(xie)，安(an)全載流選(xuan)下(xia)限；

如(ru)導(dao)電(dian)能力，裸導(dao)線強于(yu)(yu)絕緣線，架空線強于(yu)(yu)電(dian)纜(lan)，埋(mai)于(yu)(yu)地(di)下的電(dian)纜(lan)強于(yu)(yu)敷(fu)設(she)在地(di)面的電(dian)纜(lan)等(deng)等(deng)。

電壓降(jiang)根據下(xia)列(lie)條件計算：

環(huan)境(jing)溫(wen)度40℃；導線溫(wen)度70~90℃；電纜排列(lie)：單芯，S=2D；功率因數cosθ=0.8；末端允許降壓降百分數≤5%。

其中：Vd-電壓降，Vd=KxIxLxV0(v)；I-工作電流或(huo)計(ji)算電流(A)；L-線路長(chang)度(m)；V0-表內電壓(V/A.m)；K：三相(xiang)四線 K=√3 單相(xiang)K=1

單相時允許電壓降：Vd=220Vx5%=11V

三(san)相(xiang)時允許電(dian)壓降(jiang)：Vd=380Vx5%=19V

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例題解析

題1：50kw 300米，采(cai)用25MM2線是否可行？

采用vv電纜25銅(tong)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)20V，2相為(wei)40V，變壓器低壓端(duan)電壓為(wei)400V

400-40=360V

鋁(lv)線R=0.0283(300/35)=0.25，其壓(ya)降為(wei)U=0.25*100=25，末(mo)端為(wei)350V

連續長時間運行對電機有影響，建議(yi)使用35銅芯(xin)或者50鋁線。

25銅芯其(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(duan)為366V

可(ke)以正常使用(yong)(變壓器電(dian)(dian)壓段電(dian)(dian)壓為(wei)400V)

50kw負荷額定電流(liu)

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

按安全載(zai)流量可采(cai)用25mm2的(de)銅電(dian)纜算電(dian)壓損(sun)失：

R＝ρ(L/S)=0.017X300/25=0.2Ω

電壓(ya)損失U=IR=94X0.2=18V

如果用35mm2的銅(tong)電(dian)纜，算電(dian)壓(ya)損失(shi)：

R＝ρ(L/S)=0.017X300/35=0.15歐

電壓(ya)損失U=IR=94X1.15=14V

題2：55變壓(ya)(ya)器(qi)，低壓(ya)(ya)柜在距離變壓(ya)(ya)器(qi)200米處。問變壓(ya)(ya)器(qi)到低壓(ya)(ya)柜電壓(ya)(ya)需達到390V，需多粗電纜？

55KVA變壓器額定輸出(chu)電流(端電壓400V)：

I＝P/1.732/U＝55/1.732/0.4≈80(A)

距離L＝200米，200米處允(yun)許電壓(ya)為380V時，線(xian)(xian)與線(xian)(xian)電壓(ya)降為20V，單根導線(xian)(xian)電壓(ya)降U＝10V，銅(tong)芯電線(xian)(xian)阻率ρ＝0.0172，

單根線(xian)阻R＝U/I＝10/80＝0.125(Ω) 

單根導(dao)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(bian)壓(ya)器(qi)，最(zui)大工作(zuo)電流(liu)約80A，輸出電壓(ya)400V。

如果(guo)到達配電柜的電壓要求不低(di)于380V的話(hua)，可用35平方(fang)銅電纜(lan)或50平方(fang)鋁電纜(lan)。

如(ru)果到達配電(dian)(dian)柜的電(dian)(dian)壓要求不低(di)于390V的話，可用70平方(fang)銅電(dian)(dian)纜或(huo)95平方(fang)鋁電(dian)(dian)纜。

如果到(dao)達配電柜的電壓要求不低于(yu)370V的話，可(ke)用25平方銅(tong)電纜或35平方鋁(lv)電纜。

三相交流線(xian)路電壓降計算(suan)方法(fa)：電流*每根導線(xian)阻抗*1.732

導(dao)線(xian)的阻(zu)抗(kang)分為(wei)容抗(kang)、感抗(kang)和電(dian)阻(zu)。一(yi)般低壓(ya)導(dao)線(xian)截面(mian)積(ji)(ji)線(xian)路只計算電(dian)阻(zu)，用(yong)導(dao)體電(dian)阻(zu)率*導(dao)線(xian)截面(mian)積(ji)(ji)*導(dao)線(xian)長度。在這里，銅是(shi)0.0175*截面(mian)積(ji)(ji)*230，鋁是(shi) 0.029*截面(mian)積(ji)(ji)*230。

一(yi)般情況下連續長時間(jian)運行(xing)的設備(bei)電纜(lan)規(gui)格選大一(yi)級。確保電壓(ya)波動的情況下，設備(bei)穩定運行(xing)。