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电缆压降原因是什么?如何计算?

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阅读次数:54    2019-11-04 13:44:00

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电缆电压降产生的原因

 

英语中“Voltagedrop”是电压降,“drop”是“往下拉”的意思。电力线路的电压降是因为导体存在电阻。正因为此,不管导体采用哪种材料(铜/铝)都会造成线路一定的电压损耗,而这种损耗(压降)不大于本身电压的5%时一般是不会对线路的电力驱动产生后果的。

 

例如380V的线路,如果电压降为19V,也即电路电压不低于361V,就不会有很大的问题。当然我们是希望这种压力降越小越好。因为压力间本身是一种电力损耗,虽然是不可避免,但我们总希望压力降是处于一个可接受的范围内。

 

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线路电压降的计算公式

 

一般来说,计算线路的压降并不复杂,可按以下步骤:

 

1.计算线路电流I

 I= P/1.732×U×cosθ

其中:P-功率(千瓦);U-电压(kV);cosθ-功率因素(0.8~0.85)

 

2.计算线路电阻R

 R=ρ×L/S

其中:ρ-导体电阻率(铜芯电缆ρ=0.01740,铝导体ρ=0.0283);L-线路长度(米);S-电缆的标称截面

 

3.计算线路压降(最简单实用):

 ΔU=I×R

线路压降计算公式:△U=2*I*R,I-线路电流;L-线路长度

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电缆压降怎么算?

 

先选取导线再计算压降,选择导线的原则:

 

近距离按发热条件限制导线截面(安全载流量);

远距离在安全载流量的基础上,按电压损失条件选择导线截面,要保证负荷点的工作电压在合格范围;

大负荷按经济电流密度选择。

 

为保证导线长时间连续运行,所允许的电流密度称安全载流量。一般规定是:铜线选5~8A/mm2;铝线选3~5A/mm2。安全载流量还要根据导线的芯线使用环境的极限温度、冷却条件、敷设条件等综合因素决定。

 

一般情况下,距离短、截面积小、散热好、气温低等,导线的导电能力强些,安全载流选上限;距离长、截面积大、散热不好、气温高、自然环境差等,导线的导电能力弱些,安全载流选下限;

 

如导电能力,裸导线强于绝缘线,架空线强于电缆,埋于地下的电缆强于敷设在地面的电缆等等。

 

电压降根据下列条件计算:

 

环境温度40℃;导线温度70~90℃;电缆排列:单芯,S=2D;功率因数cosθ=0.8;末端允许降压降百分数≤5%。

 

其中:Vd-电压降,Vd=KxIxLxV0(v);I-工作电流或计算电流(A);L-线路长度(m);V0-表内电压(V/A.m);K:三相四线 K=√3 单相K=1

 

单相时允许电压降:Vd=220Vx5%=11V

三相时允许电压降:Vd=380Vx5%=19V

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例题解析

 

题1:50kw 300米,采用25MM2线是否可行?

 

采用vv电缆25铜芯:

去线阻为R=0.01(300/25)=0.2,其压降为U=0.2*100=20

单线压降为20V,2相为40V,变压器低压端电压为400V

400-40=360V

 

铝线R=0.0283(300/35)=0.25,其压降为U=0.25*100=25,末端为350V

 

连续长时间运行对电机有影响,建议使用35铜芯或者50铝线。

 

25铜芯其压降U=0.0172(300/35)=0.147(≈15V)15*2=30,

末端为370V

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

 

可以正常使用(变压器电压段电压为400V)

 

50kw负荷额定电流

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

 

按安全载流量可采用25mm2的铜电缆算电压损失:

R=ρ(L/S)=0.017X300/25=0.2Ω

电压损失U=IR=94X0.2=18V

 

如果用35mm2的铜电缆,算电压损失:

R=ρ(L/S)=0.017X300/35=0.15欧

电压损失U=IR=94X1.15=14V

 

题2:55变压器,低压柜在距离变压器200米处。问变压器到低压柜电压需达到390V,需多粗电缆?

 

55KVA变压器额定输出电流(端电压400V):

I=P/1.732/U=55/1.732/0.4≈80(A)

 

距离L=200米,200米处允许电压为380V时,线与线电压降为20V,单根导线电压降U=10V,铜芯电线阻率ρ=0.0172,

 

单根线阻R=U/I=10/80=0.125(Ω)

单根导线截面:S=ρ×L/R=0.0172×200/0.125≈32(平方)

 

取35平方铜芯电线

 

55KVA的变压器,最大工作电流约80A,输出电压400V。

 

如果到达配电柜的电压要求不低于380V的话,可用35平方铜电缆或50平方铝电缆。

如果到达配电柜的电压要求不低于390V的话,可用70平方铜电缆或95平方铝电缆。

如果到达配电柜的电压要求不低于370V的话,可用25平方铜电缆或35平方铝电缆。

三相交流线路电压降计算方法:电流*每根导线阻抗*1.732

导线的阻抗分为容抗、感抗和电阻。一般低压导线截面积线路只计算电阻,用导体电阻率*导线截面积*导线长度。在这里,铜是0.0175*截面积*230,铝是 0.029*截面积*230。

 

一般情况下连续长时间运行的设备电缆规格选大一级。确保电压波动的情况下,设备稳定运行。

(红色:为压降不符合要求;白色:为压降符合设备实际工作压降要求)

(来源:网络,版权归原作者)

 

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