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電纜電壓降產生的原因

英(ying)語(yu)中“Voltagedrop”是(shi)電壓(ya)降，“drop”是(shi)“往下(xia)拉(la)”的(de)(de)意思。電力線(xian)路(lu)(lu)的(de)(de)電壓(ya)降是(shi)因(yin)為導體存在電阻。正因(yin)為此，不(bu)管(guan)導體采用(yong)哪種材料(銅/鋁)都會(hui)造成線(xian)路(lu)(lu)一定(ding)的(de)(de)電壓(ya)損(sun)耗，而(er)這種損(sun)耗(壓(ya)降)不(bu)大于本身(shen)電壓(ya)的(de)(de)5%時一般是(shi)不(bu)會(hui)對(dui)線(xian)路(lu)(lu)的(de)(de)電力驅動產生后果的(de)(de)。

例如(ru)380V的線路(lu)，如(ru)果電壓降為(wei)19V，也即電路(lu)電壓不低于361V，就不會有很大的問題。當然我們是希望(wang)這種壓力降越小越好。因為壓力(li)間本身是(shi)一種電力(li)損耗，雖(sui)然(ran)是(shi)不可避免，但我(wo)們總希望壓力(li)降是(shi)處于一個可接受(shou)的范圍內。

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線路電壓降的計算(suan)公式

一(yi)般(ban)來說(shuo)，計算線路的壓(ya)降并(bing)不(bu)復雜，可(ke)按以下步驟(zou)：

1.計算線路電流I

 I= P/1.732×U×cosθ 

其中：P-功(gong)(gong)率(千瓦(wa))；U-電壓(kV)；cosθ-功(gong)(gong)率因素(0.8～0.85)

2.計算線路電阻R

 R=ρ×L/S 

其中(zhong)：ρ-導(dao)體電阻(zu)率(銅芯電纜(lan)ρ=0.01740，鋁導(dao)體ρ=0.0283)；L-線路長度(米(mi))；S-電纜(lan)的(de)標(biao)稱截(jie)面(mian)

3.計算線路壓降(最簡(jian)單(dan)實用)：

 ΔU=I×R 

線路壓降計算公式(shi)：△U=2*I*R，I-線路電流；L-線路長度

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電纜壓降怎么算？

先(xian)選取導(dao)線(xian)再計算(suan)壓降，選擇導(dao)線(xian)的(de)原則：

近距離按發熱條件限(xian)制導線截面(安(an)全載(zai)流量)；

遠距離在安全載流量的基(ji)礎上，按電壓損失(shi)條件選(xuan)擇導線截面，要保證(zheng)負荷(he)點的工作(zuo)電壓在合格范圍；

大負荷按經(jing)濟(ji)電流密度選擇。

為保證導線長時間連續運行，所(suo)允許的(de)電(dian)流(liu)密度(du)稱安(an)全(quan)載流(liu)量。一般規(gui)定是：銅(tong)線選5～8A/mm2；鋁線選3～5A/mm2。安(an)全(quan)載流(liu)量還要根據(ju)導線的(de)芯線使用環境的(de)極限溫度(du)、冷卻條件、敷(fu)設條件等(deng)綜合因素決定。

一般情況下(xia)，距(ju)(ju)離短、截(jie)面積(ji)小、散熱(re)好(hao)、氣(qi)溫低等(deng)，導(dao)線的導(dao)電(dian)能力(li)強些，安(an)全載流(liu)選上限；距(ju)(ju)離長、截(jie)面積(ji)大、散熱(re)不好(hao)、氣(qi)溫高、自然環境差等(deng)，導(dao)線的導(dao)電(dian)能力(li)弱些，安(an)全載流(liu)選下(xia)限；

如導電(dian)能力，裸導線(xian)強(qiang)于(yu)絕緣(yuan)線(xian)，架空線(xian)強(qiang)于(yu)電(dian)纜，埋于(yu)地(di)下的電(dian)纜強(qiang)于(yu)敷(fu)設在(zai)地(di)面的電(dian)纜等(deng)等(deng)。

電(dian)壓降根(gen)據下列條件計算：

環境(jing)溫(wen)度40℃；導線(xian)溫(wen)度70~90℃；電纜(lan)排列(lie)：單芯，S=2D；功率因數cosθ=0.8；末端允許(xu)降(jiang)壓降(jiang)百分數≤5%。

其(qi)中：Vd-電壓降，Vd=KxIxLxV0(v)；I-工作電流或計算(suan)電流(A)；L-線(xian)路長度(m)；V0-表內電壓(V/A.m)；K：三相四線(xian) K=√3 單相K=1

單相時(shi)允許(xu)電壓降：Vd=220Vx5%=11V

三相時允許電壓(ya)降：Vd=380Vx5%=19V

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例題解析

題1：50kw 300米，采用25MM2線是否可行(xing)？

采用vv電纜(lan)25銅芯：

去(qu)線(xian)阻為(wei)R=0.01(300/25)=0.2，其壓(ya)降為(wei)U=0.2*100=20

單線壓降為20V，2相為40V，變壓器低(di)壓端電壓為400V

400-40=360V

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

連續長時間運(yun)行對電機(ji)有影響，建(jian)議(yi)使用35銅(tong)芯(xin)或者50鋁線。

25銅芯(xin)其壓降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，末端為366V

可以正常使用(變(bian)壓器電壓段電壓為400V)

50kw負荷額(e)定(ding)電流

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

按(an)安全(quan)載流量可采用25mm2的(de)銅電(dian)纜(lan)算電(dian)壓損失：

R＝ρ(L/S)=0.017X300/25=0.2Ω

電壓損失(shi)U=IR=94X0.2=18V

如(ru)果用35mm2的銅(tong)電(dian)纜，算電(dian)壓損失：

R＝ρ(L/S)=0.017X300/35=0.15歐

電壓損失U=IR=94X1.15=14V

題2：55變(bian)(bian)壓器，低壓柜(ju)在距離變(bian)(bian)壓器200米處。問變(bian)(bian)壓器到低壓柜(ju)電壓需(xu)達到390V，需(xu)多(duo)粗電纜(lan)？

55KVA變(bian)壓器額(e)定輸出電流(端(duan)電壓400V)：

I＝P/1.732/U＝55/1.732/0.4≈80(A)

距離(li)L＝200米，200米處(chu)允許電(dian)(dian)壓為380V時，線(xian)(xian)與(yu)線(xian)(xian)電(dian)(dian)壓降為20V，單根導(dao)線(xian)(xian)電(dian)(dian)壓降U＝10V，銅芯(xin)電(dian)(dian)線(xian)(xian)阻(zu)率ρ＝0.0172，

單根線阻R＝U/I＝10/80＝0.125(Ω) 

單根導線截(jie)面(mian)：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(zui)大工作電流約80A，輸出(chu)電壓400V。

如果到達配(pei)電柜的電壓要求不低于380V的話，可(ke)用35平(ping)方銅電纜(lan)或50平(ping)方鋁電纜(lan)。

如果到(dao)達配電(dian)柜的電(dian)壓要(yao)求不低于390V的話，可用(yong)70平(ping)方(fang)銅電(dian)纜或95平(ping)方(fang)鋁電(dian)纜。

如果到(dao)達配(pei)電(dian)柜的電(dian)壓要求(qiu)不低(di)于370V的話，可用25平(ping)方銅電(dian)纜(lan)或35平(ping)方鋁(lv)電(dian)纜(lan)。

三(san)相交(jiao)流線(xian)路電壓(ya)降計算方法：電流*每根導線(xian)阻抗*1.732

導(dao)線的阻(zu)(zu)抗(kang)分為容(rong)抗(kang)、感抗(kang)和電(dian)阻(zu)(zu)。一般低壓導(dao)線截(jie)(jie)(jie)面(mian)積(ji)(ji)線路只計算電(dian)阻(zu)(zu)，用導(dao)體(ti)電(dian)阻(zu)(zu)率*導(dao)線截(jie)(jie)(jie)面(mian)積(ji)(ji)*導(dao)線長度。在這里，銅是0.0175*截(jie)(jie)(jie)面(mian)積(ji)(ji)*230，鋁是 0.029*截(jie)(jie)(jie)面(mian)積(ji)(ji)*230。

一(yi)般情況下(xia)連續長時間運行的(de)設備電纜規格選大(da)一(yi)級。確保(bao)電壓波動的(de)情況下(xia)，設備穩定運行。