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電纜電壓降產生的原因

英語中“Voltagedrop”是(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)降，“drop”是(shi)“往下拉”的(de)(de)意思。電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)線(xian)(xian)路的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)降是(shi)因(yin)為(wei)導(dao)體(ti)存在電(dian)(dian)(dian)(dian)阻。正因(yin)為(wei)此，不管導(dao)體(ti)采用(yong)哪種(zhong)材料(銅/鋁)都會造成(cheng)線(xian)(xian)路一(yi)(yi)定的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)損(sun)耗，而這種(zhong)損(sun)耗(壓(ya)(ya)降)不大(da)于本身電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)的(de)(de)5%時一(yi)(yi)般(ban)是(shi)不會對(dui)線(xian)(xian)路的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)驅動產(chan)生后果的(de)(de)。

例如(ru)380V的(de)線路(lu)(lu)，如(ru)果電(dian)壓(ya)降為19V，也即電(dian)路(lu)(lu)電(dian)壓(ya)不(bu)低于361V，就(jiu)不(bu)會有很大的(de)問(wen)題。當然我(wo)們是希望這種壓力降越小越好。因為(wei)壓力間(jian)本身是一種電力損(sun)耗，雖然是不(bu)可避(bi)免，但我們總希望(wang)壓力降是處于(yu)一個可接(jie)受的范圍內。

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線(xian)路(lu)電(dian)壓降(jiang)的計算公式

一般來說，計算線路(lu)的壓降(jiang)并不復雜，可按以下步(bu)驟(zou)：

1.計算線路電流I

 I= P/1.732×U×cosθ 

其中：P-功(gong)率(千瓦)；U-電壓(ya)(kV)；cosθ-功(gong)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ρ=0.01740，鋁導(dao)體ρ=0.0283)；L-線(xian)路長度(米(mi))；S-電纜的標稱截(jie)面(mian)

3.計算線路壓降(最簡單實(shi)用)：

 ΔU=I×R 

線路(lu)壓降計(ji)算(suan)公(gong)式：△U=2*I*R，I-線路(lu)電流；L-線路(lu)長(chang)度

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電纜壓降怎么算？

先選(xuan)取導線再計算(suan)壓降(jiang)，選(xuan)擇導線的原則：

近距離按發熱條件(jian)限制導線截(jie)面(安全(quan)載流(liu)量)；

遠距(ju)離在安(an)全載(zai)流量的(de)基礎上(shang)，按(an)電壓損(sun)失條件選擇導(dao)線(xian)截面(mian)，要保證負荷點(dian)的(de)工(gong)作電壓在合格范圍；

大負(fu)荷(he)按經濟電流密度選擇。

為保證導(dao)線長時(shi)間連續運行，所允許(xu)的(de)電流(liu)密度稱(cheng)安(an)全載流(liu)量(liang)。一般規定是：銅線選5～8A/mm2；鋁線選3～5A/mm2。安(an)全載流(liu)量(liang)還要根據導(dao)線的(de)芯線使用環境的(de)極限溫度、冷(leng)卻條(tiao)件(jian)、敷設條(tiao)件(jian)等綜合(he)因素決(jue)定。

一般(ban)情(qing)況(kuang)下(xia)，距(ju)離(li)短、截面積(ji)小(xiao)、散(san)熱好、氣溫(wen)低等，導(dao)線的導(dao)電能(neng)力強些，安(an)全載流選上限(xian)(xian)；距(ju)離(li)長、截面積(ji)大、散(san)熱不(bu)好、氣溫(wen)高、自然環境差(cha)等，導(dao)線的導(dao)電能(neng)力弱些，安(an)全載流選下(xia)限(xian)(xian)；

如導電能力，裸導線(xian)強于(yu)絕(jue)緣(yuan)線(xian)，架空(kong)線(xian)強于(yu)電纜(lan)，埋(mai)于(yu)地下的電纜(lan)強于(yu)敷(fu)設在地面的電纜(lan)等(deng)等(deng)。

電(dian)壓降根據下列(lie)條(tiao)件(jian)計算：

環(huan)境溫度40℃；導線溫度70~90℃；電纜排列：單芯，S=2D；功(gong)率因(yin)數cosθ=0.8；末(mo)端允許(xu)降壓降百分數≤5%。

其中：Vd-電(dian)(dian)壓降，Vd=KxIxLxV0(v)；I-工作電(dian)(dian)流或計(ji)算(suan)電(dian)(dian)流(A)；L-線路長度(m)；V0-表(biao)內電(dian)(dian)壓(V/A.m)；K：三相四線 K=√3 單相K=1

單相時允許電(dian)壓降：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(cai)用25MM2線是否可行？

采用vv電纜25銅芯：

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

單線(xian)壓(ya)降為(wei)(wei)20V，2相為(wei)(wei)40V，變壓(ya)器低壓(ya)端電壓(ya)為(wei)(wei)400V

400-40=360V

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

連(lian)續長時間運行對(dui)電機(ji)有影(ying)響，建議使用35銅芯或(huo)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(mo)端為(wei)366V

可以(yi)正常使用(yong)(變壓器電(dian)壓段電(dian)壓為400V)

50kw負荷額(e)定電(dian)流

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

按安全(quan)載流量(liang)可采用(yong)25mm2的銅電纜算電壓損失：

R＝ρ(L/S)=0.017X300/25=0.2Ω

電(dian)壓損失U=IR=94X0.2=18V

如(ru)果(guo)用35mm2的銅電纜，算電壓損失：

R＝ρ(L/S)=0.017X300/35=0.15歐

電(dian)壓(ya)損失U=IR=94X1.15=14V

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

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)

距離(li)L＝200米(mi)，200米(mi)處允許(xu)電(dian)壓為380V時(shi)，線(xian)與線(xian)電(dian)壓降為20V，單根導線(xian)電(dian)壓降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(dao)線截面：S＝ρ×L/R＝0.0172×200/0.125≈32(平方)

取35平方銅芯電線

55KVA的變壓器，最大工作(zuo)電(dian)流約80A，輸出電(dian)壓400V。

如(ru)果(guo)到達配電(dian)柜的電(dian)壓要求不低于(yu)380V的話，可用35平方銅電(dian)纜(lan)或(huo)50平方鋁電(dian)纜(lan)。

如果到達配電柜的(de)電壓要(yao)求不低于(yu)390V的(de)話，可(ke)用(yong)70平(ping)方銅電纜(lan)或95平(ping)方鋁電纜(lan)。

如果到達配電(dian)柜的電(dian)壓要求不低于370V的話，可用25平方銅電(dian)纜(lan)(lan)或35平方鋁電(dian)纜(lan)(lan)。

三相交流線(xian)路電(dian)壓降(jiang)計算方(fang)法：電(dian)流*每根(gen)導線(xian)阻抗*1.732

導線(xian)(xian)(xian)的阻(zu)抗分為容(rong)抗、感(gan)抗和電(dian)阻(zu)。一般低壓導線(xian)(xian)(xian)截面積(ji)線(xian)(xian)(xian)路只計算電(dian)阻(zu)，用導體(ti)電(dian)阻(zu)率*導線(xian)(xian)(xian)截面積(ji)*導線(xian)(xian)(xian)長度。在這里，銅是(shi)0.0175*截面積(ji)*230，鋁是(shi) 0.029*截面積(ji)*230。

一(yi)般情(qing)況下(xia)連續長時(shi)間運(yun)行(xing)的(de)設備電纜規格選(xuan)大一(yi)級。確保電壓波(bo)動的(de)情(qing)況下(xia)，設備穩定(ding)運(yun)行(xing)。