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電纜電壓降產生的原因

英語中(zhong)“Voltagedrop”是(shi)(shi)(shi)電壓(ya)(ya)降(jiang)，“drop”是(shi)(shi)(shi)“往下拉(la)”的(de)意思。電力線路(lu)的(de)電壓(ya)(ya)降(jiang)是(shi)(shi)(shi)因(yin)(yin)為導(dao)體(ti)存(cun)在電阻。正因(yin)(yin)為此(ci)，不(bu)管(guan)導(dao)體(ti)采用哪種材料(銅/鋁)都會(hui)造成線路(lu)一定的(de)電壓(ya)(ya)損耗，而這種損耗(壓(ya)(ya)降(jiang))不(bu)大于本身電壓(ya)(ya)的(de)5%時(shi)一般是(shi)(shi)(shi)不(bu)會(hui)對(dui)線路(lu)的(de)電力驅動產生(sheng)后果的(de)。

例如(ru)(ru)380V的(de)(de)線路，如(ru)(ru)果電(dian)壓降為(wei)19V，也(ye)即(ji)電(dian)路電(dian)壓不(bu)低于(yu)361V，就不(bu)會有(you)很大的(de)(de)問(wen)題。當然(ran)我們是希望這種壓力降越小越好。因為壓(ya)力(li)間本身是(shi)一種電力(li)損耗，雖然是(shi)不可避免，但我們總希望壓(ya)力(li)降是(shi)處于一個可接受的范圍內。

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線路電壓(ya)降的計(ji)算公式

一般來說(shuo)，計算(suan)線路(lu)的(de)壓降并不復雜，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(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(qi)中(zhong)：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(mi))；S-電纜的標稱截面

3.計算線(xian)路(lu)壓降(最簡單(dan)實用(yong))：

 ΔU=I×R 

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

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電纜壓降怎么算？

先選(xuan)取導(dao)線再(zai)計算壓降，選(xuan)擇導(dao)線的原則(ze)：

近距離按發(fa)熱條(tiao)件限制導線截面(安全載流量)；

遠(yuan)距(ju)離在(zai)安(an)全載流量的基礎上，按電壓(ya)損失條件選擇導線截(jie)面，要保(bao)證負荷點的工(gong)作電壓(ya)在(zai)合格(ge)范圍；

大負荷按經濟電(dian)流(liu)密度選擇(ze)。

為保證導線(xian)長(chang)時間(jian)連續運行(xing)，所(suo)允許的(de)(de)電(dian)流密(mi)度(du)稱安(an)全(quan)載流量。一般規定(ding)(ding)是：銅線(xian)選5～8A/mm2；鋁線(xian)選3～5A/mm2。安(an)全(quan)載流量還要根據(ju)導線(xian)的(de)(de)芯線(xian)使用環境(jing)的(de)(de)極限溫度(du)、冷卻(que)條(tiao)件、敷設條(tiao)件等(deng)綜(zong)合因(yin)素(su)決定(ding)(ding)。

一(yi)般情況下(xia)，距離短、截面積小(xiao)、散熱好(hao)、氣溫(wen)(wen)低等(deng)，導線的導電(dian)能(neng)力(li)強些(xie)，安(an)全載流(liu)選上限；距離長、截面積大、散熱不好(hao)、氣溫(wen)(wen)高、自然環境差等(deng)，導線的導電(dian)能(neng)力(li)弱些(xie)，安(an)全載流(liu)選下(xia)限；

如導電(dian)(dian)能力，裸導線(xian)強(qiang)(qiang)于絕緣線(xian)，架空(kong)線(xian)強(qiang)(qiang)于電(dian)(dian)纜，埋于地下的電(dian)(dian)纜強(qiang)(qiang)于敷(fu)設在地面的電(dian)(dian)纜等等。

電壓降根據下列條件計算(suan)：

環境溫度(du)40℃；導線溫度(du)70~90℃；電(dian)纜排(pai)列：單芯，S=2D；功(gong)率因數cosθ=0.8；末(mo)端(duan)允許降壓降百分數≤5%。

其中：Vd-電(dian)壓降，Vd=KxIxLxV0(v)；I-工作電(dian)流(liu)或(huo)計(ji)算電(dian)流(liu)(A)；L-線路長度(m)；V0-表(biao)內電(dian)壓(V/A.m)；K：三(san)相四線 K=√3 單相K=1

單相時允許電壓(ya)降：Vd=220Vx5%=11V

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

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例題解析

題1：50kw 300米，采用25MM2線是(shi)否可(ke)行？

采用vv電纜25銅(tong)芯(xin)：

去線(xian)阻(zu)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(qi)低(di)壓端電壓為(wei)400V

400-40=360V

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

連續長時間(jian)運(yun)行對(dui)電機有影響(xiang)，建議使(shi)用35銅芯或者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(xian)U=0.0283(300/50)=0.17，17*2=34，末端為366V

可以正常使用(變(bian)壓器電壓段電壓為400V)

50kw負荷額定電流

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

按(an)安全載流量(liang)可采(cai)用25mm2的(de)銅(tong)電纜算電壓損(sun)失(shi)：

R＝ρ(L/S)=0.017X300/25=0.2Ω

電壓損(sun)失U=IR=94X0.2=18V

如果用35mm2的銅電纜(lan)，算(suan)電壓(ya)損(sun)失：

R＝ρ(L/S)=0.017X300/35=0.15歐

電壓損失U=IR=94X1.15=14V

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

55KVA變(bian)壓器額定(ding)輸出電(dian)流(端電(dian)壓400V)：

I＝P/1.732/U＝55/1.732/0.4≈80(A)

距離L＝200米(mi)，200米(mi)處允許電壓為(wei)380V時(shi)，線(xian)(xian)與線(xian)(xian)電壓降(jiang)為(wei)20V，單(dan)根導線(xian)(xian)電壓降(jiang)U＝10V，銅芯電線(xian)(xian)阻率(lv)ρ＝0.0172，

單根線阻R＝U/I＝10/80＝0.125(Ω) 

單根導線(xian)截面：S＝ρ×L/R＝0.0172×200/0.125≈32(平方(fang))

取35平方銅芯電線

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

如果到達(da)配電(dian)(dian)柜的電(dian)(dian)壓要求不低于380V的話，可用35平方銅(tong)電(dian)(dian)纜或50平方鋁(lv)電(dian)(dian)纜。

如(ru)果到達(da)配電(dian)柜的電(dian)壓要求(qiu)不低于390V的話，可用70平方銅電(dian)纜(lan)或95平方鋁電(dian)纜(lan)。

如(ru)果到(dao)達(da)配電柜(ju)的(de)電壓要求不(bu)低(di)于370V的(de)話(hua)，可用25平方(fang)銅電纜或35平方(fang)鋁電纜。

三(san)相交流線(xian)(xian)路電壓降(jiang)計算方(fang)法：電流*每(mei)根導(dao)線(xian)(xian)阻抗(kang)*1.732

導(dao)線(xian)的阻(zu)抗(kang)分為容(rong)抗(kang)、感抗(kang)和電(dian)阻(zu)。一般低壓導(dao)線(xian)截(jie)面(mian)(mian)積(ji)線(xian)路(lu)只計算電(dian)阻(zu)，用導(dao)體電(dian)阻(zu)率*導(dao)線(xian)截(jie)面(mian)(mian)積(ji)*導(dao)線(xian)長(chang)度(du)。在這里，銅是(shi)0.0175*截(jie)面(mian)(mian)積(ji)*230，鋁(lv)是(shi) 0.029*截(jie)面(mian)(mian)積(ji)*230。

一(yi)般(ban)情況下(xia)連續長時間運行的設備(bei)電(dian)纜規格選大一(yi)級。確保電(dian)壓(ya)波動的情況下(xia)，設備(bei)穩定(ding)運行。