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文檔簡介

1、電纜電壓降 對于動力裝置,例如發(fā)電機、變壓器等配置的電力電纜,當傳輸距離較遠時,例如900m, 就應考慮電纜電壓的“壓降”問題, 否則電纜采購、安裝以后,方才發(fā)覺因未考慮壓降, 導致設備無法正常啟動,而因此造成工程損失。一 電力線路為何會產(chǎn)生“電壓降”?電力線路的電壓降是因為導體存在電阻。正因為此,所以不管導體采用哪種材料(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10%時一般是不會對線路的電力驅動產(chǎn)生后果的。二.在哪些場合需要考慮電壓降?一般來說,線路長度不很長的場合,由于電壓降非常有限,往往可以忽略“壓降”的問 題,例如線路只有幾十米。但是,在一些較長的電力線路

2、上如果忽略了電纜壓降,電纜 敷設后在啟動設備可能會因電壓太低,根本啟動不了設備;或設備雖能啟動,但處于低 電壓運行狀態(tài),時間長了損壞設備。較長電力線路需要考慮壓降的問題。所謂“長線路”一般是指電纜線路大于500米。對電壓精度要求較高的場合也要考慮壓降。三如何計算電力線路的壓降?一般來說,計算線路的壓降并不復雜,可按以下步驟:1 計算線路電流I公式:I= P/1.732 X UX cos 9其中:P功率,用“千瓦”U 電壓,單位kV cos 9功率因素,用0.80.852 .計算線路電阻R公式:R=pX L/S其中:p導體電阻率,銅芯電纜用0.01740代入,鋁導體用0.0283代入L線路長度,

3、用“米”代入S電纜的標稱截面3.計算線路壓降公式: U=I XR舉例說明:某電力線路長度為600m,電機功率90kW,工作電壓380v,電纜是70mm2銅芯電纜,試 求電壓降。解:先求線路電流I匸P/1.732X UX cos 9 =901 號32 X 0.380 X 0.=561(A)再求線路電阻RR=pX L/S=0.01740 X 600 - 70=0.149( Q)現(xiàn)在可以求線路壓降了: U=I X R =161 X 0.149=23.9V)(由于 U=23.99V,已經(jīng)超出電壓380V的5% ( 23.99 - 380=6.3% ),因此無法滿足電壓 的要求。解決方案:增大電纜截面或

4、縮短線路長度。讀者可以自行計算驗正。例:在800米外有30KW負荷,用70伽2電纜看是否符合要求?匸P/1.732*U*COS?=30/1.732*0.38* 0.8=56.98AR= pL/S=0.018*800/70=0.206 歐 U=IR=56.98*0.206=11.72<19V (5%U=0.05*380=19)符合要求。電壓降的估算1 .用途 根據(jù)線路上的負荷矩,估算供電線路上的電壓損失,檢查線路的供電質(zhì)量。2口訣提出一個估算電壓損失的基準數(shù)據(jù),通過一些簡單的計算,可估出供電線路上的電壓損 失。壓損根據(jù)“千瓦 .米”,2.5 鋁線 201。截面增大荷矩大,電壓降低平方低。

5、三相四線 6倍計,銅線乘上 1.7。 感抗負荷壓損高,10下截面影響小,若以力率0.8計,10上增加0.2至1。3說明電壓損失計算與較多的因素有關 ,計算較復雜。估算時,線路已經(jīng)根據(jù)負荷情況選定了導線及截面,即有關條件已基本具備。電壓損失是按“對額定電壓損失百分之幾”來衡量的??谠E主要列出估算電壓損失的最基本的 數(shù)據(jù),多少“負荷矩”電壓損失將為1%。當負荷矩較大時,電壓損失也就相應增大。因些,首先應算出這線路的負荷矩。所謂負荷矩就是負荷(千瓦)乘上線路長度(線路長度是指導線敷設長度“米” ,即導 線走過的路徑,不論線路的導線根數(shù)。 ),單位就是“千瓦米” 。: 首先說明計算電壓損失的最基本的根

6、據(jù)是負荷矩:千瓦米基準數(shù)據(jù): 2 .5平方毫米的鋁線,單相 220伏,負荷為電阻性(功率因數(shù)為 1),每 20 “千瓦米”負荷矩電壓損失為 1%。這就是口訣中的“ 2 .5鋁線201”。在電壓損失 1%的基準下,截面大的,負荷矩也可大些,按正比關系變化。比如10平方毫米的鋁線,截面為 2 .5平方毫米的 4倍,則 20*4=80千瓦米,即這種導線負荷矩為 80千瓦米,電壓損失才 1%。其余截面照些類推?!半妷航档推椒降汀崩?36伏,則先找出 36伏相當于 220伏的 1 /6 。此時,這種線路 電壓損失為 1%的負荷矩不是 20千瓦米,而應按 1/6 的平方即 1 /36來降低,這就是20*

7、(1/36)=0.55千瓦米。即是說, 36伏時,每 0 .55千瓦米(即每 550瓦米),電壓損失降低 1%。不單適用于額定電壓更低的情況,也可適用于額定電壓更高的情況。這時卻要按平方升 高了。例如單相 380伏,由于電壓 380伏為 220伏的 1 .7倍,因此電壓損失 1%的負荷矩 應為 20*1 .72=58 千瓦米。從以上可以看出:口訣“截面增大荷矩大,電壓降低平方低” 。都是對照基準數(shù)據(jù)“ 2 .5 鋁線 20 1”而言的?!纠?1】 一條 220伏照明支路,用 2 .5平方毫米鋁線,負荷矩為 76千瓦米。由于 76 是 20的 3 .8倍( 76/20=3 .8),因此電壓損失為

8、 3 .8%。【例 2】一條 4平方毫米鋁線敷設的 40米長的線路,供給 220伏1 千瓦的單相電爐 2 只,估算電壓損失是:先算負荷矩 2*40=80 千瓦米。再算 4平方毫米鋁線電壓損失 1%的負荷矩,根據(jù)“截 面增大負荷矩大”的原則, 4和 2 .5比較,截面增大為 1 .6倍( 4/2 .5=1 .6),因此負荷 矩增為20*1 .6=32千瓦米(這是電壓損失 1%的數(shù)據(jù))。最后計算 80/32=2 .5,即這條線路電 壓損失為 2 .5%。 當線路不是單相而是三相四線時, (這三相四線一般要求三相負荷是較平衡的。它的 電壓是和單相相對應的。如果單相為 220伏,對應的三相便是 380

9、伏,即 380/220 伏。) 同樣是2 .5平方毫米的鋁線,電壓損失1%的負荷矩是中基準數(shù)據(jù)的6倍,即20*6=120 千瓦米。至于截面或電壓變化,這負荷矩的數(shù)值,也要相應變化。當導線不是鋁線而是銅線時,則應將鋁線的負荷矩數(shù)據(jù)乘上 1 .7,如“2 .5鋁線201” 改為同截面的銅線時,負荷矩則改為 20*1 .7=34千瓦米,電壓損失才 1%。【例 3】前面舉例的照明支路,若是銅線,則 76/34=2 .2,即電壓損失為 2 .2%。對電爐供電的那條線路,若是銅線,則 80/ (32*1.7)=1 .5,電壓損失為 1 .5%【例 4】一條 50平方毫米鋁線敷設的 380伏三相線路, 長3

10、0米,供給一臺 60千瓦的三 相電爐。電壓損失估算是:負荷矩: 60*30=1800 千瓦米。再算 50 平方毫米鋁線在 380伏三相的情況下電壓損失 1%的負荷矩:根據(jù)“截面增大荷 矩大”,由于 50是 2 .5的 20倍,因此應乘 20,再根據(jù)“三相四線 6倍計”,又要乘 6, 因此,負荷矩增大為 20*20*6=2400 千瓦米。 最后 1800/2400=0 .75,即電壓損失為 0 .75%。 以上都是針對電阻性負荷而言。對于感抗性負荷(如電動機),計算方法比上面的更復雜。但口訣首先指出:同樣的負荷矩千瓦米,感抗性負荷電壓損失比電阻性的 要高一些。它與截面大小及導線敷設之間的距離有關

11、。對于 10 平方毫米及以下的導線 則影響較小,可以不增高。對于截面 10平方毫米以上的線路可以這樣估算: 先按或算出電壓損失, 再“增加 0 .2 至 1”,這是指增加 0 .2至1倍,即再乘 1 .2至 2。這可根據(jù)截面大小來定,截面大的乘 大些。例如 70平方毫米的可乘 1 .6, 150平方毫米可乘 2。 以上是指線路架空或支架明 敷的情況。對于電纜或穿管線路,由于線路距離很小面影響不大,可仍按、的規(guī)定 估算,不必增大或僅對大截面的導線略為增大(在 0 .2以內(nèi))?!纠?5】 圖 1 中若 20千瓦是 380伏三相電動機,線路為 3*16鋁線支架明敷,則電壓損 失估算為: 已知負荷矩為

12、 600千瓦米。 計算截面 16 平方毫米鋁線 380伏三相時,電 壓損失1%的負荷矩:由于 16是2 .5的6 .4倍,三相負荷矩又是單相的 6倍,因此負荷 矩增為: 20*6 .4*6=768 千瓦米 600/768=0 .8即估算的電壓損失為 0 .8%。但現(xiàn)在是電動機負荷,而且導線截面在 10以上,因此應增 加一些。根據(jù)截面情況,考慮 1 .2,估算為 0 .8*1 .2=0 .96,可以認為電壓損失約 1%。以上就是電壓損失的估算方法。最后再就有關這方面的冋題談幾點:一、 線路上電壓損失大到多少質(zhì)量就不好? 一般以78%為原則。(較嚴格的說法是:電壓損失以用電設備的額定電壓為準 (如

13、380/220伏),允許低于這額定電壓的5%(照 明為2 .5%)。但是配電變壓器低壓母線端的電壓規(guī)定又比額定電壓高 5%(400/230伏), 因此從變壓器開始至用電設備的整個線路中,理論上共可損失5%+5%=10%,但通常卻只允許78%。這是因為還要扣除變壓器內(nèi)部的電壓損失以及變壓器力率低的影響的緣 故。)不過這78%是指從配電變壓器低壓側開始至計算的那個用電設備為止的全部線 路。它通常包括有戶外架空線、戶內(nèi)干線、支線等線段。應當是各段結果相加,全部約 78%。二、估算電壓損失是設計的工作,主要是防止將來使用時出現(xiàn)電壓質(zhì)量不佳的現(xiàn)象。由 于影響計算的因素較多(主要的如計算干線負荷的準確性,

14、變壓器電源側電壓的穩(wěn)定性 等),因此,對計算要求很精確意義不大,只要大體上胸中有數(shù)就可以了。比如截面相 比的關系也可簡化為4比2 .5為1 .5倍,6比2 .5為2 .5倍,16比2 .5倍為6倍。這樣 計算會更方便些。三、在估算電動機線路電壓損失中,還有一種情況是估算電動機起動時的電壓損失。這 是若損失太大,電動機便不能直接起動。由于起動時的電流大,力率低,一般規(guī)定起動 時的電壓損失可達15%。這種起動時的電壓損失計算更為復雜,但可用上述口訣介紹的 計算結果判斷,一般截面25平方毫米以內(nèi)的鋁線若符合5%的要求,也可符合直接起動 的要求:35、50平方毫米的鋁線若電壓損失在 3 .5%以內(nèi),也

15、可滿足;70、95平方毫米 的鋁線若電壓損失在2 .5%以內(nèi),也可滿足;而120平方毫米的鋁線若電壓損失在1 .5 以內(nèi)。才可滿足。這3 .5%, 2 .5%, 1 .5 .%剛好是5%的七、五、三折,因此可以簡單記 為:“ 35上,七、五、三折”。四、假如在使用中確實發(fā)現(xiàn)電壓損失太大,影響用電質(zhì)量,可以減少負荷(將一部分負荷轉移到別的較輕的線路,或另外增加一回路),或者將部分線段的截面增大(最好增大前面的干線)來解決。對于電動機線路,也可以改用電纜來減少電壓損失。當電動機 無法直接啟動時,除了上述解決辦法外,還可以采用降壓起動設備(如星-三角起動器或自耦減壓起動器等)來解決線路電壓降計算公式

16、線路電壓降計算公式為 U= (P*L) /(A*S)其中:P為線路負荷 L為線路長度 A為導體材質(zhì)系數(shù)(銅大概為77,鋁大概為46)S為電纜截面在溫度=20 ° C時,銅的電阻系數(shù)為0.0175歐姆*平方毫米/米;在溫度=75 ° C時銅的電阻系數(shù) 為0.0217歐姆*平方毫米/米 一般情況下電阻系數(shù)隨溫度變化而變化,在一定溫度下導線的電阻=導線的長度*導線的電阻系數(shù)/導線的載面積150米16平方毫米銅導線的電阻在溫度 =20 ° C 時=150*0.0175/16=0.164(歐姆)如果只用其中的兩條(一條作火線,一條作地線)那線路電阻=0.164 歐姆*2(串)=0.328歐姆 作負載30安培算 線路壓降=30*0.328=9.84(伏)如果兩條并聯(lián)作火線,另兩 條并聯(lián)作地線,那線路電阻為0.164歐美,線路壓降=30*0.164=4.92(伏)具體使用中的線路壓降隨 環(huán)境溫度、負載變化面變化,計算方法,公式就是這樣。

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