電纜電壓降定義、產生原因與計算方法

在電力系統(tǒng)中，電纜是連接各個設備的橋梁，其運行狀況直接影響著整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。然而，電纜在傳輸電能的過程中，不可避免地會產生電壓降。電壓降不僅會影響到設備的正常運行，嚴重時還會導致設備損壞。因此，了解電纜電壓降產生的原因及計算方法對于維護電力系統(tǒng)的穩(wěn)定具有重要意義。那么電纜電壓降產生的原因是什么？電纜電壓 降 怎么計算呢？下面本文詳細地給大家講一講，希望能給廣大電氣人員一些參考。

1、電纜電壓降產生的原因

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體存在電阻。正因為此，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5%時一般是不會對線路的電力驅動產生后果的。

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。

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-導體電阻率(銅芯電纜ρ=0.01740，鋁導體ρ=0.0283)；L-線路長度(米)；S-電纜的標稱截面

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

3、電纜壓降怎么算？

先選取導線再計算壓降，選擇導線的原則：

● 近距離按發(fā)熱條件限制導線截面(安全載流量)；

● 遠距離在安全載流量的基礎上，按電壓損失條件選擇導線截面，要保證負荷點的工作電壓在合格范圍；

● 大負荷按經(jīng)濟電流密度選擇。

為保證導線長時間連續(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)導線的芯線使用環(huán)境的極限溫度、冷卻條件、敷設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，導線的導電能力強些，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，導線的導電能力弱些，安全載流選下限；

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

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數(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*每根導線阻抗*1.732

導線的阻抗分為容抗、感抗和電阻。一般低壓導線截面積線路只計算電阻，用導體電阻率*導線截面積*導線長度。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)長時間運行的設備電纜規(guī)格選大一級。確保電壓波動的情況下，設備穩(wěn)定運行。

（紅色：為壓降不符合要求；白色：為壓降符合設備實際工作壓降要求）

來源：網(wǎng)絡

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