500米的距離20千瓦需要多少平方的線?
我發現不少人在計算電壓降時都犯了個錯誤,把計算出的相電壓電壓降數據當成了線電壓電壓降數據,這樣得出的結論肯定是錯誤的。
供電距離超過100米時,一般電壓降成了主要問題,在滿足電壓降要求情況下,導線載流量基本都能滿足要求。因此這種情況首先根據電壓降要求來選導線,然后再復核一下導線載流量是否滿足要求。
由于題主沒有具體說明是單相還是三相負載,是什么性質(阻性、感性)負載,就假設為三相電動機負載,那么20千瓦工作電流約為40安培。
電動機負載要求電壓降不超過5%,那么380×5%=19v,380-19=361v,也就是末端線電壓允許降低19v,最終的線電壓不小于361v。
單根導線電壓降可以用公式△u=ir來計算,
i是通過導線的電流,r是導線電阻。但必須注意這個電壓降△u≠19v,而是△u=11v,為什么?見下圖
從這個圖中可知,△u=ir是黃線段a-l1之間的電壓降,而19v應該是l1-l2或l1-l3之間允許的電壓降,實際上△u=ir是相電壓允許的電壓降,所以△u=220×5%=11v。也就是說我們用ir計算出的電壓降實際是相電壓的電壓降,而不是線電壓的電壓降。如果把計算結果與線電壓的允許電壓降19v作比較,那么得出的結論肯定是錯誤的。
因此以下的計算都以相電壓的允許電壓降11v為依據,考慮到交流電路存在感抗以及實際電路存在接觸電阻,這些阻抗造成的電壓降約占總的電壓降的10%,所以又把計算依據從11v修改為10v。因為那1v電壓降是由感抗及接觸電阻造成的,不包括在以導線電阻計算出的電壓降內。
單根導線電阻可用以下公式計算r=ρl/s
把r=ρl/s代入△u=ir得△u=iρl/s變換得
s=iρl/△u
s……導線截面積m㎡
i……導線電流a
ρ……電阻率
l……導線長度(米)
△u……相電壓允許電壓降v
已知:i=40a,
銅20oc、ρ=0.0172,銅45oc、ρ=0.02
l=500米,△u=10v
s=iρl/△u=40×0.0172×500÷10=34.4m㎡
計算結果是需要34.4平方的銅線,實際用35平方的銅線,但這是銅線溫度為20oc時的結果,實際溫度肯定高于這個溫度,因此用45oc時銅的電阻率來計算
s=iρl/△u=40×0.02×500÷10=40m㎡
結果需用40平方的銅線,實際就只能用50平方的銅線了。
那么用50平方銅線時的電壓降是多少呢?
△u=iρl/s=40×0.02×500÷50=8v
加上感抗電壓降1v,線電壓電壓降是
(8+1)×1.732=15.6v<19v結論:最好采用50平方銅線,還有點余地。如果供電端電壓較高,現在許多地方可穩定在400v,也可采用35平方銅線。
下面計算一下分別采用35平方與50平方銅線時的線路損耗功率。
線損功率p=i2r,又r=ρl/s代入前式得
(1)p=i2ρl/s=40×40×0.02×500÷35=457w
(2)p=i2ρl/s=40×40×0.02×500÷50=320w
三相線路3根線因此457×3=1371w,
320×3=960w,二者相差1371-960=411w。
也就是說用50平方銅線比35平方銅線減少損耗411w。
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