500米的距離20千瓦需要多少平方的線?
當(dāng)供電距離超過100米時(shí),一般的電壓降就成為主要問題。當(dāng)滿足壓降要求時(shí),導(dǎo)線的載流量基本能滿足要求。因此,在這種情況下,應(yīng)先根據(jù)壓降要求選擇導(dǎo)線,然后再校核導(dǎo)線的載流量是否滿足要求。
由于題目沒有具體說明是單相還是三相負(fù)載,是哪種負(fù)載(阻性還是感性),所以假設(shè)是三相電機(jī)負(fù)載,所以20 kW的工作電流大約是40安培。
當(dāng)要求電機(jī)壓降小于5%時(shí),則3805%=19v,380-19=361v,即允許端線電壓降低19v,最終線電壓不低于361v。
單根導(dǎo)線電壓降可以通過公式u=ir來計(jì)算,
I是通過導(dǎo)線的電流,R是導(dǎo)線的電阻。但是一定要注意這個(gè)壓降u19v,但是u=11v。為什么?見下文
從這個(gè)圖可以看出u=ir是黃色線段a-l1之間的電壓降,而19v應(yīng)該是l1-l2或l1-l3之間的允許電壓降。實(shí)際上u=ir是相電壓的允許壓降,所以u=2205%=11v。也就是說,ir計(jì)算的電壓降實(shí)際上是相電壓的電壓降,而不是線電壓的電壓降。如果將計(jì)算結(jié)果與19v線電壓的允許壓降進(jìn)行比較,結(jié)論將是錯(cuò)誤的。
因此,以下計(jì)算基于11v相電壓的容許電壓降??紤]到交流電路有感抗,實(shí)際電路有接觸電阻,這些阻抗引起的壓降約占總壓降的10%,因此計(jì)算基礎(chǔ)由11v改為10v。因?yàn)?v電壓降是由電感和接觸電阻引起的,所以它不包括在由導(dǎo)線電阻計(jì)算的電壓降中。
單根導(dǎo)線的電阻可通過以下公式計(jì)算:r=l/s
R=l/s代入 u=IR, u=I l/s變換。
s=il/u
S.導(dǎo)線截面積m。
我.電線電流a
.電阻率
L.導(dǎo)線長度(米)
U.相電壓允許電壓降V
已知i=40a,
20c時(shí),=0.0172,45c時(shí),=0.02。
L=500m米,u=10v
s=Il/u=400.017250010=34.4m
計(jì)算結(jié)果顯示需要34.4平方米的銅線,實(shí)際銅線為35平方米,但這是銅線溫度為20時(shí)的結(jié)果,實(shí)際溫度肯定高于這個(gè)溫度,所以用銅在45時(shí)的電阻率進(jìn)行計(jì)算。
s=il/u=400.0250010=40m
因此,需要40根方形銅線,但實(shí)際上只能使用50根方形銅線。
那么使用50平方銅線時(shí)的壓降是多少呢?
u=il/s=400.0250050=8v
加上1v的電感壓降,線路壓降為
(8 ^ 1)1.732=15.6伏<19伏
結(jié)論:最好用50平方的銅線,但還是有余地的。如果電源端子電壓高,現(xiàn)在很多地方可以穩(wěn)定在400v,35平方銅線也可以。我們來分別計(jì)算一下使用35平方和50平方銅線時(shí)的線損功率。
將線損功率p=IR,r=l/s代入上式。
(1)p=Il/s=40400.0250035=457 w
(2)p=Il/s=40400.0250050=320 w
因此,三相線的三條線為4573=1371w,
20 3=960w,兩者相差1371-960=411w。
也就是說,使用50平方銅線比35平方銅線減少了411w的損耗。
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