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电压降快速估算方法-电工宝典

发布人:电缆宝dianlanbao 发布日期:2018-10-23来源:电缆宝阅读数:16分享到:

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1.用途

根据线路上的负荷矩,估算供电线路上的电压损失,检查线路的供电质量。

2.口诀

提出一个估算电压损失的基准数据,通过一些简单的计算,可估出供电线路上的电压损失。

压损根据“千瓦.米”,2.5铝线20—1。截面增大荷矩大,电压降低平方低。 ①

三相四线6倍计,铜线乘上1.7。 ②

感抗负荷压损高,10下截面影响小,若以力率0.8计,10上增加0.2至1。 ③

3.说明

电压损失计算与较多的因素有关,计算较复杂。

估算时,线路已经根据负荷情况选定了导线及截面,即有关条件已基本具备。

电压损失是按“对额定电压损失百分之几”来衡量的。口诀主要列出估算电压损失的最基本的数据,多少“负荷矩”电压损失将为1%。当负荷矩较大时,电压损失也就相应增大。因些,首先应算出这线路的负荷矩。

所谓负荷矩就是负荷(千瓦)乘上线路长度(线路长度是指导线敷设长度“米”,即导线走过的路径,不论线路的导线根数。),单位就是“千瓦.米”。对于放射式线路,负荷矩的计算很简单。如下图1,负荷矩便是20*30=600千瓦.米。但如图2的树干式线路,便麻烦些。对于其中5千瓦设备安装位置的负荷矩应这样算:从线路供电点开始,根据线路分支的情况把它分成三段。在线路的每一段,三个负荷(10、8、5千瓦)都通过,因此负荷矩为:

第一段:10*(10+8+5)=230千瓦.米

第二段:5*(8+5)=65千瓦.米

第三段:10*5=50千瓦.米

至5千瓦设备处的总负荷矩为:230+65+50=345千瓦.米

下面对口诀进行说明:

①首先说明计算电压损失的最基本的根据是负荷矩:千瓦.米

接着提出一个基准数据:

2 .5平方毫米的铝线,单相220伏,负荷为电阻性(力率为1),每20“千瓦.米”负荷矩电压损失为1%。这就是口诀中的“2 .5铝线20—1”。

在电压损失1%的基准下,截面大的,负荷矩也可大些,按正比关系变化。比如10平方毫米的铝线,截面为2 .5平方毫米的4倍,则20*4=80千瓦.米,即这种导线负荷矩为80千瓦.米,电压损失才1%。其余截面照些类推。

当电压不是220伏而是其它数值时,例如36伏,则先找出36伏相当于220伏的1/6。此时,这种线路电压损失为1%的负荷矩不是20千瓦.米,而应按1/6的平方即1/36来降低,这就是20*(1/36)=0 .55千瓦.米。即是说,36伏时,每0 .55千瓦.米(即每550瓦.米),电压损失降低1%。

“电压降低平方低”不单适用于额定电压更低的情况,也可适用于额定电压更高的情况。这时却要按平方升高了。例如单相380伏,由于电压380伏为220伏的1 .7倍,因此电压损失1%的负荷矩应为20*1 .7的平方=58千瓦.米。

从以上可以看出:口诀“截面增大荷矩大,电压降低平方低”。都是对照基准数据“2 .5铝线20—1”而言的。

【例1】 一条220伏照明支路,用2 .5平方毫米铝线,负荷矩为76千瓦.米。由于76是20的3 .8倍(76/20=3 .8),因此电压损失为3 .8%。

【例2】 一条4平方毫米铝线敷设的40米长的线路,供给220伏1千瓦的单相电炉2只,估算电压损失是:

先算负荷矩2*40=80千瓦.米。再算4平方毫米铝线电压损失1%的负荷矩,根据“截面增大负荷矩大”的原则,4和2 .5比较,截面增大为1 .6倍(4/2 .5=1 .6),因此负荷矩增为

20*1 .6=32千瓦.米(这是电压损失1%的数据)。最后计算80/32=2 .5,即这条线路电压损失为2 .5%。

②当线路不是单相而是三相四线时,(这三相四线一般要求三相负荷是较平衡的。它的电压是和单相相对应的。如果单相为220伏,对应的三相便是380伏,即380/220伏。)同样是2 .5平方毫米的铝线,电压损失1%的负荷矩是①中基准数据的6倍,即20*6=120千瓦.米。至于截面或电压变化,这负荷矩的数值,也要相应变化。

当导线不是铝线而是铜线时,则应将铝线的负荷矩数据乘上1 .7,如“2 .5铝线20—1”改为同截面的铜线时,负荷矩则改为20*1 .7=34千瓦.米,电压损失才1%。

【例3】 前面举例的照明支路,若是铜线,则76/34=2 .2,即电压损失为2 .2%。对电炉供电的那条线路,若是铜线,则80/(32*1 .7)=1 .5,电压损失为1 .5%。

【例4】 一条50平方毫米铝线敷设的380伏三相线路,长30米,供给一台60千瓦的三相电炉。电压损失估算是:

先算负荷矩:60*30=1800千瓦.米。

再算50平方毫米铝线在380伏三相的情况下电压损失1%的负荷矩:根据“截面增大荷矩大”,由于50是2 .5的20倍,因此应乘20,再根据“三相四线6倍计”,又要乘6,因此,负荷矩增大为20*20*6=2400千瓦.米。

最后1800/2400=0 .75,即电压损失为0 .75%。

③以上都是针对电阻性负荷而言。对于感抗性负荷(如电动机),计算方法比上面的更复杂。但口诀首先指出:同样的负荷矩——千瓦.米,感抗性负荷电压损失比电阻性的要高一些。它与截面大小及导线敷设之间的距离有关。对于10平方毫米及以下的导线则影响较小,可以不增高。

对于截面10平方毫米以上的线路可以这样估算:先按①或②算出电压损失,再“增加0 .2至1”,这是指增加0 .2至1倍,即再乘1 .2至2。这可根据截面大小来定,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。

以上是指线路架空或支架明敷的情况。对于电缆或穿管线路,由于线路距离很小面影响不大,可仍按①、②的规定估算,不必增大或仅对大截面的导线略为增大(在0 .2以内)。

【例5】 图1中若20千瓦是380伏三相电动机,线路为3*16铝线支架明敷,则电压损失估算为: 已知负荷矩为600千瓦.米。

计算截面16平方毫米铝线380伏三相时,电压损失1%的负荷矩:由于16是2 .5的6 .4倍,三相负荷矩又是单相的6倍,因此负荷矩增为:20*6 .4*6=768千瓦.米 600/768=0 .8

即估算的电压损失为0 .8%。但现在是电动机负荷,而且导线截面在10以上,因此应增加一些。根据截面情况,考虑1 .2,估算为0 .8*1 .2=0 .96,可以认为电压损失约1%。

以上就是电压损失的估算方法。最后再就有关这方面的问题谈几点:

一、线路上电压损失大到多少质量就不好?一般以7~8%为原则。(较严格的说法是:电压损失以用电设备的额定电压为准(如380/220伏),允许低于这额定电压的5%(照明为2 .5%)。但是配电变压器低压母线端的电压规定又比额定电压高5%(400/230伏),因此从变压器开始至用电设备的整个线路中,理论上共可损失5%+5%=10%,但通常却只允许7~8%。这是因为还要扣除变压器内部的电压损失以及变压器力率低的影响的缘故。)不过这7~8%是指从配电变压器低压侧开始至计算的那个用电设备为止的全部线路。它通常包括有户外架空线、户内干线、支线等线段。应当是各段结果相加,全部约7~8%。

二、估算电压损失是设计的工作,主要是防止将来使用时出现电压质量不佳的现象。由于影响计算的因素较多(主要的如计算干线负荷的准确性,变压器电源侧电压的稳定性等),因此,对计算要求很精确意义不大,只要大体上胸中有数就可以了。比如截面相比的关系也可简化为4比2 .5为1 .5倍,6比2 .5为2 .5倍,16比2 .5倍为6倍。这样计算会更方便些。

三、在估算电动机线路电压损失中,还有一种情况是估算电动机起动时的电压损失。这是若损失太大,电动机便不能直接起动。由于起动时的电流大,力率低,一般规定起动时的电压损失可达15%。这种起动时的电压损失计算更为复杂,但可用上述口诀介绍的计算结果判断,一般截面25平方毫米以内的铝线若符合5%的要求,也可符合直接起动的要求:35、50平方毫米的铝线若电压损失在3 .5%以内,也可满足;70、95平方毫米的铝线若电压损失在2 .5%以内,也可满足;而120平方毫米的铝线若电压损失在1 .5以内。才可满足。这3 .5%,2 .5%,1 .5 .%刚好是5%的七、五、三折,因此可以简单记为:“35以上,七、五、三折”。

四、假如在使用中确实发现电压损失太大,影响用电质量,可以减少负荷(将一部分负荷转移到别的较轻的线路,或另外增加一回路),或者将部分线段的截面增大(最好增大前面的干线)来解决。对于电动机线路,也可以改用电缆来减少电压损失。当电动机无法直接启动时,除了上述解决办法外,还可以采用降压起动设备(如星-三角起动器或自耦减压起动器等)来解决

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