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电压降计算方法
电缆电压降
对于动力装置,例如发电机、变压器等配置的电力电缆,当传输距离较远时,例如900m,就应考虑电缆电压的“压降”问题,否则电缆采购、安装以后,方才发觉因未考虑压降,导致设备无法正常启动,而因此造成工程损失。
“电压降”
电力线路的电压降是因为导体存在电阻。正因为此,所以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。
电压降△U=IR<5%U达到要求
220*5%=11V380*5%=19V

一般来说,线路长度不很长的场合,由于电压降非常有限,往往可以忽略“压降”的问题,例如线路只有几十米。但是,在一些较长的电力线路上如果忽略了电缆压降,电缆敷设后在启动设备可能会因电压太低,根本启动不了设备;或设备虽能启动,但处于低电压运行状态,时间长了损坏设备。
较长电力线路需要考虑压降的问题。所谓“长线路”一般是指电缆线路大于500米。
对电压精度要求较高的场合也要考虑压降。

一般来说,计算线路的压降并不复杂,可按以下步骤:

公式:I=P/×U×cosθ
其中:P—功率,用“千瓦”U—电压,单位kVcosθ—功率因素,用~

公式:R=ρ×L/S
其中:ρ—导体电阻率,铜芯电缆用代入,铝导体用代入
L—线路长度,用“米”代入
S—电缆的标称截面

公式:ΔU=I×R
举例说明:
某电力线路长度为600m,电机功率90kW,工作电压380v,电缆是70mm2铜芯电缆,试求电压降。
解:先求线路电流I
I=P/×U×cosθ=90÷(××)=161(A)
再求线路电阻R
R=ρ×L/S=×600÷70=(Ω)
现在可以求线路压降了:
ΔU=I×R=161×=(V)
由于ΔU=,已经超出电压380V的5%(÷380=%),因此无法满足电压的要求。
解决方案:增大电缆截面或缩短线路长度。读者可以自行计算验正。
例:在800米外有30KW负荷,用70㎜2电缆看是否符合要求
I=P/*U*COS=30/**=
R=ρL/S=*800/70=欧
U=IR=*=<19V(5%U=*380=19)符合要求。
电压降的估算

根据线路上的负荷矩,估算供电线路上的电压损失,检查线路的供电质量。

提出一个估算电压损失的基准数据,通过一些简单的计算,可估出供电线路上的电压损失。
压损根据“”,铝线20—1。截面增大荷矩大,电压降低平方低。①
三相四线6倍计,铜线乘上。②
感抗负荷压损高,10下截面影响小,若以力率计,10上增加至1。③

电压损失计算与较多的因素有关,计算较复杂。
估算时,线路已经根据负荷情况选定了导线及截面,即有关条件已基本具备。电压损失是按“对额定电压损失百分之几”来衡量的。口诀主要列出估算电压损失的最基本的数据,多少“负荷矩”电压损失将为1%。当负荷矩较大时,电压损失也就相应增大。因些,首先应算出这线路的负荷矩。
所谓负荷矩就是负荷(千瓦)乘上线路长度(线路长度是指导线敷设长度“米”,即导线走过的路径,不论线路的导线根数。),单位就是“”。:
首先说明计算电压损失的最基本的根据是负荷矩:
基准数据:,单相220伏,负荷为电阻性(功率因数为1),每20“”负荷矩电压损失为1%。这就是口诀中的“—1”。
在电压损失1%的基准下,截面大的,负荷矩也可大些,按正比关系变化。比如10平方毫米的铝线,,则20*4=,,电压损失才1%。其余截面照些类推。
“电压降低平方低”例如36伏,则先找出36伏相当于220伏的1/6。此时,这种线路电压损失为1%,而应按1/6的平方即1/36来降低,这就是20*(1/36)=。即是说,36伏时,(),电压损失降低1%。
不单适用于额定电压更低的情况,也可适用于额定电压更高的情况。这时却要按平方升高了。例如单相380伏,,因此电压损失1%的负荷矩应为20*=。
从以上可以看出:口诀“截面增大荷矩大,电压降低平方低”。都是对照基准数据“—1”而言的。
【例1】一条220伏照明支路,,。(76/20=),%。
【例2】一条4平方毫米铝线敷设的40米长的线路,供给220伏1千瓦的单相电炉2只,估算电压损失是:
先算负荷矩2*40=。再算4平方毫米铝线电压损失1%的负荷矩,根据“截面增大负荷矩大”的原则,,(4/=),因此负荷矩增为
20*=(这是电压损失1%的数据)。最后计算80/32=,%。
②当线路不是单相而是三相四线时,(这三相四线一般要求三相负荷是较平衡的。它的电压是和单相相对应的。如果单相为220伏,对应的三相便是380伏,即380/220伏。),电压损失1%的负荷矩是①中基准数据的6倍,即20*6=。至于截面或电压变化,这负荷矩的数值,也要相应变化。
当导线不是铝线而是铜线时,,如“—1”改为同截面的铜线时,负荷矩则改为20*=,电压损失才1%。
【例3】前面举例的照明支路,若是铜线,则76/34=,%。对电炉供电的那条线路,若是铜线,则80/(32*)=,%。
【例4】一条50平方毫米铝线敷设的380伏三相线路,长30米,供给一台60千瓦的三相电炉。电压损失估算是:
负荷矩:60*30=。
再算50平方毫米铝线在380伏三相的情况下电压损失1%的负荷矩:根据“截面增大荷矩大”,,因此应乘20,再根据“三相四线6倍计”,又要乘6,因此,负荷矩增大为20*20*6=。最后1800/2400=,%。
③以上都是针对电阻性负荷而言。对于感抗性负荷(如电动机),计算方法比上面的更复杂。但口诀首先指出:同样的负荷矩——,感抗性负荷电压损失比电阻性的要高一些。它与截面大小及导线敷设之间的距离有关。对于10平方毫米及以下的导线则影响较小,可以不增高。
对于截面10平方毫米以上的线路可以这样估算:先按①或②算出电压损失,再“”,,。这可根据截面大小来定,截面大的乘大些。,150平方毫米可乘2。以上是指线路架空或支架明敷的情况。对于电缆或穿管线路,由于线路距离很小面影响不大,可仍按①、②的规定估算,不必增大或仅对大截面的导线略为增大()。
【例5】图1中若20千瓦是380伏三相电动机,线路为3*16铝线支架明敷,则电压损失估算为:。计算截面16平方毫米铝线380伏三相时,电压损失1%的负荷矩:,三相负荷矩又是单相的6倍,因此负荷矩增为:20**6==
%。但现在是电动机负荷,而且导线截面在10以上,因此应增加一些。根据截面情况,,*=,可以认为电压损失约1%。