500米的距離20千瓦需要多少平方的線?
當供電距離超過100米時,一般的電壓降就成為主要問題。當滿足壓降要求時,導線的載流量基本能滿足要求。因此,在這種情況下,應先根據壓降要求選擇導線,然后再校核導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載,是哪種負載(阻性還是感性),所以假設是三相電機負載,所以20 kW的工作電流大約是40安培。
當要求電機壓降小于5%時,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。
單根導線電壓降可以通過公式u=ir來計算,
I是通過導線的電流,R是導線的電阻。但是一定要注意這個壓降u19v,但是u=11v。為什么?見下文
從這個圖可以看出u=ir是黃色線段a-l1之間的電壓降,而19v應該是l1-l2或l1-l3之間的允許電壓降。實際上u=ir是相電壓的允許壓降,所以u=2205%=11v。也就是說,ir計算的電壓降實際上是相電壓的電壓降,而不是線電壓的電壓降。如果將計算結果與19v線電壓的允許壓降進行比較,結論將是錯誤的。
因此,以下計算基于11v相電壓的容許電壓降。考慮到交流電路有感抗,實際電路有接觸電阻,這些阻抗引起的壓降約占總壓降的10%,因此計算基礎由11v改為10v。因為1v電壓降是由電感和接觸電阻引起的,所以它不包括在由導線電阻計算的電壓降中。
單根導線的電阻可通過以下公式計算:r=l/s
R=l/s代入 u=IR, u=I l/s變換。
s=il/u
S.導線截面積m。
我.電線電流a
.電阻率
L.導線長度(米)
U.相電壓允許電壓降V
已知i=40a,
20c時,=0.0172,45c時,=0.02。
L=500m米,u=10v
s=Il/u=400.017250010=34.4m
計算結果顯示需要34.4平方米的銅線,實際銅線為35平方米,但這是銅線溫度為20時的結果,實際溫度肯定高于這個溫度,所以用銅在45時的電阻率進行計算。
s=il/u=400.0250010=40m
因此,需要40根方形銅線,但實際上只能使用50根方形銅線。
那么使用50平方銅線時的壓降是多少呢?
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,現在很多地方可以穩定在400v,35平方銅線也可以。我們來分別計算一下使用35平方和50平方銅線時的線損功率。
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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