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電纜電壓降產生的原因

英語中(zhong)“Voltagedrop”是(shi)(shi)電(dian)壓(ya)降(jiang)，“drop”是(shi)(shi)“往下拉”的(de)(de)(de)意思。電(dian)力(li)線路(lu)的(de)(de)(de)電(dian)壓(ya)降(jiang)是(shi)(shi)因為導體存在電(dian)阻。正因為此，不(bu)管導體采用哪種材料(銅/鋁)都(dou)會造成線路(lu)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)電(dian)壓(ya)損耗，而(er)這種損耗(壓(ya)降(jiang))不(bu)大于(yu)本身電(dian)壓(ya)的(de)(de)(de)5%時一(yi)般是(shi)(shi)不(bu)會對線路(lu)的(de)(de)(de)電(dian)力(li)驅動產生(sheng)后果的(de)(de)(de)。

例如380V的線路，如果電(dian)壓(ya)降為19V，也即(ji)電(dian)路電(dian)壓(ya)不低于361V，就不會有很大的問題。當(dang)然我們是希(xi)望這種壓力降越小越好。因為壓力(li)(li)間本身是(shi)一種(zhong)電(dian)力(li)(li)損耗，雖(sui)然是(shi)不可(ke)避免，但我們總希望壓力(li)(li)降(jiang)是(shi)處于一個可(ke)接受(shou)的范圍內。

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線(xian)路電壓降(jiang)的計算公式

一般來(lai)說，計算線路的壓(ya)降(jiang)并(bing)不復雜(za)，可按(an)以下(xia)步驟(zou)：

1.計算線路電流I

 I= P/1.732×U×cosθ 

其中：P-功(gong)率(千(qian)瓦(wa))；U-電壓(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-導體(ti)電(dian)阻(zu)率(銅(tong)芯電(dian)纜(lan)(lan)ρ=0.01740，鋁導體(ti)ρ=0.0283)；L-線(xian)路長度(米)；S-電(dian)纜(lan)(lan)的標稱(cheng)截面

3.計算線路(lu)壓降(jiang)(最簡單實用)：

 ΔU=I×R 

線路(lu)(lu)壓降計算公式(shi)：△U=2*I*R，I-線路(lu)(lu)電流(liu)；L-線路(lu)(lu)長度

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電纜壓降怎么算？

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

近(jin)距離按(an)發熱條(tiao)件限制(zhi)導線截面(安全載流(liu)量)；

遠距離(li)在安全載流量(liang)的基礎上，按電(dian)壓(ya)損失條件(jian)選擇導(dao)線(xian)截面，要保(bao)證負(fu)荷點的工作電(dian)壓(ya)在合格范圍；

大負荷按經(jing)濟電流密度選擇。

為保證導線(xian)(xian)長時間連續運行，所允許的電(dian)流(liu)密度稱(cheng)安全載流(liu)量(liang)。一般規定是(shi)：銅線(xian)(xian)選5～8A/mm2；鋁(lv)線(xian)(xian)選3～5A/mm2。安全載流(liu)量(liang)還要根(gen)據導線(xian)(xian)的芯線(xian)(xian)使用(yong)環境的極限溫度、冷(leng)卻(que)條件、敷設(she)條件等綜合因素決(jue)定。

一般(ban)情況下(xia)，距離(li)短、截(jie)面(mian)積(ji)小、散熱好、氣(qi)溫(wen)低等，導(dao)線(xian)的導(dao)電能(neng)力(li)強些，安(an)全載流(liu)選上限；距離(li)長、截(jie)面(mian)積(ji)大、散熱不好、氣(qi)溫(wen)高、自(zi)然(ran)環境(jing)差等，導(dao)線(xian)的導(dao)電能(neng)力(li)弱些，安(an)全載流(liu)選下(xia)限；

如導(dao)電(dian)能力，裸導(dao)線(xian)(xian)強于(yu)絕緣線(xian)(xian)，架(jia)空線(xian)(xian)強于(yu)電(dian)纜(lan)，埋于(yu)地下的電(dian)纜(lan)強于(yu)敷設在(zai)地面的電(dian)纜(lan)等等。

電壓(ya)降根據下列(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(gong)率因數cosθ=0.8；末(mo)端允許降壓(ya)降百分數≤5%。

其中：Vd-電(dian)壓降，Vd=KxIxLxV0(v)；I-工作電(dian)流或計算電(dian)流(A)；L-線(xian)路(lu)長度(m)；V0-表內電(dian)壓(V/A.m)；K：三相四線(xian) K=√3 單(dan)相K=1

單相(xiang)時(shi)允許(xu)電壓降(jiang)：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(yong)25MM2線是(shi)否(fou)可行？

采用vv電纜25銅芯(xin)：

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

單線(xian)壓(ya)降(jiang)為(wei)(wei)20V，2相為(wei)(wei)40V，變壓(ya)器低(di)壓(ya)端電壓(ya)為(wei)(wei)400V

400-40=360V

鋁(lv)線(xian)R=0.0283(300/35)=0.25，其(qi)壓降(jiang)為U=0.25*100=25，末端為350V

連續長時間運行對(dui)電機有影響(xiang)，建議使用35銅芯或者50鋁線。

25銅芯其壓(ya)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(變壓器(qi)電(dian)壓段電(dian)壓為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(an)全載流量可采(cai)用25mm2的銅電纜(lan)算電壓損失：

R＝ρ(L/S)=0.017X300/25=0.2Ω

電壓損失U=IR=94X0.2=18V

如(ru)果(guo)用35mm2的銅電纜，算電壓(ya)損失：

R＝ρ(L/S)=0.017X300/35=0.15歐(ou)

電壓損失U=IR=94X1.15=14V

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

55KVA變壓器額(e)定輸(shu)出電流(端電壓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380V時，線與線電壓降為20V，單根導線電壓降U＝10V，銅芯電線阻率ρ＝0.0172，

單根線阻R＝U/I＝10/80＝0.125(Ω) 

單(dan)根導線(xian)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(bian)壓器，最大工(gong)作電流(liu)約(yue)80A，輸(shu)出電壓400V。

如果到達(da)配電(dian)柜的電(dian)壓要求(qiu)不(bu)低于380V的話，可用(yong)35平方銅電(dian)纜或(huo)50平方鋁電(dian)纜。

如果到達配電柜的(de)電壓要求不低(di)于(yu)390V的(de)話(hua)，可(ke)用70平(ping)方(fang)銅電纜(lan)或95平(ping)方(fang)鋁電纜(lan)。

如果到達配電(dian)(dian)(dian)柜(ju)的(de)電(dian)(dian)(dian)壓要求不低于370V的(de)話，可用25平方銅電(dian)(dian)(dian)纜或35平方鋁電(dian)(dian)(dian)纜。

三相交流(liu)線(xian)路電壓降計算方法：電流(liu)*每根導線(xian)阻(zu)抗*1.732

導線(xian)的阻(zu)抗分為(wei)容抗、感抗和電(dian)阻(zu)。一般低壓導線(xian)截(jie)面(mian)積(ji)(ji)線(xian)路只(zhi)計算電(dian)阻(zu)，用導體電(dian)阻(zu)率*導線(xian)截(jie)面(mian)積(ji)(ji)*導線(xian)長度。在這里，銅是(shi)0.0175*截(jie)面(mian)積(ji)(ji)*230，鋁是(shi) 0.029*截(jie)面(mian)積(ji)(ji)*230。

一(yi)(yi)般情況下(xia)連續長時間運行的設備(bei)(bei)電纜規(gui)格選大一(yi)(yi)級(ji)。確保電壓波動的情況下(xia)，設備(bei)(bei)穩定運行。