工业与民用配电设计手册之第四版第九章的公式进行计算

首先,我们参考《电气工程师(供配电)实务手册》,在P260的表17-20“聚氯乙烯电缆空中敷设时的允许载流量”中,我们发现了一个4平方的三-芯线或四芯电缆 线芯温度为80度时,载流量为26A,线芯温度为70度时,载流量为21A。

我们也知道电机的电流大约是轴上输出功率的两倍。例如5kW电机的电流约为15A。我们将电缆的载流量除以2,得到的功率范围为10.5~13kW。

问题是:这个计算是否正确?答案是否定的。

很多人认为电线没有电阻。但实际上,电线不仅有电阻,还有电感。因此,当电流流过导线时,导线会产生电压降并产生热量。因此,必须检查导线的压降和发热情况。

一般对于电机负载,线压降不应大于额定电压的8%;对于照明负载,电缆压降不应大于额定电压的6%。

计算电缆压降可参考《工业与民用配电设计手册》第四版第9章的公式,或使用K1000系数法。

假设电机功率为13kW,4平方线的长度分别为20米和100米,与电力变压器直接相连的一次配电设备母线的压降为6V。电机正常运行时,计算出的电缆压降为4.16V和20.8V,加上母线压降6V,电机接线盒处电压为390V和373.2V4平方电线能带多少功率,线路压降百分比为2.5% 和6.7%。

我们看到线长20米的时候,这个4平方的线比较合适,但是线长100米的时候,已经接近极限了,但是勉强可以用。

现在电机处于启动状态,我们将其启动电流倍数设为6倍,然后根据K1000系数法计算,电机接线盒处电压分别为383V和338V,线压降百分比是 4. 3% 和 15.6%。我们看到20米处的管线压降是合适的,但在100米处远远超过要求。我们知道,如果电机接线盒处的电压低,电机启动电流会增大,电机启动时间会延长,这对电机和机械设备的运行是非常不利的。因此,4平方线(缆)长度超过100米时,不能使用,必须加大线(缆)截面。

此外,电缆或电线还必须进行短路电流发热验证4平方电线能带多少功率,以及负载工作系统评估等,限于篇幅我不再赘述。

总之,选择电缆是一项非常细致的工作。项目设计之初,由各设计院按照国家标准和规定确定。

最后提醒:电缆的选用一定要按照规范和标准来选择。