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電纜電壓降產生的原因

英語(yu)中“Voltagedrop”是(shi)(shi)電(dian)(dian)壓降(jiang)，“drop”是(shi)(shi)“往下(xia)拉”的(de)(de)意(yi)思。電(dian)(dian)力(li)線(xian)(xian)(xian)路的(de)(de)電(dian)(dian)壓降(jiang)是(shi)(shi)因為(wei)導體存在(zai)電(dian)(dian)阻。正因為(wei)此，不管(guan)導體采用哪(na)種(zhong)材料(liao)(銅/鋁)都(dou)會造成(cheng)線(xian)(xian)(xian)路一定的(de)(de)電(dian)(dian)壓損耗，而這(zhe)種(zhong)損耗(壓降(jiang))不大(da)于本(ben)身電(dian)(dian)壓的(de)(de)5%時一般是(shi)(shi)不會對線(xian)(xian)(xian)路的(de)(de)電(dian)(dian)力(li)驅動產生后果的(de)(de)。

例如380V的線路，如果(guo)電壓降為19V，也即(ji)電路電壓不(bu)低于361V，就不(bu)會有很大的問題。當然我們是希望這種壓力降越小越好。因(yin)為壓力(li)(li)間本身(shen)是一(yi)(yi)種電力(li)(li)損耗，雖(sui)然是不可避(bi)免(mian)，但我們(men)總希望壓力(li)(li)降是處于(yu)一(yi)(yi)個(ge)可接受(shou)的范圍內。

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線(xian)路電壓降的計(ji)算公式(shi)

一般來說，計算線路(lu)的(de)壓降并不復雜(za)，可按以下步驟：

1.計算線路電流I

 I= P/1.732×U×cosθ 

其中：P-功率(lv)(千瓦)；U-電壓(kV)；cosθ-功率(lv)因(yin)素(0.8～0.85)

2.計算線路電阻R

 R=ρ×L/S 

其中：ρ-導體電阻(zu)率(銅芯電纜ρ=0.01740，鋁導體ρ=0.0283)；L-線(xian)路長度(du)(米)；S-電纜的標(biao)稱截面(mian)

3.計算線路壓降(最簡單實(shi)用)：

 ΔU=I×R 

線路(lu)壓(ya)降(jiang)計算(suan)公(gong)式(shi)：△U=2*I*R，I-線路(lu)電流；L-線路(lu)長度

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電纜壓降怎么算？

先選取導(dao)(dao)線再計算壓(ya)降，選擇導(dao)(dao)線的原(yuan)則：

近(jin)距離按發熱條件限制導線(xian)截面(安(an)全載流量)；

遠距離在安(an)全(quan)載流(liu)量的基礎(chu)上(shang)，按(an)電(dian)壓損失(shi)條件選擇導線截面，要保證負荷點的工作電(dian)壓在合格范圍；

大負(fu)荷按經濟電(dian)流密(mi)度選(xuan)擇。

為保(bao)證導線(xian)(xian)長時間連續運行，所(suo)允許的(de)電流(liu)密(mi)度(du)稱安(an)全載流(liu)量(liang)。一般(ban)規定是：銅線(xian)(xian)選5～8A/mm2；鋁線(xian)(xian)選3～5A/mm2。安(an)全載流(liu)量(liang)還要根據導線(xian)(xian)的(de)芯線(xian)(xian)使用環境的(de)極(ji)限(xian)溫度(du)、冷卻條件、敷(fu)設條件等綜(zong)合(he)因(yin)素決定。

一般情況下(xia)，距離(li)短(duan)、截面積小、散(san)熱好(hao)、氣(qi)(qi)溫(wen)(wen)低等，導線的導電能(neng)力強些(xie)，安全載(zai)流選(xuan)上(shang)限；距離(li)長、截面積大、散(san)熱不(bu)好(hao)、氣(qi)(qi)溫(wen)(wen)高、自然環境差等，導線的導電能(neng)力弱些(xie)，安全載(zai)流選(xuan)下(xia)限；

如(ru)導電(dian)能(neng)力，裸導線強(qiang)于(yu)絕緣線，架(jia)空(kong)線強(qiang)于(yu)電(dian)纜(lan)，埋(mai)于(yu)地下的電(dian)纜(lan)強(qiang)于(yu)敷設在地面(mian)的電(dian)纜(lan)等等。

電壓降(jiang)根據下列(lie)條(tiao)件計算：

環境溫(wen)度40℃；導(dao)線(xian)溫(wen)度70~90℃；電纜排列：單芯(xin)，S=2D；功率因數(shu)cosθ=0.8；末端允許降壓降百分(fen)數(shu)≤5%。

其中：Vd-電(dian)壓降，Vd=KxIxLxV0(v)；I-工作電(dian)流(liu)或計算電(dian)流(liu)(A)；L-線(xian)路長度(m)；V0-表內電(dian)壓(V/A.m)；K：三(san)相(xiang)四線(xian) K=√3 單相(xiang)K=1

單相時允許電壓(ya)降：Vd=220Vx5%=11V

三相時允許電壓降(jiang)：Vd=380Vx5%=19V

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例題解析

題1：50kw 300米，采用25MM2線是(shi)否可行(xing)？

采用vv電(dian)纜25銅(tong)芯：

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

單線壓(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，其壓降為U=0.25*100=25，末端(duan)為350V

連續長時間運行對電機有影(ying)響，建(jian)議使用(yong)35銅(tong)芯或者50鋁線(xian)。

25銅(tong)芯其(qi)壓降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(mo)端為366V

可(ke)以(yi)正常使用(變壓器(qi)電(dian)壓段電(dian)壓為400V)

50kw負(fu)荷(he)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的銅電(dian)纜算(suan)電(dian)壓損(sun)失：

R＝ρ(L/S)=0.017X300/25=0.2Ω

電(dian)壓損失U=IR=94X0.2=18V

如果用35mm2的銅電纜，算電壓損(sun)失：

R＝ρ(L/S)=0.017X300/35=0.15歐

電(dian)壓損失U=IR=94X1.15=14V

題2：55變(bian)壓(ya)(ya)器，低壓(ya)(ya)柜在距離(li)變(bian)壓(ya)(ya)器200米處。問(wen)變(bian)壓(ya)(ya)器到(dao)低壓(ya)(ya)柜電(dian)壓(ya)(ya)需達到(dao)390V，需多粗電(dian)纜？

55KVA變(bian)壓器額定輸出(chu)電(dian)流(端(duan)電(dian)壓400V)：

I＝P/1.732/U＝55/1.732/0.4≈80(A)

距(ju)離(li)L＝200米，200米處(chu)允(yun)許電(dian)壓(ya)為(wei)380V時，線與線電(dian)壓(ya)降為(wei)20V，單根導線電(dian)壓(ya)降U＝10V，銅芯(xin)電(dian)線阻(zu)率ρ＝0.0172，

單(dan)根線阻R＝U/I＝10/80＝0.125(Ω) 

單根(gen)導線截(jie)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(zuo)電流(liu)約80A，輸出電壓400V。

如果(guo)到達配電柜的電壓要求不低于380V的話，可(ke)用(yong)35平方銅(tong)電纜(lan)或50平方鋁電纜(lan)。

如(ru)果到達(da)配電柜(ju)的電壓要求不低于390V的話，可(ke)用(yong)70平(ping)方銅電纜(lan)或95平(ping)方鋁電纜(lan)。

如果到達配電柜的電壓要求不低于370V的話，可用25平(ping)方(fang)銅電纜或35平(ping)方(fang)鋁電纜。

三相(xiang)交流線路電壓(ya)降計算方法：電流*每根導(dao)線阻抗*1.732

導(dao)(dao)線(xian)(xian)(xian)的阻抗(kang)(kang)分(fen)為容抗(kang)(kang)、感抗(kang)(kang)和(he)電(dian)阻。一般(ban)低壓導(dao)(dao)線(xian)(xian)(xian)截(jie)面(mian)(mian)積(ji)線(xian)(xian)(xian)路只計算電(dian)阻，用導(dao)(dao)體電(dian)阻率*導(dao)(dao)線(xian)(xian)(xian)截(jie)面(mian)(mian)積(ji)*導(dao)(dao)線(xian)(xian)(xian)長(chang)度。在(zai)這里(li)，銅是0.0175*截(jie)面(mian)(mian)積(ji)*230，鋁是 0.029*截(jie)面(mian)(mian)積(ji)*230。

一般(ban)情況(kuang)下連續(xu)長時間(jian)運行(xing)的(de)設(she)(she)備(bei)電(dian)纜規格選(xuan)大一級。確保電(dian)壓波動的(de)情況(kuang)下，設(she)(she)備(bei)穩定(ding)運行(xing)。