电压损失电压降电压偏差

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本人在设计过程中经常遇到电压降计算(主要是线路压降计算),后又了解到电压损失、电压偏差概念,那么他们三者之间有什么区别联系呢?

一、电压偏差

1.1电压偏差定义

规范《电能质量供电电压偏差》GB/T-术语和定义条文3.4:

转换成公式计算为:

其中Un系统标称电压取值见下表:

1.2电压偏差规范限值

这些电压偏差限值如何得来的,以后会有文章说明。

二、电压损失

2.1电压损失定义

在GBJ54—《低压配电装置及线路设计规范》的第二章第二节导体截面选择中规定:从变压器低压侧母线至用电设备受电端的线路电压损失,一般不超过用电设备额定电压的5%。

在GB—《低压配电设计规范》标准的第3.2.2条:选择导体截面,应符合下列规定:线路电压损失应满足用电设备正常工作及启动时端电压的要求。

目前,工程上为方便计算,通常仅校验线路压降(因变压器压降与功率因数及负荷率有关,负荷率计算值通常与实际值有偏差,所以很少考虑变压器压降及升压),一般校验低压配电线路的电压损失,都按不超过5%为原则,对视觉要求较高的照明电路,则要求不超过3%~5%。

三、电压降

在长度为L的三相系统中,以电流I(其有效值设为Ib)(A)工作的一根绝缘线芯,其单位长度有效电阻为R(Ω/km)和单位长度感抗为X(Ω/km)。

阻抗电路如下所示:

线路始端电压为UA,终端电压为UD(此处为相量)。

在水平方向作终端电压UD相量,设其初相为零,作为参考相量。

因低压电缆的电容充电电流可忽略,电缆呈感性负荷,电流滞后电压,

Φ为电压UD与负荷电流I的相位差,cosΦ即为负荷的功率因数。

电缆有效电阻R上的两端的电压UR与电流同相,而电抗X两端的电压UL超前电流90°,电路等效相量图如下所示:

可知此线路电压降为

可知电压降为相量差。在相量图中将相量DA以D点为轴顺时针旋转至水平方向,得到相量DF,有图可知相量DA和DF模相等。

根据配三页:电压损失是指串联电路中阻抗元件两端电压的代数差,如相量图中AD间的电压损失为

△U=UA-UD=DF(此公式中参数为标量)

为便于工程计算,电压损失取为电压降的横向分量DE,而误差EF忽略不计,即△U=DE。

对上图稍加整理,以UR端点向上作垂线,相交DE与X点,调整后图如下:

可知代数式:DE=DX+XE

DX=URcosψ=IRcosψ

XE=ULsinψ=IXsinψ

所以△U=DE=(IRcosψ+IXsinψ)(V)

上式为每相的电压降和电压损失值,要换算成线电压降和线电压损失值,应乘以√3,即△U=√3(IRcosψ+IXsinψ)。

电压损失通常用系统标称电压的百分数表示:

小结:通过以上分析可知设计中我们说的电压降计算(通过公式或查表)实际上计算的是电压损失百分数,其结果与电压降幅值有一定偏差。

关于电压损失和电压降这部分个人感觉配电手册(第三版)条理清晰性要高于配电手册(第四版)。第四版中提到的是电压降百分数(非电压损失百分数),后面给的表格也是线路电压降要求,而电压降为相量,实际工程中为便于计算用标量电压损失近似等于电压降的模,配三的表述更容易让人理解。下面是配三和配四关于此部分的描述,上面为配三内容。

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