電纜電壓降定義、產生原因與計算方法

在電力系統中，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的穩定性。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的穩定具有重要意義。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；

● 大負荷按經濟電流密度選擇。

為保證導線長時間連續運行，所允許的電流密度稱安全載流量。一般規定是：銅線選5～8A/mm2；鋁線選3～5A/mm2。安全載流量還要根據導線的芯線使用環境的極限溫度、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。

電壓降根據下列條件計算：

環境溫度40℃；導線溫度70~90℃；電纜排列：單芯，S=2D；功率因數cosθ=0.8；末端允許降壓降百分數≤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。

一般情況下連續長時間運行的設備電纜規格選大一級。確保電壓波動的情況下，設備穩定運行。

（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：網絡

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