電壓損失的案例
建筑電氣設計中，電壓損失怎么計算？如何減少電壓損失？
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.
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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.
展開 【科普】什么是電壓損失？電纜電壓損失如何計算？
電壓損失是指電路中阻抗元件兩端電壓的數值差，在工程計算中，電壓損失近似取為電壓降落的縱分量。
線路的電壓損失可以分為兩部分：
第一部分：是有功功率在線路電阻R上造成的，其表達式為PR/U。
第二部分：是由無功電流由線路的電抗引起的，為QX/U。110千伏及以上線路，X與R之比約為4～10，所以電抗造成的電壓損失占主要部分。
如何選擇導線截面，選擇導線截面的四項原則
有關導線截面的選擇原則，按經濟電流密度選擇導線截面，按長時允許電流（允許載流量）選擇，按正常運行允許電壓損失選擇導線截面，以及按機械強度條件選擇最小允許截面等。
導線截面的選擇原則
一、按經濟電流密度選擇
從能量損耗的角度考慮，希望導線的截面越大越好，因此時導線阻抗變小，使電能損耗和電壓損失都減小。
但從線路投資和維護考慮，又希望導線截面小一些好，同此時導線單位長度價格降低、有色金屬消耗減少、投資費用降低，比較經濟。這是高壓導線截面選擇中的一對矛盾。
解決方法：采用經濟截面。按經濟電流密度選擇導線截面，能使線路的年運行費用接近最低，因而有較大的經濟意義。
二、按長時允許電流（允許載流量）選擇
原則的含義：導線通過最大長時負荷電流，也就是設計中的計算電流時，所產生的發熱溫度，不應超過其運行的最高允許溫度。
據此，工程上對各種型號、規格、材質的導線都有一個相應的長時允許負荷電流的規定，也叫允許載流量的規定。
因此，設計選擇時不必計算各種情況下導線的發熱溫度，只須按計算電流查電工手冊得出相應的截面，并作溫度修正即可。
所選截面若不符合該原則，則在滿負荷運行時，將會使導線過熱燒壞絕緣或引起火災和其他事故。
三、按正常運行允許電壓損失選擇
由于線路上有電阻和電抗，故電流通過導線時，除產生電能損耗外，還會產生電壓損失，當電壓損失超過一定的范圍后，將使用電設備端子上的電壓過低，影響用電設備的正常運行。
因此，要保證用電設備的正常運行，必須根據線路的正常運行允許電壓損失來選擇導線截面，使線路電壓損失低于允許值，以保證供電質量。
展開 
電工常用的電線線徑及載流量計算方法大全和解析
電壓損失是按“對額定電壓損失百分之幾”來衡量的。口訣主要列出估算電壓損失的最基本的數據，多少“負荷矩”電壓損失將為1%。當負荷矩較大時，電壓損失也就相應增大。因些，首先應算出這線路的負荷矩。
所謂負荷矩就是負荷（千瓦）乘上線路長度（線路長度是指導線敷設長度“米”，即導線走過的路徑，不論線路的導線根數。），單位就是“千瓦．米”。對于放射式線路，負荷矩的計算很簡單。對于其中5千瓦設備安裝位置的負荷矩應這樣算：從線路供電點開始，根據線路分支的情況把它分成三段。在線路的每一段，三個負荷（10、8、5千瓦）都通過，因此負荷矩為：
第一段：10*（10+8+5）=230千瓦．米
第二段：5*（8+5）=65千瓦．米
第三段：10*5=50千瓦．米
至5千瓦設備處的總負荷矩為：230+65+50=345千瓦．米
下面對口訣進行說明：
首先說明計算電壓損失的最基本的根據是負荷矩：千瓦．米
接著提出一個基準數據：
2 .5平方毫米的鋁線，單相220伏，負荷為電阻性（力率為1），每20“千瓦．米”負荷矩電壓損失為1%。這就是口訣中的“2 .5鋁線20—1”。
在電壓損失1%的基準下，截面大的，負荷矩也可大些，按正比關系變化。比如10平方毫米的鋁線，截面為2 .5平方毫米的4倍，則20*4=80千瓦．米，即這種導線負荷矩為80千瓦．米，電壓損失才1%。其余截面照些類推。
當電壓不是220伏而是其它數值時，例如36伏，則先找出36伏相當于220伏的1/6。此時，這種線路電壓損失為1%的負荷矩不是20千瓦．米，而應按1/6的平方即1/36來降低，這就是20*（1/36）=0.5555
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展開 最全電線線徑及載流量計算方法總結，建議收藏，超實用！
截面增大荷矩大，電壓降低平方低。
三相四線6倍計，銅線乘上1.7。
感抗負荷壓損高，10下截面影響小，若以力率0.8計，10上增加0.2至1。
3、說明
電壓損失計算與較多的因素有關, 計算較復雜。
估算時，線路已經根據負荷情況選定了導線及截面，即有關條件已基本具備。
電壓損失是按“對額定電壓損失百分之幾”來衡量的。口訣主要列出估算電壓損失的最基本的數據，多少“負荷矩”電壓損失將為1%。當負荷矩較大時，電壓損失也就相應增大。因些，首先應算出這線路的負荷矩。
所謂負荷矩就是負荷（千瓦）乘上線路長度（線路長度是指導線敷設長度“米”，即導線走過的路徑，不論線路的導線根數。），單位就是“千瓦．米”。對于放射式線路，負荷矩的計算很簡單。對于其中5千瓦設備安裝位置的負荷矩應這樣算：從線路供電點開始，根據線路分支的情況把它分成三段。在線路的每一段，三個負荷（10、8、5千瓦）都通過，因此負荷矩為：
第一段：10*（10+8+5）=230千瓦．米
第二段：5*（8+5）=65千瓦．米
第三段：10*5=50千瓦．米
至5千瓦設備處的總負荷矩為：230+65+50=345千瓦．米
下面對口訣進行說明：
首先說明計算電壓損失的最基本的根據是負荷矩：千瓦．米
接著提出一個基準數據：
2 .5平方毫米的鋁線，單相220伏，負荷為電阻性（力率為1），每20“千瓦．米”負荷矩電壓損失為1%。這就是口訣中的“2 .5鋁線20—1”。
在電壓損失1%的基準下，截面大的，負荷矩也可大些，按正比關系變化。
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截面增大荷矩大，電壓降低平方低。
三相四線6倍計，銅線乘上1.7。
感抗負荷壓損高，10下截面影響小，若以力率0.8計，10上增加0.2至1。
3、說明
電壓損失計算與較多的因素有關, 計算較復雜。
估算時，線路已經根據負荷情況選定了導線及截面，即有關條件已基本具備。
電壓損失是按“對額定電壓損失百分之幾”來衡量的。口訣主要列出估算電壓損失的最基本的數據，多少“負荷矩”電壓損失將為1%。當負荷矩較大時，電壓損失也就相應增大。因些，首先應算出這線路的負荷矩。
所謂負荷矩就是負荷（千瓦）乘上線路長度（線路長度是指導線敷設長度“米”，即導線走過的路徑，不論線路的導線根數。），單位就是“千瓦．米”。對于放射式線路，負荷矩的計算很簡單。對于其中5千瓦設備安裝位置的負荷矩應這樣算：從線路供電點開始，根據線路分支的情況把它分成三段。在線路的每一段，三個負荷（10、8、5千瓦）都通過，因此負荷矩為：
第一段：10*（10+8+5）=230千瓦．米
第二段：5*（8+5）=65千瓦．米
第三段：10*5=50千瓦．米
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2 .5平方毫米的鋁線，單相220伏，負荷為電阻性（力率為1），每20“千瓦．米”負荷矩電壓損失為1%。這就是口訣中的“2 .5鋁線20—1”。
在電壓損失1%的基準下，截面大的，負荷矩也可大些，按正比關系變化。
展開 華南理工曹鏞團隊Nature Energy：化學結構微調控實現1 cm2高效有機太陽電池
開路電壓損失分析
通過測試傅里葉轉換光電流譜（FTPS）和電致發光（EL），結合Shockley-Queisser理論以及光伏外量子效率（EQEPV）和EL的互易理論，各個部分的開路電壓損失得以精確分析（表2）。帶隙由本體異質結器件的EQE邊緣與靠近邊緣的EQE最大值的延長線的交點決定，這種方法確定的帶隙值相比傳統通過EQE邊緣確定的帶隙值較高。為了對比P2F-EHp:ITIC和P2F-EHp:IT-2F，將開路電壓損失定量拆解為三個部分，分別是由輻射復合導致的損失（Eg - VOC, SQ）、由不完美的Urbach帶尾導致的損失（VOC, SQ- VOC, rad）、以及由非輻射復合導致的損失（VOC, rad- VOC, meas.，?VOC, nr），發現由帶隙降低導致的VOC, SQ極限電壓降低和因非輻射復合產生的開路電壓損失（ΔVOC, nr）對不同體系的開路電壓實驗值差異起決定性作用，且電荷轉移（CT）態的存在及能量高低對ΔVOC, nr具有較大影響。能量損耗的分析指出在材料設計過程中能級匹配的重要性，在降低帶隙獲得更好的光譜吸收的同時要注意避免ΔVOC, nr的增加。通過進一步的能級協同調控，IT-2F體系的能量損耗有望縮減到ITIC的水平，從而有望獲得超過14%的器件效率。
原文鏈接：https://www.
nature.com/a
rticles/s415
60-018-0263-
4
來源：材料人
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開路電壓損失分析
通過測試傅里葉轉換光電流譜（FTPS）和電致發光（EL），結合Shockley-Queisser理論以及光伏外量子效率（EQEPV）和EL的互易理論，各個部分的開路電壓損失得以精確分析（表2）。帶隙由本體異質結器件的EQE邊緣與靠近邊緣的EQE最大值的延長線的交點決定，這種方法確定的帶隙值相比傳統通過EQE邊緣確定的帶隙值較高。為了對比P2F-EHp:ITIC和P2F-EHp:IT-2F，將開路電壓損失定量拆解為三個部分，分別是由輻射復合導致的損失（Eg - VOC, SQ）、由不完美的Urbach帶尾導致的損失（VOC, SQ- VOC, rad）、以及由非輻射復合導致的損失（VOC, rad- VOC, meas.，?VOC, nr），發現由帶隙降低導致的VOC, SQ極限電壓降低和因非輻射復合產生的開路電壓損失（ΔVOC, nr）對不同體系的開路電壓實驗值差異起決定性作用，且電荷轉移（CT）態的存在及能量高低對ΔVOC, nr具有較大影響。能量損耗的分析指出在材料設計過程中能級匹配的重要性，在降低帶隙獲得更好的光譜吸收的同時要注意避免ΔVOC, nr的增加。通過進一步的能級協同調控，IT-2F體系的能量損耗有望縮減到ITIC的水平，從而有望獲得超過14%的器件效率。
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60-018-0263-
4
來源：材料人
展開 為什么要進行無功補償？無功補償的原理、形式是什么？終于明白了
4） 改善電壓質量
由于系統存在的大量感性負載將造成供電線路壓降，尤其在供電線路末端更為嚴重，通過合理的補償可以有效的緩解線路壓降，改善電能質量。
線路中的電壓損失的計算公式如下：
由于系統的感抗遠遠大于阻抗，從上式中可以看到,無功的變化會引起電壓產生很大的變化。當線路中，無功功率Q減小以后，電壓損失也就減少了。
對于供電線路末端電壓一般較低，可通過增加無功補償裝置來提升線路末端電壓，使用記設備安全可靠運行。
另一方面，隨著工業的發展，大量的自控設備及非線性負載的使用，使大量諧波在供配電網絡中的流動，污染電網。通過合理的配置補償濾波設備，抑制或大幅度降低諧波對供電系統和用電設備的影響是改善電能質量的主要手段之一。
5）節約電費支出
通過合理的補償，，使計量點的功率因數達到國家標準的要求，可以消除力率電費，從而使電力用戶電費支出大幅度降低。
注：動態無功功率補償裝置的有功節能只是降低了補償點至發電機之間的供配電的損耗。所以高壓網側的無功補償不能減少低壓閥側的損耗，亦不能使低壓供電變壓器的利用率提高，根據最佳補償理論，就地動態無功功率補償節能效果最為顯著。
展開 為什么要進行無功補償？無功補償的原理、形式是什么？終于明白了
4） 改善電壓質量
由于系統存在的大量感性負載將造成供電線路壓降，尤其在供電線路末端更為嚴重，通過合理的補償可以有效的緩解線路壓降，改善電能質量。
線路中的電壓損失的計算公式如下：
由于系統的感抗遠遠大于阻抗，從上式中可以看到,無功的變化會引起電壓產生很大的變化。當線路中，無功功率Q減小以后，電壓損失也就減少了。
對于供電線路末端電壓一般較低，可通過增加無功補償裝置來提升線路末端電壓，使用記設備安全可靠運行。
另一方面，隨著工業的發展，大量的自控設備及非線性負載的使用，使大量諧波在供配電網絡中的流動，污染電網。通過合理的配置補償濾波設備，抑制或大幅度降低諧波對供電系統和用電設備的影響是改善電能質量的主要手段之一。
5）節約電費支出
通過合理的補償，，使計量點的功率因數達到國家標準的要求，可以消除力率電費，從而使電力用戶電費支出大幅度降低。
注：動態無功功率補償裝置的有功節能只是降低了補償點至發電機之間的供配電的損耗。所以高壓網側的無功補償不能減少低壓閥側的損耗，亦不能使低壓供電變壓器的利用率提高，根據最佳補償理論，就地動態無功功率補償節能效果最為顯著。
來源：網絡，版權歸原作者所有
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為什么要進行無功補償？無功補償的原理、形式是什么？終于明白了
4） 改善電壓質量由于系統存在的大量感性負載將造成供電線路壓降，尤其在供電線路末端更為嚴重，通過合理的補償可以有效的緩解線路壓降，改善電能質量。
線路中的電壓損失的計算公式如下：
由于系統的感抗遠遠大于阻抗，從上式中可以看到,無功的變化會引起電壓產生很大的變化。當線路中，無功功率Q減小以后，電壓損失也就減少了。
對于供電線路末端電壓一般較低，可通過增加無功補償裝置來提升線路末端電壓，使用時設備安全可靠運行。
另一方面，隨著工業的發展，大量的自控設備及非線性負載的使用，使大量諧波在供配電網絡中的流動，污染電網。通過合理的配置補償濾波設備，抑制或大幅度降低諧波對供電系統和用電設備的影響是改善電能質量的主要手段之一。
5）節約電費支出通過合理的補償，使計量點的功率因數達到國家標準的要求，可以消除力率電費，從而使電力用戶電費支出大幅度降低。
注：動態無功功率補償裝置的有功節能只是降低了補償點至發電機之間的供配電的損耗。所以高壓網側的無功補償不能減少低壓閥側的損耗，亦不能使低壓供電變壓器的利用率提高，根據最佳補償理論，就地動態無功功率補償節能效果最為顯著。
來源：技成培訓
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4） 改善電壓質量
由于系統存在的大量感性負載將造成供電線路壓降，尤其在供電線路末端更為嚴重，通過合理的補償可以有效的緩解線路壓降，改善電能質量。
線路中的電壓損失的計算公式如下：
由于系統的感抗遠遠大于阻抗，從上式中可以看到,無功的變化會引起電壓產生很大的變化。當線路中，無功功率Q減小以后，電壓損失也就減少了。
對于供電線路末端電壓一般較低，可通過增加無功補償裝置來提升線路末端電壓，使用記設備安全可靠運行。
另一方面，隨著工業的發展，大量的自控設備及非線性負載的使用，使大量諧波在供配電網絡中的流動，污染電網。通過合理的配置補償濾波設備，抑制或大幅度降低諧波對供電系統和用電設備的影響是改善電能質量的主要手段之一。
5）節約電費支出
通過合理的補償，，使計量點的功率因數達到國家標準的要求，可以消除力率電費，從而使電力用戶電費支出大幅度降低。
注：動態無功功率補償裝置的有功節能只是降低了補償點至發電機之間的供配電的損耗。
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4） 改善電壓質量由于系統存在的大量感性負載將造成供電線路壓降，尤其在供電線路末端更為嚴重，通過合理的補償可以有效的緩解線路壓降，改善電能質量。
線路中的電壓損失的計算公式如下：
由于系統的感抗遠遠大于阻抗，從上式中可以看到,無功的變化會引起電壓產生很大的變化。當線路中，無功功率Q減小以后，電壓損失也就減少了。
對于供電線路末端電壓一般較低，可通過增加無功補償裝置來提升線路末端電壓，使用時設備安全可靠運行。
另一方面，隨著工業的發展，大量的自控設備及非線性負載的使用，使大量諧波在供配電網絡中的流動，污染電網。通過合理的配置補償濾波設備，抑制或大幅度降低諧波對供電系統和用電設備的影響是改善電能質量的主要手段之一。
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注：動態無功功率補償裝置的有功節能只是降低了補償點至發電機之間的供配電的損耗。所以高壓網側的無功補償不能減少低壓閥側的損耗，亦不能使低壓供電變壓器的利用率提高，根據最佳補償理論，就地動態無功功率補償節能效果最為顯著。
來源：技成培訓
展開 15.7%！中南鄒應萍團隊刷新一項世界紀錄
這種A-DAD-A型小分子受體可有效拓寬吸收光譜，降低器件電壓損失，此分子設計策略為材料合成提供了新思路(ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 31985?31992)。隨后，保持中心核不變，用并二噻吩取代稠環兩端的噻吩，將此分子體系從五元環拓展為七元環，并改變不同的端基，設計合成了Y1和Y2非富勒烯受體。鄒應萍教授課題組與美國加州大學洛杉磯分校楊陽教授團隊及瑞典林雪平大學高峰教授團隊合作，經器件優化獲得了12.6%的權威認證效率，該效率收錄在2018年7月美國可再生能源實驗室（NREL)“最佳電池效率”表中。
通過對材料表征發現，吡咯橋環和并噻吩的引入可以拓寬非富勒烯受體分子的光譜吸收，從而顯著提高器件的短路電流。苯并三氮唑引入稠環中心核，可有效提高受體分子的熒光量子產率。高的熒光量子產率可增加有效的輻射復合通道，從而提高器件的電致發光量子效率（~ 0.5×10-4）。結果表明三氮唑吸電子核的引入，大大減少非輻射復合所造成的損失。該工作為高效有機太陽能電池材料設計及如何降低器件電壓損失并同時獲得高短路電流提供了新思路。
研究成果發表在Nature子刊《自然通訊》(naturecommunication, 2019, DOI:10.1038/s41467-019-08386-9)上。論文第一作者為我校2015級博士生袁俊。該工作由鄒應萍教授，美國加州大學洛杉磯分校楊陽教授和瑞典林雪平大學高峰教授共同指導完成。
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