電壓降計(jì)算方法

電纜電壓降對(duì)于動(dòng)力裝置，例如發(fā)電機(jī)、變壓器等配置的電力電纜，當(dāng)傳輸距離較遠(yuǎn)時(shí)，例如900m，就應(yīng)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(dǎo)致設(shè)備無法正常啟動(dòng)，而因此造成工程損失。一.電力線路為何會(huì)產(chǎn)生“電壓降”電力線路的電壓降是因?yàn)閷?dǎo)體存在電阻。正因?yàn)榇耍圆还軐?dǎo)體采用哪種材料（銅，鋁）都會(huì)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(shí)一般是不會(huì)對(duì)線路的電力驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生后果的。二.在哪些場(chǎng)合需要考慮電壓降一般來說，線路長度不很長的場(chǎng)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上如果忽略了電纜壓降，電纜敷設(shè)后在啟動(dòng)設(shè)備可能會(huì)因電壓太低，根本啟動(dòng)不了設(shè)備；或設(shè)備雖能啟動(dòng)，但處于低電壓運(yùn)行狀態(tài)，時(shí)間長了損壞設(shè)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(duì)電壓精度要求較高的場(chǎng)合也要考慮壓降。三.如何計(jì)算電力線路的壓降一般來說，計(jì)算線路的壓降并不復(fù)雜，可按以下步驟：1.計(jì)算線路電流I公式：I=P/×U×cosθ其中：P—功率，用“千瓦”U—電壓，單位kVcosθ—功率因素，用～2.計(jì)算線路電阻R公式：R=ρ×L/S其中：ρ—導(dǎo)體電阻率，銅芯電纜用代入，鋁導(dǎo)體用代入L—線路長度，用“米”代入S—電纜的標(biāo)稱截面3.計(jì)算線路壓降公式：ΔU=I×R舉例說明：某電力線路長度為600m，電機(jī)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II=P/×U×cosθ=90÷（××）=161(A)再求線路電阻RR=ρ×L/S=×600÷70=(Ω)現(xiàn)在可以求線路壓降了：ΔU=I×R=161×=（V）由于ΔU=，已經(jīng)超出電壓380V的5%（÷380=%），因此無法滿足電壓的要求。解決方案：增大電纜截面或縮短線路長度。讀者可以自行計(jì)算驗(yàn)正。例：在800米外有30KW負(fù)荷，用70㎜2電纜看是否符合要求I=P/*U*COS=30/**=R=ρL/S=*800/70=歐U=IR=*=<19V(5%U=*380=19)符合要求。電壓降的估算1．用途根據(jù)線路上的負(fù)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(gè)估算電壓損失的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，通過一些簡單的計(jì)算，可估出供電線路上的電壓損失。壓損根據(jù)“千瓦.米”，鋁線20—1。截面增大荷矩大，電壓降低平方低。①三相四線6倍計(jì)，銅線乘上。②感抗負(fù)荷壓損高，10下截面影響小，若以力率計(jì)，10上增加至1。③3．說明電壓損失計(jì)算與較多的因素有關(guān),計(jì)算較復(fù)雜。估算時(shí)，線路已經(jīng)根據(jù)負(fù)荷情況選定了導(dǎo)線及截面，即有關(guān)條件已基本具備。電壓損失是按“對(duì)額定電壓損失百分之幾”來衡量的。口訣主要列出估算電壓損失的最基本的數(shù)據(jù)，多少“負(fù)荷矩”電壓損失將為1%。當(dāng)負(fù)荷矩較大時(shí)，電壓損失也就相應(yīng)增大。因些，首先應(yīng)算出這線路的負(fù)荷矩。所謂負(fù)荷矩就是負(fù)荷（千瓦）乘上線路長度（線路長度是指導(dǎo)線敷設(shè)長度“米”，即導(dǎo)線走過的路徑，不論線路的導(dǎo)線根數(shù)。），單位就是“千瓦．米”。：首先說明計(jì)算電壓損失的最基本的根據(jù)是負(fù)荷矩：千瓦．米基準(zhǔn)數(shù)據(jù)：2.5平方毫米的鋁線，單相220伏，負(fù)荷為電阻性（功率因數(shù)為1），每20“千瓦．米”負(fù)荷矩電壓損失為1%。這就是口訣中的“2.5鋁線20—1”。在電壓損失1%的基準(zhǔn)下，截面大的，負(fù)荷矩也可大些，按正比關(guān)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(dǎo)線負(fù)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?6伏，則先找出36伏相當(dāng)于220伏的1/6。此時(shí)，這種線路電壓損失為1%的負(fù)荷矩不是20千瓦．米，而應(yīng)按1/6的平方即1/36來降低，這就是20*（1/36）=0.55千瓦．米。即是說，36伏時(shí)，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(shí)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(fù)荷矩應(yīng)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(duì)照基準(zhǔn)數(shù)據(jù)“2.5鋁線20—1”而言的。【例1】一條220伏照明支路，用2.5平方毫米鋁線，負(fù)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3.8%?！纠?】一條4平方毫米鋁線敷設(shè)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(fù)荷矩2*40=80千瓦．米。再算4平方毫米鋁線電壓損失1%的負(fù)荷矩，根據(jù)“截面增大負(fù)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(fù)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(jì)算80/32=2.5，即這條線路電壓損失為2.5%。②當(dāng)線路不是單相而是三相四線時(shí)，（這三相四線一般要求三相負(fù)荷是較平衡的。它的電壓是和單相相對(duì)應(yīng)的。如果單相為220伏，對(duì)應(yīng)的三相便是380伏，即380/220伏。）同樣是2.5平方毫米的鋁線，電壓損失1%的負(fù)荷矩是①中基準(zhǔn)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(fù)荷矩的數(shù)值，也要相應(yīng)變化。當(dāng)導(dǎo)線不是鋁線而是銅線時(shí)，則應(yīng)將鋁線的負(fù)荷矩?cái)?shù)據(jù)乘上1.7，如“2.5鋁線20—1”改為同截面的銅線時(shí)，負(fù)荷矩則改為20*1.7=34千瓦．米，電壓損失才1%?！纠?】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(duì)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(shè)的380伏三相線路，長30米，供給一臺(tái)60千瓦的三相電爐。電壓損失估算是：負(fù)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(fù)荷矩：根據(jù)“截面增大荷矩大”，由于50是2.5的20倍，因此應(yīng)乘20，再根據(jù)“三相四線6倍計(jì)”，又要乘6，因此，負(fù)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%。③以上都是針對(duì)電阻性負(fù)荷而言。對(duì)于感抗性負(fù)荷（如電動(dòng)機(jī)），計(jì)算方法比上面的更復(fù)雜。但口訣首先指出：同樣的負(fù)荷矩——千瓦．米，感抗性負(fù)荷電壓損失比電阻性的要高一些。它與截面大小及導(dǎo)線敷設(shè)之間的距離有關(guān)。對(duì)于10平方毫米及以下的導(dǎo)線則影響較小，可以不增高。對(duì)于截面10平方毫米以上的線路可以這樣估算：先按①或②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(duì)于電纜或穿管線路，由于線路距離很小面影響不大，可仍按①、②的規(guī)定估算，不必增大或僅對(duì)大截面的導(dǎo)線略為增大（在0.2以內(nèi)）。【例5】圖1中若20千瓦是380伏三相電動(dòng)機(jī)，線路為3*16鋁線支架明敷，則電壓損失估算為：已知負(fù)荷矩為600千瓦．米。計(jì)算截面16平方毫米鋁線380伏三相時(shí)，電壓損失1%的負(fù)荷矩：由于16是2.5的6.4倍，三相負(fù)荷矩又是單相的6倍，因此負(fù)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(dòng)機(jī)負(fù)荷，而且導(dǎo)線截面在10以上，因此應(yīng)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(rèn)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(guān)這方面的問題談幾點(diǎn)：

一、線路上電壓損失大到多少質(zhì)量就不好一般以7~8%為原則。（較嚴(yán)格的說法是：電壓損失以用電設(shè)備的額定電壓為準(zhǔn)（如380/220伏），允許低于這額定電壓的5%（照明為2.5%）。但是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(shè)備的整個(gè)線路中，理論上共可損失5%+5%=10%，但通常卻只允許7~8%。這是因?yàn)檫€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7~8%是指從低壓側(cè)開始至計(jì)算的那個(gè)用電設(shè)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(yīng)當(dāng)是各段結(jié)果相加，全部約7~8%。

二、估算電壓損失是設(shè)計(jì)的工作，主要是防止將來使用時(shí)出現(xiàn)電壓質(zhì)量不佳的現(xiàn)象。由于影響計(jì)算的因素較多（主要的如計(jì)算干線負(fù)荷的準(zhǔn)確性，變壓器電源側(cè)電壓的穩(wěn)定性等），因此，對(duì)計(jì)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(guān)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(jì)算會(huì)更方便些。

三、在估算電動(dòng)機(jī)線路電壓損失中，還有一種情況是估算電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的電壓損失。這是若損失太大，電動(dòng)機(jī)便不能直接起動(dòng)。由于起動(dòng)時(shí)的電流大，力率低，一般規(guī)定起動(dòng)時(shí)的電壓損失可達(dá)15%。這種起動(dòng)時(shí)的電壓損失計(jì)算更為復(fù)雜，但可用上述口訣介紹的計(jì)算結(jié)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(dòng)的要求：35、50平方毫米的鋁線若電壓損失在3.5%以內(nèi)，也可滿足；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以上，七、五、三折”。

四、假如在使用中確實(shí)發(fā)現(xiàn)電壓損失太大，影響用電質(zhì)量，可以減少負(fù)荷（將一部分負(fù)荷轉(zhuǎn)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(duì)于電動(dòng)機(jī)線路，也可以改用電纜來減少電壓損失。當(dāng)電動(dòng)機(jī)無法直接啟動(dòng)時(shí)，除了上述解決辦法外，還可以采用降壓起動(dòng)設(shè)備（如星-三角起動(dòng)器或自耦減壓起動(dòng)器等）來解決線路電壓降計(jì)算公式線路電壓降計(jì)算公式為△U=（P*L）/(A*S)其中：P為線路負(fù)荷L為線路長度A為導(dǎo)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(shí)，銅的電阻系數(shù)為歐姆*平方毫米/米；在溫度=75°C時(shí)銅的電阻系數(shù)為歐姆*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(dǎo)線的電阻=導(dǎo)線的長度*導(dǎo)線的電阻系數(shù)/導(dǎo)線的載面積150米16平方毫米銅導(dǎo)線的電阻在溫度=20°C時(shí)=150*16=(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=歐姆*2(串)=歐姆作負(fù)載30安培算線路壓降=3