一、問題的提出 

在建筑電氣設計中，應保證用電設備進線處的電壓值在允許范圍內。對正常情況下用電設備端子處的電壓偏差允許值（以標稱系統電壓的百分數表示）作出了要求，宜符合以下要求：“1.對于照明，室內場所宜為±5%；對于遠離變電所的小面積一般場所，難以滿足上述要求時，可為+5%、-10%；應急照明、景觀照明、道路照明和警衛照明宜為+5%、-10%；2.一般用途電動機宜為±5%；3.電梯電動機宜為±7%；4.其他用電設備，當無特殊規定時宜為±5%?！?保證設備用電處的供電質量，是工程設計中必須滿足的要求，電氣設計人員應該對設計中各用電設備處的電壓損失進行量化估算。

鑒于線路電壓損失計算的重要性， 《建筑工程設 計文件編制深度規定 （2016 版）》 也要求在初步設計或施工圖設計中提供典型回路電壓損失計算的設計計 算書。

二、工程設計中電壓損失計算常用方法及特點

實際工程設計中，某用電設備點電壓損失的計算一般采用的電壓損失計算方法及各方法的特點如表1所示。在實際工程設計過程中，因上述3種方法的應用局限性，工程設計人員一般僅按滿足200 ~ 250m的供電范圍進行配電設計，較少定量地估算各用電設備處的實際電壓損失，也很少根據各種情況下電壓損失的估算值對比及調整多種供電方案。

三、利用 Excel 進行供電線路的電壓損失計算

利用 Excel 強大的函數、計算功能，可準確、快速地計算各配電回路的電壓損失；可快速、直觀地對比各種情況下線路的電壓損失數值，優化設計，從而確定最優的供配電方案。本文針對如何利用 Excel 進行線路的電壓損失計算，并根據計算結果分析工程設計中為保證電壓損失在允許的范圍內應采取的對策。

3. 1 計算公式

a. 三相平衡負荷線路（帶 1 個集中負荷）：

b. 接于線電壓的單相負荷線路 （帶 1 個集中負 荷）：

c. 接于相電壓的負荷線路 （帶 1 個集中負荷）：

3. 2 參數取值

常用載流導體（如 YJV 電纜、BTTZ 電纜、BV 電線、矩形銅母線、密集銅母線等） 的電阻、電抗值（Ω / km）進行電壓損失計算。

3.3 利用 Excel 進行供電線路電壓損失計算需要解決的關鍵問題

a. 根據電線電纜的額定電壓、型號、相線截面積自動查找電線電纜的電阻值、感抗值。解決方法：利用 Excel 的 SUMPRODUCT （ ） 數組函數進行多條件匹配。

b. 使輸入電線電纜的額定電壓、型號、相線截面積與計算表中已有數據一致。

解決方法：采用多級聯動的下拉菜單。 

如：“標稱線電壓Un（kV）”一列，有 “10、0.38”選項；如果選中0.38，則第二級菜單 “電纜型號” 中對應有“YJV、 ZR-BV、礦物絕緣電纜（單芯）、礦物絕緣電纜 （多芯）、矩形銅母線、密集銅母線”選項；如果選中YJV，則第三級菜單“相線截面積（mm2 ）”中對應有“2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240、300”的選項。

3.4 利用 Excel 進行供電線路電壓損失計算具體計算步驟為： 

a. 將各種規格載流導體的電阻、電抗值（R′、X′，Ω/km）參數寫入一張工作表中。

b. 在另一張工作表中，分別列出下列數據：回路編號、標稱線電壓Un、電纜型號、相線截面積、并聯相線根數、功率因數（cosφ）、有功負荷（P）、線路總長度（l）、其中集中負荷線路長度 l1、電阻（R′）、電抗（X′）、電壓損失（Un）-三相平衡負荷線路、電壓損失（Un）-接于線電壓的單相負荷線路、電壓損失（Un）-接于相電壓的單相負荷線路。 

c. 在回路編號、標稱線電壓（Un）、電纜型號、相線截面積、并聯相線根數、功率因數（cos φ）、有功負荷（P）、線路長度（l）、其中集中負荷線路長度 l1 列中分別輸入該回路編號所對應的參數。 

d. 根據工作表中的各回路標稱線電壓（Un）、電纜型號、相線截面積，在另一張工作表中自動查找相應的R′、X′值，并自動寫入相應的R′、X′單元格內。 

e. 將Un、P、l、l1、R′、X′的數值代入電壓損失計算公式中，計算出相應的電壓損失（三相平衡負荷線路、接于線電壓的單相負荷線路、接于相電壓的單相負荷線路）。 

f. 重復a~e的步驟，輸入其他用電設備的供電線路參數，自動生成計算結果。

四、計算結果分析

4.1 YJV 電纜的線路電壓損失計算結果

表2、圖1為線路長度為150m時 YJV 電纜的線路電壓損失計算結果，其中有功負荷根據對應電纜在該截面下的額定載流量折算而來（電纜的額定載流量考慮了在電纜橋架中集中敷設時的降容系數）。

4.2 減少線路電壓損失的主要措施

因此，在工程設計中，為減少線路的電壓降，可采取以下措施：

a. 盡可能采用三相配電。單相用電負荷，當配電距離較長時（如樓層應急照明配電箱）盡可能采用三相配電。 

b. 樓層配電間的覆蓋半徑（或單相配電、小容量配電的配電半徑）不宜過大。因單相負荷主要從樓層配電間引出，且從樓層配電間引出的回路一般線纜截面較小。如樓層配電間的供電半徑過大，會增加線路的電壓損失。

c. 對于配電距離較長的線路，如電壓降不滿足要求，應增大線纜或母線截面積。

聲明

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（來源：廣東省建筑設計研究院，作者：黃宇清，版權歸原作者）

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