设计技术11减小电压降的四个技术措

东海龙王说

电压降的校核在导体的选择方面有十分重要的地位,关乎电气系统安全和项目综合经济成本。

电压降是怎么定义的?各国对电压降有何规定或者说默认规则?要减小电压降有哪些措施?今天我们就聊聊这些话题。

1

电压降定义

国标《电工术语发电、输电及配电运行》GB/T.57-(IEC-:,MOD)对于线路电压降给出了定义是:

“-01-18线路压降linevoltagedrop

在给定时刻,沿线路两个点之间所测到的电压差。”

很遗憾,笔者查阅了我国的标准,虽然多部规范提到“电压损失”这个术语,但是没有找到它的定义(当然,限于精力,我也不可能查完全部规范)。笔者也查阅了部分国外的规范,比如NEC(即NFPA70)、BS,都只是提到VoltageDrop的概念,即电压降。工程师常用的参考书比如ABB的《低压配电电气设计安装手册》、施耐德电气的《电气装置应用(设计)指南》、来自日本的《电气设备设计计算手册》等书籍里,同样只有“电压降”的提法。

奇怪的是,《工业与民用配电设计手册》(第三版)页却有“电压损失”的定义。然而,笔者比较国外手册的电压降计算公式和我国配电手册电压损失的计算公式,发现这些手册的公式是一致的。换言之,国外手册所指“电压降”就是我们配电手册所定义的“电压损失”!

工程界的朋友若有异议,不妨在文章后留言,相互探讨,共同进步。

2

电压降限值

国标《建筑物电气装置第5部分:电气设备的选择和安装第52章:布线系统》GB.6(IEC-5-52,IDT)第条指出“若无其他考虑,建议用户电气装置的进线至设备之间的实际电压降,不宜大于装置额定电压的4%。其他考虑:包括电动机和有大冲击电流设备的起动时间,瞬间条件如瞬变电压和由于误操作引起的电压变动可忽略不计。”

IEC-1《机器安全机器的电气设备——一般要求》第13.5条建议:“在正常工作条件下,供电点到负载的电压降不得超出额定电压的5%”。

国标《建筑物电气装置第7-部分:特殊装置或场所的要求户外照明装置》GB.28(IEC-7-,IDT)第.条规定,“正常使用时的电压降应考虑灯的启动电流引起的电压降。”

国标《电能质量供电电压偏差》(GB/T)规定,

“4.kV及以下三相供电电压偏差为标准电压的±7%;

4.3V单相供电电压偏差为标准电压的+7%,-10%。”

国标《通用用电设备配电设计规范》(GB)规定,

“2.2.2交流电动机起动时,配电母线上的电压应符合下列规定:

1配电母线上接有照明或其他对电压波动较敏感的负荷,电动机频繁起动时,不宜低于额定电压的90%;电动机不频繁起动时,不宜低于额定电压的85%。

2配电母线上未接照明或其他对电压波动较敏感的负荷,不应低于额定电压的80%。

3配电母线上未接其他用电设备时,可按保证电动机起动转矩的条件决定;对于低压电动机,尚应保证接触器线圈的电压不低于释放电压。”

国标《建筑照明设计标准》GB规定,“7.1.3照明灯具的端电压不宜大于其额定电压的%,亦不宜低于其额定电压的下列数值:1一般工作场所——95%;2远离变电所的小面积一般工作场所难以满足第1款要求时,可为90%;3应急照明和用安全特低电压供电的照明——90%。”

再看看国外。美国国家电气法规NEC(即NFPA70)第.19(a)条和-2(A)3条也推荐从供电进线口到电气配电系统的最远处的电压降不超过5%。这里的“供电进线口”也可以理解为变压器的低压出口。英国低压电气装置规程(BS)也规定从低压公共电网供电起点到负荷点的照明用户电压降不超过3%,动力用户的电压降不超过5%。

应该指出,ABB的手册对于IEC-5-52第条的翻译是界定于耗电装置和设备起点之间,而IEC-1第13.5条所言的“供电点”我们可以理解为变压器的低压侧。所以,笔者认为IEC-5-52和IEC-1的电压降限值在本质上是一致的。简言之,若从变压器低压侧算起到设备终端,线路的电压降限值为5%;若从变电所低压配电柜算起到设备终端,线路的电压降限值为4%。

那么,一个问题随之而来:线路各段如何分配这5%的电压降限值?

美国的《电气工程师便携手册》推荐控制配电柜的电压降不超过2%,剩下的2%~3%裕度留给终端的分支回路。日本的《电气设备设计计算手册》则肯定的说“但在实际当中,对干线和分支回路的电压降通常也能维持在受电电压的2%左右。”

国内的设计手册尚未看到类似的推荐值。根据笔者海外工程经验,从变压器低压侧到变电所低压柜这一段,电压降控制在1%以内,从变电所到二级配电箱这一段控制在2.5%以内,从二级配电箱到终端设备控制在1.5%以内。可见,母线槽一段的电压降百分数限值为2.5%,我国三相四线低压配电系统标称电压为V,故高层建筑干线母线槽段的电压降有名限值可为2.5%xV=10V。

3

减小电压降

措施1:增加导体数量/导体截面积;

增加导体数量就是采用并联导体。

措施2:减小回路的负载电流;

限制终端回路插座数量,敏感电子负载/冲击电流负载采用单独的回路。

措施3:缩短线路长度;

控制盘尽量靠近负载,尤其是敏感电子设备。设计阶段尽量优化线路。

措施4:降低导体温度;

温度是影响导体电阻的主要因素。温度每变化1摄氏度,铜导体电阻变化约3%。温度影响导体电阻公式描述:R2=R1[1+α·(T2–T1)]。

国内工程界老喜欢用带盖电缆桥架,槽式电缆桥架,是否合适?

《李兴龙机电科技》

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李兴龙

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