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天津西納智能科技有限公司

配電線路距離控制與電壓降

時間:2018-4-8閱讀:488

一.電力線路為何會產(chǎn)生“電壓降”?

電力線路的電壓降是因為導(dǎo)體存在電阻,。正因為此,所以不管導(dǎo)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(qū)動產(chǎn)生后果的。

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,,例如線路只有幾十米,。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(shè)后在啟動設(shè)備可能會因電壓太低,,根本啟動不了設(shè)備;或設(shè)備雖能啟動,,但處于低電壓運行狀態(tài),,時間長了損壞設(shè)備。

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,?

1.架空線路電壓降

根據(jù)規(guī)程規(guī)范,;10kv等級線路一般不超過半徑15km,是包括支線的長度,。

同時供電質(zhì)量,,電壓降是正負7%。

例子,;U=10kv L=15000m S=LGJ-240mm2 鋁電阻率0.0315mm.m COSφ=0.8

P=1150kw Q=863kvar 10kv 電抗X=0.35Ω.km=0.35*15=5.25Ω

求電阻 R=ρ*L/S=0.0315*15000/240=1.97Ω

根據(jù)電壓損失公式,;

△U=P*R+Q*X/U(kv)=1150*1.97+863*5.25/10=2266+4731/10=6997/10=699.7v

△U%=△U/U*100=(699.7/10000)*100=7%

10kv線路半徑15km選240mm2鋁導(dǎo)線架空敷設(shè),理論COSφ=0.8 ,,末端電壓降控制7%,,可帶負荷1150kw。

各電壓等級供電半徑取決于以下2個因素的影響:

1,、電壓等級(電壓等級越高,,供電半徑相對較大)

2,、用戶終端密集度(即:電力負載越多,供電半徑越?。?/span>

0.4千伏線路供電半徑在市區(qū)不宜大于300米,。近郊地區(qū)不宜大于500米。接戶線長度不宜超過20米,,當(dāng)超過250米時,每100米加大一級電纜,。 110kV供電線路一般不超過60km;35kV供電線路一般不超過30km,。

2.電纜線路電壓降:

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(shù)

X---線路的電抗 R---線路電阻 R =ρ×L/S

其中: ρ—導(dǎo)體電阻率,,銅芯電纜用0.0175代入,鋁導(dǎo)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(huán)境溫度和電流變大導(dǎo)體也會發(fā)熱),,電阻也會發(fā)生變化。而且現(xiàn)在的電纜截面大多要比標(biāo)稱的要小些,,還有我們使用的電纜如果是絞線,,實際的長度要比導(dǎo)線長度的要長2%--3%,綜合因素很多,。這里以此數(shù)據(jù)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(dāng)?shù)脑6取?/span>

L—線路長度,,用“米”代入 S—電纜的標(biāo)稱截面(mm2)

電抗的數(shù)據(jù)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(jù)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(xiàn)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(shù)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(nèi)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(jù)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(nèi),,電壓降≧39V,滿足361V電壓的要求,。

3.線路的損耗

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(yīng)和鄰近效應(yīng)的影響。當(dāng)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(dāng)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(dāng)線路負荷不均等時,,也可以分相來計算,。

還以上述數(shù)據(jù)例子,通過選用電纜的長短和不同材質(zhì)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(shè)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,。

2)將以上事例中的電纜改用銅芯的,,其他數(shù)據(jù)不變,比較損耗的變化,。

即P銅損=3I2R+I02R=3*4002*0.0175*250/240≈8.75KW ○3再將電纜長度變?yōu)?00米,,則P銅損=3I2R+I02R=3*4002*0.0175*400/240≈14KW ○4

計算使用銅質(zhì)電纜一年的損耗量(14-8.75)*365*10*1≈1.9萬元。

3)若是使用電纜長度不變,觀察使用材質(zhì)不同時一年的電費差別:

250米時:(○1-○3)*365*10*1≈2.1萬元,,

400米時:(○2-○4)*365*10*1≈3.2萬元

而實際消耗的有功功率P=√3UIcosΦ=1.732*0.38*400*0.8=210.61KW

一年使用電費:210.61*365*10*1≈76.9萬元

 

以上只是以其中某條線路合理使用來估算,,其實現(xiàn)場電纜線路使用和分布的情況錯綜復(fù)雜,遠遠不止于一條線路(線路愈多,,損耗越多,,而固有消耗的功率是不變的),多個幾條線路損耗就可能會很多,,使用不當(dāng)達到10萬元都有可能,。可見電纜越長,、電纜越?。娮璐螅摵稍蕉啵娏鞔螅?,壓降和損耗都會增大很多,。

遇到電壓偏低:

1.可以適當(dāng)?shù)臏p少非重要負荷的使用,即躲開施工高峰期,。

2.將使用電纜截面適當(dāng)?shù)脑龃蠛烷L度適當(dāng)?shù)臏p?。ㄟ@個在項目開工之前就要計算)

3.可以將變壓器的檔位適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

4.加裝功率補償裝置,,減少無功損耗,。

所以項目使用電纜,要綜合分析,,有的時候雖然電纜加大或是選用銅質(zhì)電纜可能會增加些費用,,但這是一次性投入,電纜使用和維護的好,,可以使用二三十年,。 

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