配电线路距离控制与电压降分析

一、电力线路为何会产生“电压降”？电力线路的电压降是因为导体存在电阻。正因为此，所以不管导体采用哪种材料（铜，铝）都会造成线路一定的电压损耗，而这种损耗（压降）不大于本身电压的5%时一般是不会对线路的电力驱动产生后果的。

二、在哪些场合需要考虑电压降？一般来说，线路长度不很长的场合，由于电压降非常有限，往往可以忽略“压降”的问题，例如线路只有几十米。但是，在一些较长的电力线路上如果忽略了电缆线压降，电缆线敷设后在启动设备可能会因电压太低，根本启动不了设备；或设备虽能启动，但处于低电压运行状态，时间长了损坏设备。较长电力线路需要考虑压降的问题。所谓“长线路”一般是指电缆线线路大于500米。对电压精度要求较高的场合也要考虑压降。三、如何计算电力线路的压降？1.架空线路电压降根据规程规范；10kv等级线路一般不超过半径15km，是包括支线的长度。同时供电质量，电压降是正负7%。例子；U=10kvL=15000mS=LGJ-240mm2铝电阻率0.0315mm.mCOSφ=0.8P=1150kwQ=863kvar10kv电抗X=0.35Ω。km=0.35*15=5.25Ω求电阻R=ρ*L/S=0.0315*15000/240=1.97Ω根据电压损失公式；△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线路半径15km选240mm2铝导线架空敷设，理论COSφ=0.8，末端电压降控制7%，可带负荷1150kw。各电压等级供电半径取决于以下2个因素的影响：1、电压等级（电压等级越高，供电半径相对较大）2、用户终端密集度（即：电力负载越多，供电半径越小）0.4千伏线路供电半径在市区不宜大于300米。近郊地区不宜大于500米。接户线长度不宜超过20米，当超过250米时，每100米加大一级电缆线。110kV供电线路一般不超过60km；35kV供电线路一般不超过30km。2.电缆线线路电压降：计算电压降公式U降=√3I（RcosΦ+XsinΦ）U降—线电压压降I—是负荷的线电流cosΦ—负荷功率因数X—线路的电抗R—线路电阻R=ρ×L/S其中：ρ—导体电阻率，铜芯电缆线用0.0175代入，铝导体用0.0283代入这个电阻率是常温200C来计算，但是随着温度的升高（环境温度和电流变大导体也会发热），电阻也会发生变化。而且现在的电缆线截面大多要比标称的要小些，还有我们使用的电缆线如果是绞线，实际的长度要比导线长度的要长2%–3%，综合因素很多。这里以此数据估算，要比实际损耗偏小点，即选择电缆线的线径或是长度要留有适当的裕度。L—线路长度，用“米”代入S—电缆线的标称截面（mm2）X电抗的数据需要是电缆线厂家提供，我们用的低压电缆线（380V/220v）以0.06*10-3Ω/M来估算比如说，其中一个项目配电箱计算好负荷大小之后，就要求选用电缆线。如果负荷是400A，根据电缆线载流量表，我们可以选用铜芯电缆线3*185+2*95的电缆线，若是选用铝芯电缆线则需要3*240+2*120，即选用铝芯电缆线要比铜芯电缆线大一个型号。如果我们用的负荷额定电压是380V，变压器空载电压（选用在中间档位）是400V。现在选用是铝芯电缆线，线路长度以1000米来计算，在满负荷运行的情况下（满足高峰期施工），则线路末端的电压降：（平均功率因数以0.8估算）U降=√3I（RcosΦ+XsinΦ）=√3*400*（0.0283*1000*0.8/240+0.06*10-3*1000*0.6）≈90.27，可见配电箱端电压是400-90.27=309.27V，根本是满足不了负载使用要求。如果要求线路电压在5%内上下浮动，即线路末端电压是380-380*5%=361V，则线路压降是400—361=39V，根据以上公式，即U降=√3I（RcosΦ+XsinΦ）=√3I（ρ*cosΦ*L/S+0.06*10-3*L*sinΦ），则可知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米即电缆线在432米以内，电压降≧39V，满足361V电压的要求。3.线路的损耗在三相四线路输送线路中，三相平衡时线路损耗较小，相反三相电流不平衡时会使线损增大。因为在三相负载均衡的情况下，中性线电流基本是零，零线上的损耗基本上就会很小。其实电力电缆线的损耗计算，还要考虑集肤效应和邻近效应的影响。当然还有电缆线的阻值也会随着负荷的增多，温度升高，电阻变大。计算起来也很麻烦，这里也忽略不计。所以三相四线电缆线线路有功损耗（当然还有无功损耗）计算如下：P损=3I2R+I02R0I—线电流R—每相电阻I0—零线电流R0—零线电阻上述公式，当线路负荷不均等时，也可以分相来计算。还以上述数据例子，通过选用电缆线的长短和不同材质电缆线的几种情况来分析线路的损耗：1）I–线路均等线电流400A（简化计算，设三相负荷平衡，I0=0），选用电缆线长度L=250米的铝芯电缆线3*240+2*120，则线损P铝损=3I2R+I02R0=3*4002*0.0283*250/240≈14.15KW○1。改用电缆线长度400米，P铝损=3I2R+I02R0=3*4002*0.0283*400/240≈22.64KW○2以此项目使用时间一年，每天10小时，每度1元来计算，则长度400米比250米的损耗增加是365*10*（22.64-14.15）*1≈3.1万元。2）将以上事例中的电缆线改用铜芯的，其他数据不变，比较损耗的变化。即P铜损=3I2R+I02R=3*4002*0.0175*250/240≈8.75KW○3再将电缆线长度变为400米，则P铜损=3I2R+I02R=3*4002*0.0175*400/240≈14KW○4计算使用铜质电缆线一年的损耗量（14-8.75）*365*10*1≈1.9万元。3）若是使用电缆线长度不变，观察使用材质不同时一年的电费差别：250米时：（○1-○3）*365*10*1≈2.1万元，400米时：（○2-○4）*365*10*1≈3.2万元而实际消耗的有功功率P=√3UIcosΦ=1.732*0.38*400*0.8=210.61KW一年使用电费：210.61*365*10*1≈76.9万元以上只是以其中某条线路合理使用来估算，其实现场电缆线线路使用和分布的情况错综复杂，远远不止于一条线路（线路愈多，损耗越多，而固有消耗的功率是不变的），多个几条线路损耗就可能会很多，使用不当达到10万元都有可能。可见电缆线越长、电缆线越小（电阻大），负荷越多（电流大），压降和损耗都会增大很多。遇到电压偏低：1.可以适当的减少非重要负荷的使用，即躲开施工高峰期。2.将使用电缆线截面适当的增大和长度适当的减小（这个在项目开工之前就要计算）3.可以将变压器的档位适当的调整。

4.加装功率补偿装置，减少无功损耗。所以项目使用电缆线，要综合分析，有的时候虽然电缆线加大或是选用铜质电缆线可能会增加些费用，但这是一次性投入，电缆线使用和维护的好，可以使用二三十年。