什麼是電壓損失、電壓降、電壓偏差?電壓壓降怎麼計算?附參照表

2020-12-06 電氣設計狄老師

什麼是電壓降?電流流過負載以後相對於同一參考點的電壓變化稱為電壓降。簡單的說,負載兩端的電壓差就可以認為是電壓降。電壓降是電流流動的推動力。樹上鳥教育電氣設計師在線教學網絡課程!

一、電纜電壓降產生的原因

,「電壓降」就是電流通過線路時損耗了電力,產生的電壓降落,稱為「電壓降」。「電壓降」的產生是由於線路中電荷流動時遇到阻力而損耗了電力,造成了電壓降落。

二、電壓偏差

1.1電壓偏差定義

規範《電能質量 供電電壓偏差》GB/T12325-2008術語和定義條文3.4:

轉換成公式計算為:

其中Un系統標稱電壓取值見下表:

1.2電壓偏差規範限值

三、電壓損失

2.1電壓損失定義

在 GBJ 54—1983《低壓配電裝置及線路設計規範》的第二章第二節導體截面選擇中規定: 從變壓器低壓側母線至用電設備受電端的線路電壓損失,一般不超過用電設備額定電壓的 5 %。

在GB 50054—2011《低壓配電設計規範》 標準的第 3. 2. 2 條:選擇導體截面,應符合下列規定:線路電壓損失應滿足用電設備正常工作及啟動時端電壓的要求。

目前,工程上為方便計算,通常僅校驗線路壓降(因變壓器壓降與功率因數及負荷率有關,負荷率計算值通常與實際值有偏差,所以很少考慮變壓器壓降及升壓),一般校驗低壓配電線路的電壓損失,都按不超過5% 為原則,對視覺要求較高的照明電路,則要求不超過 3% ~ 5% 。

四、電壓降計算

在長度為L的三相系統中,以電流 I( 其有效值設為 Ib) ( A) 工作的一根絕緣線芯,其單位長度有效電阻為 R( Ω/km) 和單位長度感抗為X( Ω/km)。

阻抗電路如下所示:

線路始端電壓為UA,終端電壓為UD (此處為相量)。

在水平方向作終端電壓 UD相量,設其初相為零,作為參考相量。

因低壓電纜的電容充電電流可忽略,電纜呈感性負荷,電流滯後電壓,

Φ 為電壓UD與負荷電流 I 的相位差,cosΦ 即為負荷的功率因數。

電纜有效電阻 R上的兩端的電壓 UR與電流同相,而電抗 X 兩端的電壓 UL超前電流 90°,電路等效相量圖如下所示:

可知此線路電壓降為

可知電壓降為相量差。在相量圖中將相量DA以D點為軸順時針旋轉至水平方向,得到相量DF,有圖可知相量DA和DF模相等。

根據配三253頁:電壓損失是指串聯電路中阻抗元件兩端電壓的代數差,如相量圖中AD 間的電壓損失為

△U=UA-UD=DF(此公式中參數為標量)

為便於工程計算,電壓損失取為電壓降的橫向分量DE ,而誤差EF 忽略不計,即△U=DE。

對上圖稍加整理,以UR端點向上作垂線,相交DE與X點,調整後圖如下:

可知代數式:DE=DX+XE

DX=URcosψ=IRcosψ

XE=ULsinψ=IXsinψ

所以△U=DE=(IRcosψ+IXsinψ)(V)

上式為每相的電壓降和電壓損失值,要換算成線電壓降和線電壓損失值,應乘以√3,即△U=√3(IRcosψ+IXsinψ)。

電壓損失通常用系統標稱電壓的百分數表示:

小結:通過以上分析可知設計中我們說的電壓降計算(通過公式或查表)實際上計算的是電壓損失百分數,其結果與電壓降幅值有一定偏差。

關於電壓損失和電壓降這部分,感覺配電手冊(第三版)條理清晰性要高於配電手冊(第四版)。

第四版中提到的是電壓降百分數(非電壓損失百分數),後面給的表格也是線路電壓降要求,而電壓降為相量,實際工程中為便於計算用標量電壓損失近似等於電壓降的模,配三的表述更容易讓人理解。下面是配三和配四關於此部分的描述,上面為配三內容。

(紅色:為壓降不符合要求;白色:為壓降符合設備實際工作壓降要求)

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