低压直流配电系统中的电压损失研究论文_柯善文1,刘梅2

（1西安航空学院陕西省西安市 710077；2西安科扬机电工程设计有限公司陕西省西安市 710048）

摘要：由于低压直流配电系统的供电距离短、线路电压损失大的特点，在工程设计中常常遇到负荷大小发生变化时，确定回路最大供电距离及选择电缆截面等难题。对此本文分析了不同的供电方式和电缆截面对线路电压损失的影响，且建立了回路仿真模型，通过仿真数据验证了上述分析的正确性并从中总结出一种简单有效的极限负荷矩法，大大的降低了设计过程的繁琐性。

关键词：电压损失、直流系统、负荷矩

引言：在低压直流配电系统中（文中特指直流24V），线路电压损失会随着系统负载及配电距离的增大而增大，线路末端电压很可能超出负载本身所能承受或规范规定的电压损失范围，从而导致负载电器不能正常运行。另规范规定用电设备端子处电压偏差允许值宜符合下列要求“照明：在一般工作场所为±5％额定电压；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％额定电压；应急照明、道路照明和警卫照明等为+5％，-10％额定电压 ”。随着LED灯具在室外景观照明、建筑泛光照明中的大量应用，其特低压直流配电系统的电压损失应成为工程设计的考虑重点。

1. LED灯具的工作原理

发光二极管简称LED，是半导体二极管的一种，可以把电能转化为光能。与传统荧光灯和白炽灯相比，LED具有在直流电压下正常工作启动电压低（2.75V-3.8V）、功率小（电流以毫安计）、寿命长、损耗小、光电功率转换率接近100%，高效节能等特点。

发光二极管的正向电压Vf指LED通过的正向电流为规定值时，正、负极之间产生的电压降。通常情况下LED正向电压为2.75V-3.8V，低于正常工作电压，二极管无法导通；在电压增加时，电流会迅速上升，亮度会增加。

在实际应用中，大功率照明用LED灯是由N颗LED管芯封装在一个单位里串并联构成，可将单粒LED通过串并联构成投光灯、条形灯等不同灯具。如图1所示为LED灯具内部发光二极管阵列。照明用LED光源的Vf电压都很低，一般Vf 为3.6V左右，通常6颗为一组串联后并联接于DC24V电源，其每组的最低工作电压为21.6V，否则灯具无法点亮。