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電纜電壓降產生的原因

英(ying)語中“Voltagedrop”是(shi)電壓降，“drop”是(shi)“往下拉”的(de)(de)意思。電力(li)線(xian)路的(de)(de)電壓降是(shi)因為導體(ti)存在(zai)電阻。正(zheng)因為此，不(bu)(bu)管導體(ti)采(cai)用哪種(zhong)材料(銅(tong)/鋁)都會(hui)造(zao)成線(xian)路一(yi)定(ding)的(de)(de)電壓損耗(hao)，而這(zhe)種(zhong)損耗(hao)(壓降)不(bu)(bu)大于本身(shen)電壓的(de)(de)5%時一(yi)般是(shi)不(bu)(bu)會(hui)對(dui)線(xian)路的(de)(de)電力(li)驅動產生后果的(de)(de)。

例(li)如380V的(de)線路(lu)，如果(guo)電(dian)壓降為(wei)19V，也即電(dian)路(lu)電(dian)壓不低(di)于(yu)361V，就(jiu)不會有很大的(de)問(wen)題。當然(ran)我們是希(xi)望這種(zhong)壓力降越小越好。因為壓力(li)間本(ben)身是(shi)(shi)一(yi)種(zhong)電力(li)損耗，雖(sui)然(ran)是(shi)(shi)不(bu)可避免，但(dan)我們總希望壓力(li)降是(shi)(shi)處于一(yi)個可接受的范圍內。

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線路電壓降的計算公式

一般(ban)來說，計(ji)算(suan)線路(lu)的壓降(jiang)并不復雜，可(ke)按以(yi)下步驟：

1.計算線路電流I

 I= P/1.732×U×cosθ 

其中(zhong)：P-功率(lv)(千瓦)；U-電壓(kV)；cosθ-功率(lv)因素(0.8～0.85)

2.計算線路電阻R

 R=ρ×L/S 

其中(zhong)：ρ-導體電(dian)阻(zu)率(lv)(銅芯(xin)電(dian)纜ρ=0.01740，鋁導體ρ=0.0283)；L-線(xian)路長(chang)度(米)；S-電(dian)纜的標稱截面(mian)

3.計算線路壓降(最簡(jian)單實用(yong))：

 ΔU=I×R 

線路壓降計(ji)算公式：△U=2*I*R，I-線路電流(liu)；L-線路長度(du)

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電纜壓降怎么算？

先(xian)選取(qu)導線再計算壓降，選擇導線的原則：

近距離按發熱條件限制(zhi)導(dao)線截面(mian)(安全(quan)載流量)；

遠距(ju)離在安全載流量的基礎上，按電(dian)壓損失條件選擇導線截(jie)面，要保證負荷點的工作電(dian)壓在合(he)格范圍；

大負(fu)荷按經濟電流密(mi)度選擇。

為保證導(dao)線(xian)長時間連(lian)續運行(xing)，所(suo)允許的電(dian)流密度稱安全載流量(liang)。一般規定是(shi)：銅線(xian)選(xuan)5～8A/mm2；鋁線(xian)選(xuan)3～5A/mm2。安全載流量(liang)還要根據導(dao)線(xian)的芯線(xian)使(shi)用環境的極限溫度、冷卻條件、敷設條件等綜合因素決定。

一(yi)般情(qing)況下，距離短、截面積(ji)小(xiao)、散熱好、氣溫低(di)等(deng)，導(dao)線的導(dao)電能(neng)力強些，安(an)全載(zai)流(liu)選上限(xian)；距離長、截面積(ji)大、散熱不好、氣溫高、自然環境(jing)差等(deng)，導(dao)線的導(dao)電能(neng)力弱(ruo)些，安(an)全載(zai)流(liu)選下限(xian)；

如導電(dian)能力(li)，裸(luo)導線(xian)強于(yu)絕(jue)緣線(xian)，架空線(xian)強于(yu)電(dian)纜，埋于(yu)地下的(de)電(dian)纜強于(yu)敷設(she)在地面(mian)的(de)電(dian)纜等(deng)等(deng)。

電壓(ya)降(jiang)根(gen)據下列條件計(ji)算：

環境(jing)溫度(du)(du)40℃；導線(xian)溫度(du)(du)70~90℃；電纜排列：單芯，S=2D；功率因數(shu)cosθ=0.8；末端允許降壓降百分數(shu)≤5%。

其中：Vd-電(dian)(dian)壓(ya)降(jiang)，Vd=KxIxLxV0(v)；I-工作電(dian)(dian)流(liu)(liu)或計算電(dian)(dian)流(liu)(liu)(A)；L-線路長度(m)；V0-表(biao)內電(dian)(dian)壓(ya)(V/A.m)；K：三相四(si)線 K=√3 單(dan)相K=1

單(dan)相時允許電(dian)壓(ya)降：Vd=220Vx5%=11V

三相(xiang)時允(yun)許電壓降：Vd=380Vx5%=19V

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例題解析

題1：50kw 300米，采用25MM2線是否可行？

采用vv電纜(lan)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(dan)線壓降為(wei)20V，2相為(wei)40V，變壓器低壓端電壓為(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，建議使用(yong)35銅芯或者50鋁線。

25銅芯其壓降U=0.0172(300/35)=0.147(≈15V)15*2=30，

末端為370V

鋁(lv)線U=0.0283(300/50)=0.17，17*2=34，末端為366V

可以正常使用(yong)(變壓器電壓段電壓為400V)

50kw負荷額(e)定電(dian)流(liu)

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

按安全載(zai)流量(liang)可采用25mm2的銅電纜(lan)算電壓損失：

R＝ρ(L/S)=0.017X300/25=0.2Ω

電(dian)壓損失U=IR=94X0.2=18V

如果用(yong)35mm2的(de)銅電纜，算電壓損失(shi)：

R＝ρ(L/S)=0.017X300/35=0.15歐

電壓(ya)損(sun)失U=IR=94X1.15=14V

題2：55變壓(ya)(ya)(ya)(ya)器，低(di)壓(ya)(ya)(ya)(ya)柜在距離(li)變壓(ya)(ya)(ya)(ya)器200米處。問(wen)變壓(ya)(ya)(ya)(ya)器到低(di)壓(ya)(ya)(ya)(ya)柜電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)需達(da)到390V，需多粗電(dian)纜？

55KVA變(bian)壓器(qi)額定(ding)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(yun)許(xu)電(dian)壓為(wei)380V時，線(xian)(xian)(xian)與線(xian)(xian)(xian)電(dian)壓降為(wei)20V，單根導線(xian)(xian)(xian)電(dian)壓降U＝10V，銅(tong)芯(xin)電(dian)線(xian)(xian)(xian)阻(zu)率ρ＝0.0172，

單根線阻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(bian)壓(ya)器，最(zui)大工(gong)作電(dian)流約80A，輸出(chu)電(dian)壓(ya)400V。

如(ru)果到(dao)達配電(dian)柜(ju)的電(dian)壓要求(qiu)不低(di)于(yu)380V的話，可用35平方銅(tong)電(dian)纜或50平方鋁電(dian)纜。

如(ru)果到達(da)配電(dian)柜的(de)電(dian)壓要求不低于390V的(de)話，可用70平方銅電(dian)纜或95平方鋁電(dian)纜。

如果到達(da)配(pei)電(dian)柜的(de)電(dian)壓要求(qiu)不低于(yu)370V的(de)話，可用25平(ping)方銅(tong)電(dian)纜或35平(ping)方鋁電(dian)纜。

三(san)相(xiang)交(jiao)流線路電壓降計算方法：電流*每根導線阻抗*1.732

導(dao)(dao)線(xian)的(de)阻(zu)抗分為容抗、感(gan)抗和電阻(zu)。一(yi)般低壓導(dao)(dao)線(xian)截(jie)面積(ji)(ji)線(xian)路只計(ji)算電阻(zu)，用(yong)導(dao)(dao)體電阻(zu)率*導(dao)(dao)線(xian)截(jie)面積(ji)(ji)*導(dao)(dao)線(xian)長度。在這里(li)，銅是0.0175*截(jie)面積(ji)(ji)*230，鋁(lv)是 0.029*截(jie)面積(ji)(ji)*230。

一(yi)般情(qing)況下連(lian)續長時(shi)間(jian)運(yun)行(xing)的設(she)備電(dian)纜規格(ge)選(xuan)大(da)一(yi)級。確(que)保(bao)電(dian)壓波動(dong)的情(qing)況下，設(she)備穩定運(yun)行(xing)。