项目临时用电往往都是抱着凑合将就的思想,用电根据以往的经验来选用电缆的占多数,在使用的过程中很多时候会出现电压降低,启动不了设备,电缆发烫,进而出现短路“放炮”等等现象,这些好多时候是因为电缆使用不当。对于动力装置,例如发电机、电动机、变压器等配置的电力电缆,当传输距离较远时,就应考虑电缆电压的“压降”问题,否则电缆采购、安装以后,方才发觉因未考虑压降,导致设备无法正常启动,给施工带来一定的阻碍,影响施工进度的正常运行,因此造成工程损失。
项目刚开始施工的时候,大家在使用电源时,可能不会有电压低的感觉,因为那个时候负荷运行的太少。还有电力线路导体存在阻抗,阻抗又由电阻和电抗的组成,而输电线路作用的电抗主要是感抗。所以电压降的计算,只考虑到电阻是不全面的(有的电压降计算是用公式U降=IR)。而且交流电路因为线路上使用的大量的电感性负载的存在,像交流电动机功率因数会在0.85以上,电焊机的功率因数太低,只有0.6左右。正因为这些,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降和功率损耗。
1.电缆电压降:
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,铜芯电缆用0.代入,铝导体用0.代入
这个电阻率是常温C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。而且现在的电缆截面大多要比标称的要小些,还有我们使用的电缆如果是绞线,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—电缆的标称截面(mm2)
X电抗的数据需要是电缆厂家提供,我们用的低压电缆(V/v)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。如果负荷是A,根据电缆载流量表,我们可以选用铜芯电缆3*+2*95的电缆,若是选用铝芯电缆则需要3*+2*,即选用铝芯电缆要比铜芯电缆大一个型号。如果我们用的负荷额定电压是V,变压器空载电压(选用在中间档位)是V。现在选用是铝芯电缆,线路长度以米来计算,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**(0.**0.8/+0.06*10-3**0.6)≈90.27,可见配电箱端电压是-90.27=.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-*5%=V,则线路压降是—=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**(0.*0.8/+0.06*10-3*0.6)≈米
即电缆在米以内,电压降≧39V,满足V电压的要求。
2.电缆的损耗
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路有功损耗(当然还有无功损耗)计算如下:
P损=3I2R+I02R0
I—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,通过选用电缆的长短和不同材质电缆的几种情况来分析线路的损耗:
1)I--线路均等线电流A(简化计算,设三相负荷平衡,I0=0),选用电缆长度L=米的铝芯电缆3*+2*,则线损P铝损=3I2R+I02R0=3*2*0.*/≈14.15KW○1。改用电缆长度米,P铝损=3I2R+I02R0=3*2*0.*/≈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,则长度米比米的损耗增加是*10*(22.64-14.15)*1≈3.1万元。
2)将以上事例中的电缆改用铜芯的,其他数据不变,比较损耗的变化。
即P铜损=3I2R+I02R=3*2*0.*/≈8.75KW○3再将电缆长度变为米,则P铜损=3I2R+I02R=3*2*0.*/≈14KW○4
计算使用铜质电缆一年的损耗量(14-8.75)**10*1≈1.9万元。
3)若是使用电缆长度不变,观察使用材质不同时一年的电费差别:
米时:(○
1-○
3)**10*1≈2.1万元,
米时:(○
2-○
4)**10*1≈3.2万元
而实际消耗的有功功率P=√3UIcosΦ=1.*0.38**0.8=.61KW
一年使用电费:.61**10*1≈76.9万元
以上只是以其中某条线路合理使用来估算,其实现场电缆线路使用和分布的情况错综复杂(有的电缆用手摸很烫---电流过载,有点电压只有伏或是更低在将就使用----),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。可见电缆越长、电缆越小(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,要综合分析,有的时候虽然电缆加大或是选用铜质电缆可能会增加些费用,但这是一次性投入,电缆使用和维护的好,是可以使用二三十年的。
其实只要在施工的时候,注意组织和负荷分配,项目还是可以节省不少开支,节省的同时也是创造财富的过程。(来自电力网)
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