1.電纜電壓降:
計算電壓降公式U降=√3I(R cosΦ+XsinΦ)
U降---線電壓壓降 I—是負荷的線電流 cosΦ---負荷功率因數
X---線路的電抗 R---線路電阻 R =ρ×L/S
其中: ρ—導體電阻率,銅芯電纜用0.0175代入,鋁導體用0.0283代入
這個電阻率是常溫200C來計算,但是隨著溫度的升高(環境溫度和電流變大導體也會發熱),電阻也會發生變化。而且現在的電纜截面大多要比標稱的要小些,還有使用的電纜如果是絞線,實際的長度要比導線長度的要長2%--3%,綜合因素很多。這里以此數據估算,要比實際損耗偏小點,即選擇電纜的線徑或是長度要留有適當的裕度。
L—線路長度,用“米”代入 S—電纜的標稱截面(mm2)
X 電抗的數據需要是電纜廠家提供,我們用的低壓電纜(380V/220v)以0.06*10-3Ω/M 來估算
比如說,其中一個項目配電箱計算好負荷大小之后,就要求選用電纜。如果負荷是400A,根據電纜載流量表,我們可以選用銅芯電纜3*185+2*95的電纜,若是選用鋁芯電纜則需要3*240+2*120,即選用鋁芯電纜要比銅芯電纜大一個型號。如果我們用的負荷額定電壓是380V,變壓器空載電壓(選用在中間檔位)是400V。現在選用是鋁芯電纜,線路長度以1000米來計算,在滿負荷運行的情況下(滿足高峰期施工),則線路末端的電壓降:(平均功率因數以0.8估算)
U降=√3I(R cosΦ+XsinΦ)
= √3*400*(0.0283*1000*0.8/240+0.06*10-3*1000*0.6)≈90.27,可見配
電箱端電壓是400-90.27=309.27V,根本是滿足不了負載使用要求。如果要求線路電壓在5%內上下浮動,即線路末端電壓是380-380*5%=361V,則線路壓降是400—361=39V,根據以上公式,
即U降=√3I(R cosΦ+XsinΦ)= √3I(ρ* cosΦ*L/S +0.06*10-3
*L*sinΦ),則可知L=U降/√3I*(ρ* cosΦ/s+0.06*10-3
*sinΦ)
=39/√3*400 * (0.0283*0.8/240+0.06*10-3*0.6)≈432米
即電纜在432米以內,電壓降≧39V,滿足361V電壓的要求。 2.電纜的損耗
在三相四線路輸送線路中,三相平衡時線路損耗較小,相反三相電流不平衡時會使線損增大。因為在三相負載均衡的情況下,中性線電流基本是零,零線上的損耗基本上就會很小。其實電力電纜的損耗計算,還要考慮集膚效應和鄰近效應的影響。當然還有電纜的阻值也會隨著負荷的增多,溫度升高,電阻變大。計算起來也很麻煩,這里也忽略不計。所以三相四線電纜線路有功損耗(當然還有無功損耗)計算如下:
P損=3I2R+I02R0
I—線電流 R—每相電阻 I0—零線電流 R0---零線電阻
上述公式,當線路負荷不均等時,也可以分相來計算。
還以上述數據例子,通過選用電纜的長短和不同材質電纜的幾種情況來分析線路的損耗:
1)I--線路均等線電流400A(簡化計算,設三相負荷平衡,I0=0),選用電纜長度L=250米的鋁芯電纜3*240+2*120,則線損P
鋁損
=3I2R+I02R0=3*4002*0.0283*250/240≈
14.15KW ○
1。改用電纜長度400米,P鋁損
=3I2R+I02R0=3*4002
*0.0283*400/240
≈22.64KW ○
2 以此項目使用時間一年,每天10小時,每度1元來計算,則長度400米比250米的損
耗增加是365*10*(22.64-14.15)*1≈3.1萬元。