經常有電工朋友問到,幾十千瓦的負載,幾百米長的導線,其壓降是多少伏,要選多大截面的導線雲雲。網上衆說紛纭,各種計算公式,也不知道哪個對哪個錯。
其實大家的計算都是差不多的,但不管怎樣,我們在計算的時候,結果都要往大偏。也就是說,最後算出來的導線截面、電壓降隻能比标準答案大,不能比标準答案小。
所以在計算的時候一些參數值我們可以粗略估計,包括我接下來的計算也是。那麼,現在我就用我的方法帶大家一起計算一遍吧!
在計算之前,我們先理清一下思路,要計算線路的壓降,一般是為了選取合适的導線截面。在不考慮導線發熱的前提下,根據歐姆定律U=IR,可以知道,導線壓降ΔU産生的原因在于導線的電阻R和流過導線的電流I,而導線的電流可以根據負載功率P來計算,導線的電阻可以根據導線的長度L來計算,至此,我們的思路已經很清晰了,可以開始計算了。
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首先,我們要計算導線的壓降,是為了看它有沒有超出允許範圍,所以我們要先知道導線允許的壓降是多少。我國對于電壓的允許偏移,10kV及以下電壓級為額定值的±7%,取380V(也可以是400V,因為變壓器銘牌上低壓側額定電壓為0.4kV),可以得到允許壓降為ΔU=380×±7%V=±26V,即導線的壓降ΔU不能大于26V。
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第二步就是計算導線的電流I。在三相電路中,有功功率P=√3UIcosφ,電壓U取380V,功率因數cosφ可以取小一點,我這裡取到0.8,大家可以視實際情況而定。可以得出每千瓦有功功率電流約為2A。也就是說,若負載功率為P,則負載電流為2P(P的單位為kW)。
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第三步計算導線的電阻值R。根據歐姆定律,導線電阻R應小于ΔU/I,用第二步的功率P代替I,就可以得到,R小于ΔU/2P。
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第四步,計算導線的截面積S。導線為均勻導體,其阻值和截面的關系為R=ρL/S,即R和S是成反比關系的。在第三步中已知導線電阻R小于26/2P,這就相當于導線截面S應大于ρL/R。R用ΔU/2P替代,最後就可以得出,在不超出允許壓降範圍的情況下,導線截面S=2ρLP/26,這就是導線壓降算導線截面的公式。
我們以一個例子來計算一下,若已知負載功率P為20kW,導線長度L為300m,選銅導線,銅電阻率ρ取0.0175,代入S=2ρLP/26,就可以算出導線截面S為8平方毫米,最終選10平方毫米,是不是很簡單?
當然,以上的計算推導是一個粗略計算的過程,若要求不嚴格,是完全可以直接用上的,但若要考慮導線發熱、現場安裝情況、環境因素等,就要更為複雜了。
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