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電線電纜壓降原因是什么?如何計算?

來源:常見問題 閱讀:125366 發(fā)布時間:2020-02-06

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電纜電壓降產(chǎn)生的原因


英語中“Voltagedrop”是電壓降,“drop”是“往下拉”的意思。電力線路的電壓降是因為導(dǎo)體存在電阻。正因為此,不管導(dǎo)體采用哪種材料(銅/鋁)都會造成線路一定的電壓損耗,而這種損耗(壓降)不大于本身電壓的5%時一般是不會對線路的電力驅(qū)動產(chǎn)生后果的。



例如380V的線路,如果電壓降為19V,也即電路電壓不低于361V,就不會有很大的問題。當(dāng)然我們是希望這種壓力降越小越好。因為壓力間本身是一種電力損耗,雖然是不可避免,但我們總希望壓力降是處于一個可接受的范圍內(nèi)。


2


線路電壓降的計算公式




一般來說,計算線路的壓降并不復(fù)雜,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(千瓦);U-電壓(kV);cosθ-功率因素(0.8~0.85)




2.計算線路電阻R


 R=ρ×L/S 


其中:ρ-導(dǎo)體電阻率(銅芯電纜ρ=0.01740,鋁導(dǎo)體ρ=0.0283);L-線路長度(米);S-電纜的標(biāo)稱截面




3.計算線路壓降(最簡單實用):


 ΔU=I×R 


線路壓降計算公式:△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?




先選取導(dǎo)線再計算壓降,選擇導(dǎo)線的原則:




近距離按發(fā)熱條件限制導(dǎo)線截面(安全載流量);


遠(yuǎn)距離在安全載流量的基礎(chǔ)上,按電壓損失條件選擇導(dǎo)線截面,要保證負(fù)荷點的工作電壓在合格范圍;


大負(fù)荷按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。



為保證導(dǎo)線長時間連續(xù)運行,所允許的電流密度稱安全載流量。一般規(guī)定是:銅線選5~8A/mm2;鋁線選3~5A/mm2。安全載流量還要根據(jù)導(dǎo)線的芯線使用環(huán)境的極限溫度、冷卻條件、敷設(shè)條件等綜合因素決定。




一般情況下,距離短、截面積小、散熱好、氣溫低等,導(dǎo)線的導(dǎo)電能力強些,安全載流選上限;距離長、截面積大、散熱不好、氣溫高、自然環(huán)境差等,導(dǎo)線的導(dǎo)電能力弱些,安全載流選下限;




如導(dǎo)電能力,裸導(dǎo)線強于絕緣線,架空線強于電纜,埋于地下的電纜強于敷設(shè)在地面的電纜等等。




電壓降根據(jù)下列條件計算:




環(huán)境溫度40℃;導(dǎo)線溫度70~90℃;電纜排列:單芯,S=2D;功率因數(shù)cosθ=0.8;末端允許降壓降百分?jǐn)?shù)≤5%。




其中:Vd-電壓降,Vd=KxIxLxV0(v);I-工作電流或計算電流(A);L-線路長度(m);V0-表內(nèi)電壓(V/A.m);K:三相四線 K=√3 單相K=1




單相時允許電壓降:Vd=220Vx5%=11V


三相時允許電壓降:Vd=380Vx5%=19V




4


例題解析




題1:50kw 300米,采用25MM2線是否可行?




采用vv電纜25銅芯:


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


單線壓降為20V,2相為40V,變壓器低壓端電壓為400V


400-40=360V




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




連續(xù)長時間運行對電機(jī)有影響,建議使用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


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




可以正常使用(變壓器電壓段電壓為400V)




50kw負(fù)荷額定電流


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




按安全載流量可采用25mm2的銅電纜算電壓損失:


R=ρ(L/S)=0.017X300/25=0.2Ω


電壓損失U=IR=94X0.2=18V




如果用35mm2的銅電纜,算電壓損失:


R=ρ(L/S)=0.017X300/35=0.15歐


電壓損失U=IR=94X1.15=14V




題2:55變壓器,低壓柜在距離變壓器200米處。問變壓器到低壓柜電壓需達(dá)到390V,需多粗電纜?




55KVA變壓器額定輸出電流(端電壓400V):


I=P/1.732/U=55/1.732/0.4≈80(A)




距離L=200米,200米處允許電壓為380V時,線與線電壓降為20V,單根導(dǎo)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) 


單根導(dǎo)線截面:S=ρ×L/R=0.0172×200/0.125≈32(平方)




取35平方銅芯電線




55KVA的變壓器,最大工作電流約80A,輸出電壓400V。




如果到達(dá)配電柜的電壓要求不低于380V的話,可用35平方銅電纜或50平方鋁電纜。


如果到達(dá)配電柜的電壓要求不低于390V的話,可用70平方銅電纜或95平方鋁電纜。


如果到達(dá)配電柜的電壓要求不低于370V的話,可用25平方銅電纜或35平方鋁電纜。








三相交流線路電壓降計算方法:電流*每根導(dǎo)線阻抗*1.732



導(dǎo)線的阻抗分為容抗、感抗和電阻。一般低壓導(dǎo)線截面積線路只計算電阻,用導(dǎo)體電阻率*導(dǎo)線截面積*導(dǎo)線長度。在這里,銅是0.0175*截面積*230,鋁是 0.029*截面積*230。




一般情況下連續(xù)長時間運行的設(shè)備電纜規(guī)格選大一級。確保電壓波動的情況下,設(shè)備穩(wěn)定運行。