电机功率100kW,距离500米,用多大电缆?还要不浪费。估计电压是380V的,这么长距离电压降是不得不首要考虑的问题了。线路电压降由通过电流与线路电阻造成,计算公式如下。
电压降=电流×电阻,U=IR
对电动机线路要求电压降不大于5%,也就是
380×0.05=19V,电机端电压为380-19=361V
也就是电动机端允许的最低电压是361V。
对于电压降19V,是指三相线电压的电压降,不是每根(相)线上的电压降,每根线上的电压降是19÷√3=19÷1.732=11V。这是因为相电压的√3倍等于线电压,我们一般计算出的线路电压降是相电压的电压降。如果不注意这个问题,计算结果与实际电压降就完全是两回事。
所以线路电压降U=IR是相电压电压降。
线路电阻计算公式是R=ρL/S,把它代入上式得
U=IρL/S,则S=IρL/U
式中:U……线路电压降
I……线路电流
ρ……电阻率
L……线路长度
S……导线截面积
100kW电机电流约为200A,采用铜芯电缆,那么已知
U=11V,I=200A,ρ=0.0172,L=500米。
S=IρL/U=200×0.0172×500÷11=156m㎡
从计算结果看是需要156平方的导线,但实际上没有这个规格的电线电缆,最接近的是150平方的电线电缆。
那么用150m㎡电缆的线路电压降是,
U=IρL/S=200×0.0172×500÷11=11.5V
可见相电压电压降只增加了0.5V,可忽略不计。
但是以上仅是计算了电阻造成的电压降,实际线路还有感抗造成的电压降,以及温度上升线路电阻增加造成的电压降,这些因素造成的电压降折算到线电压电压降不足5V,只要供电端电压保证385V以上,电动机端电压就可保证360V以上。
目前一般380V三相线路,供电电压都超过390V,因此用150平方的电缆完全可行,而且真的是一点不浪费。
接下来说下这个电机如何起动,也许不少人会认为这么大的电机肯定要降压起动啊,其实对长线路单独供电的电动机,可以利用线路电压降来起动,对电动机而言就是直接起动。
按7倍起动电流算,起动电流I=200×7=1400A,
线路电阻R=ρL/S=0.0172×500÷150=0.0573Ω
起动线路电压降U=IR=0.0573×1400=80.22V
线电压电压降80.22×1.732=139V
电动机端起动电压360-139=221V
可见直接起动时,电动机得到的电压是221V,相当于星三角起动。