日常生活中,我們時常會遇到電力供應不足,設備啟動不正常的情況,其中很大一部分原因是對電壓降考慮不充分導緻的,例如發電機、變壓器等配置的電力電纜,當傳輸距離較遠時,例如900m,就應考慮電纜電壓的“壓降”問題,否則電纜采購、安裝以後,方才發覺因未考慮壓降,導緻設備無法正常啟動,而因此造成工程損失。
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一.電力線路為何會産生“電壓降”?
電力線路的電壓降是因為導體存在電阻。正因為此,所以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10%時一般是不會對線路的電力驅動産生後果的。
二.在哪些場合需要考慮電壓降?
一般來說,線路長度不很長的場合,由于電壓降非常有限,往往可以忽略“壓降”的問題,例如線路隻有幾十米。但是,在一些較長的電力線路上如果忽略了電纜壓降,電纜敷設後在啟動設備可能會因電壓太低,根本啟動不了設備;或設備雖能啟動,但處于低電壓運行狀态,時間長了損壞設備。
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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。
對電壓精度要求較高的場合也要考慮壓降。
三.如何計算電力線路的壓降?
一般來說,計算線路的壓降并不複雜,可按以下步驟:
1.計算線路電流I
公式:I= P/1.732×U×cosθ
其中: P—功率,用“千瓦” U—電壓,單位kV cosθ—功率因素,用0.8~0.85
2 .計算線路電阻R
公式:R=ρ×L/S
其中: ρ—導體電阻率,銅芯電纜用0.01740代入,鋁導體用0.0283代入
L—線路長度,用“米”代入
S—電纜的标稱截面
3.計算線路壓降
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I
I=P/1.732×U×cosθ=90÷(1.732×0.380×0.85)=161(A)
再求線路電阻R
R=ρ×L/S=0.01740×600÷70=0.149(Ω)
現在可以求線路壓降了:
ΔU=I×R =161×0.149=23.99(V)
由于ΔU=23.99V,已經超出電壓380V的5%(23.99÷380=6.3%),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。讀者可以自行計算驗證。
例:在800米外有30KW負荷,用70㎜2電纜看是否符合要求?
I=P/1.732*U*COSØ=30/1.732*0.38*0.8=56.98A
R=ρL/S=0.018*800/70=0.206歐
△U=IR=56.98*0.206=11.72<19V (5%U=0.05*380=19) 符合要求。
電壓降的計算方式作為電工人員的必修課,也可以為我們日常生活中選擇提供幫助,例如在超市購買吹風機、電風扇、插座等帶電纜線的時候,關注關注電纜線的平方數及相關的數值,其中如電壓、功率、電阻匹配度不成比例,容易導緻電纜線發熱,使用壽命減少,工業品的選擇亦是如此,尤其是工業供電産品,例如母線槽、電纜橋架(配套電纜)、裸銅線、滑觸線、動力母線,這些産品的選型并不單單是考慮電壓降,還有衆多因素需要考慮,我國工業品門類衆多,生産廠家衆多,如何從衆多廠家中選擇質量好,價格适中的産品,是一門學問。
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