日常生活中,我们时常会遇到电力供应不足,设备启动不正常的情况,其中很大一部分原因是对电压降考虑不充分导致的,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。
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一.电力线路为何会产生“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10%时一般是不会对线路的电力驱动产生后果的。
二.在哪些场合需要考虑电压降?
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。
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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。
三.如何计算电力线路的压降?
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
公式:I= P/1.732×U×cosθ
其中: P—功率,用“千瓦” U—电压,单位kV cosθ—功率因素,用0.8~0.85
2 .计算线路电阻R
公式:R=ρ×L/S
其中: ρ—导体电阻率,铜芯电缆用0.01740代入,铝导体用0.0283代入
L—线路长度,用“米”代入
S—电缆的标称截面
3.计算线路压降
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/1.732×U×cosθ=90÷(1.732×0.380×0.85)=161(A)
再求线路电阻R
R=ρ×L/S=0.01740×600÷70=0.149(Ω)
现在可以求线路压降了:
ΔU=I×R =161×0.149=23.99(V)
由于ΔU=23.99V,已经超出电压380V的5%(23.99÷380=6.3%),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证。
例:在800米外有30KW负荷,用70㎜2电缆看是否符合要求?
I=P/1.732*U*COSØ=30/1.732*0.38*0.8=56.98A
R=ρL/S=0.018*800/70=0.206欧
△U=IR=56.98*0.206=11.72<19V (5%U=0.05*380=19) 符合要求。
电压降的计算方式作为电工人员的必修课,也可以为我们日常生活中选择提供帮助,例如在超市购买吹风机、电风扇、插座等带电缆线的时候,关注关注电缆线的平方数及相关的数值,其中如电压、功率、电阻匹配度不成比例,容易导致电缆线发热,使用寿命减少,工业品的选择亦是如此,尤其是工业供电产品,例如母线槽、电缆桥架(配套电缆)、裸铜线、滑触线、动力母线,这些产品的选型并不单单是考虑电压降,还有众多因素需要考虑,我国工业品门类众多,生产厂家众多,如何从众多厂家中选择质量好,价格适中的产品,是一门学问。
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