电压偏差在低压配电系统中的计算及优化.docx

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1、电压偏差是电能质量的主要内容，如果用电设备的实际电压和额定电压值之间差距比较大，会直接对他们的性能产生一定的影响。常用照明设备荧光灯，其发光效率、光通量、使用寿命均与电压有关。荧光灯的光通量约与它的端电压平方成正比，过低则启辉发生困难，过高则镇流器过热而缩短使用寿命。一些异步电动机(如风机、水泵、空调压缩机等)如果电压偏低，就不能带动电动机的工作；如果电压偏高，就会损坏这些电动机，无法工作。因此在工程设计中解决电压偏差是提高电能质量的一个重要方法。1电压偏差概念及计算如果在某段时间内线路或其他供电元件首端的电压偏差为AO,线路电压降为A1,则线路末端电压偏差为：皿二%-%(1)当有变压器或其他

2、调压设备时，还应计入该类设备内的电压提升，即：Mi=%)+e-取(2)由公式(1)(2)可以看出，电压偏差与线路电压降和调压设备有关。电压降通常用系统标称电压的百分数表示。三相系统中以线电压为基准的电压降百分数按式(3)计算:A1J%万(IRcos(p+/Xsing)X%IoooUr13(/Rcos+/Xsing)oun%=PRt(3)Ioav,式中，AU%为电压降百分数,;3为系统标称电压,kV;/为负荷电流,A;P为负荷有功功率，kW;Q为负荷无功功率，kvar;CoSW为负荷的功率因数；R、X为串联元件的电阻和电抗(感抗)，。(1)线路电压降计算公式如表1所示。线路电压损失的计算表I线路

3、种类负荷情况导体衽面情况计算公式带I个集中负荷AU%Pr+QXM三相平衡t荷线路带n个集中负荷线踣全长采用同一棒干线电压的单相负荷线路带1个集中fi荷截面A%=is+Q*w接于相电压的单相负荷线路带1个集中负荷的%=isv式中，AU%为电压降百分数,；P为某一个集中负荷的有功功率，kW;Q为某一个集中负荷的无功功率9kvar；P1为第i个集中负荷的有功功率，kW;Q1为第i个集中负荷的无功功率,kvar；、”为分别是三相电力线路单位长度的电阻和电抗,Qkm;d为单相电力线路单位长度的电抗9km,工程计算时其值可近似为%；/为某一个集中负荷至线路末端的线路长度，km；4为第i个集中负荷至线路首端

4、的部分线路长度,km；Un为线路标称相电压,kV;Unph为线路标称相电压,kV0(2)变压器电压降计算变压器电压降计算公式详见式(4)(4)(5).Pa+Qr出T=acos+rsn)=TtIOOPrFr=Mr+Mu(6)式中，7为变压器电压降百分数,；S为变压器额定容量，kVA;t为变压器阻抗电压的有功分量，%；r为变压器阻抗电压的无功分量，；为变压器的阻抗电压,；AP7为变压器的短路损耗,kW；B为变压器的负载率，即实际负荷与额定容量S的比值;COS3为负荷的功率因数；0为三相负荷的有功功率因数，kW;。为三相负荷的无功功率,2电压偏差限值民用建筑电气设计标准GB513482019中对电压

5、偏差的规定如下文所述。（1）用电单位受电端供电电压的偏差允许值，尚应符合下列要求：1）35kV供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10%；2）IOkY及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的土7%；3）220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%、-10%；4）对供电电压允许偏差有特殊要求的用电单位，应与供电企业协议确定。（2）正常运行情况下，用电设备端子处的电压偏差允许值（以标称系统电压的百分数表示），宜符合下列要求：1）对于照明，室内场所宜为土5%；对于远离变电所的小面积一般工作场所，难以满足上述要求时，可为+5%、-10%;应急照明、景观照明、道路照明和警卫照明宜为+5%、-1

6、0%;2)一般用途电动机宜为5%;3)电梯电动机宜为7%;4)其他用电设备，当无特殊规定时宜为5%。电能质量供电电压偏差GB/T123252008供电电压偏差限制如表2。供电电压偏差限值表2系统标称电压kV供电电压偏差限值/%才35三相(线电压)正、负偏差绝对值之和W1O2O三相(线电压)70.22单相(相电压)+7、-IO设计供配电系统时，应验算用电设备的电压偏差，以保证电压偏差范围不超过限定值，并尽量减小电压偏差，以使提高电能质量。3电压偏差分析(1)线路电压降分析由于干线电缆一般截面积在95mm2以上，因此，电缆选择YJV-(4X120+1X70)、YJV-(4150+170)YJV-(

7、4185+195)YJV-(4240+1X120),共计4种类型，电缆参数如表3。Yj电力电缆参数表3电缆截面/mi】/电阻6=80t(nkm)感抗/(Okm)1200.1810.0771500.1450.0771850.1180.0772400.0910.077供电半径选150m、180m,200m,250m,功率因数选为0.8。根据电缆载流量算出不同电缆所能带的负荷有功功率，根据表1三相平衡负荷线路带1个集中负荷计算公式进行线路电压降计算。计算结果如表45。不同做面积电缆在不同供电半径下线路电压降/%表4电缆型号供电半径/m电缆承较有功功率k电缆承栽无功功率/1ur线路电压降/%15010

8、5792.60YJV-(4XI2O+1X70)180105793.122(X)105793.47250105794.34150131982.76180131983.31YJV-(4I5O170)200131983.68250131984.601501651243.011801651243.61YJV-(4I85I95)21651244.022501651245.021501901432.941M)1901433.52YJV-(4240II2O)2001901433.912501901434.89不同截面积电缆在同一负荷不同供电半径下线路电压降/%表5电缆型号供电半径/m有功功率ZkW无功功率J

9、har线路电压降/%YJV-(4I2OI70)150180200250105792.603.123.474.34YJV-(4150170)150180200250121X652.953.69YJV-(4X1857X95)15018022501.921302.563.19YJV-(424OI120)15018022501.621.952.162.70由计算结果可知：1）对于截面积超过95mm2的交联聚乙烯绝缘电力电缆供电半径超过150m时，线路电压降会大于3%,由于建筑施工过程中不可预测问题、变压器及配电箱内各元件均会造成电压损失，因此干线设计时，供电半径不宜超过150m:2）同一负荷下，电缆截

10、面越大，线路电压降越小。（2）变压器电压降分析本次计算以某品牌变压器SCB11系列IOkV级配电变压器技术参数为基础，如表6所示。SCB11系列10k级配电变压器技术参数表6变压器容量/k、A3154005630X(X)1(MM)I250162(XM)绝缘等级连接把别短路损耗八VU定阻抗电压/32404373044580455906FDyn11652076206690806109706135406根据公式（4）（6）,分别选取负载率为60%、70%、75%、80%,功率因数选取0.9、0.95两个样本，计算变压器压降结果如表7oSCB11变压后在不同功率因数不同负裁率时电压降/%表7cos负载

11、率/%-变压器容量，NA3154500630SooIOOOI250160()2(MM)601.571.521.512.031.991.971.951.931.9270).831.771.772.372.332.302.272.252.25U.V751.961.901.892.542.492.462.442.412.41802.092.032.022.712.662.622.602.572.57601.311.261.251.621.581.551.531.511.50HQC701.531.471.461.891.841.811.78!.761.75U.751.641.581.562.021.971.941.911.881.S8801.751.681.672.162.102.072.042.012.00根据不同功率因数不同负载率下不同容量变压器压降计算可知：D变压器电压降随着功率因数的增大而减小；2）随着负载率的增大而增大；3）随着变压器容量增大，压降减小（630kVA变压器较500kVA变压器压降大是由于额定阻抗电压变大）。4结束语本文对建筑电气设计中线路及变压器电压降问题进行了计算分析，从结果中可知：（1）采用阻抗较低的变压器；（2）尽量缩短供电线路长度；（3）采取补偿无功功率的措施，提高功率因数；（4）可以通过提高电缆截面积降低线路电压降。