光伏直流电缆压降要求与计算公式详解-如何计算线损与选型 | 光亨电缆

光伏直流电缆压降要求与计算公式详解：如何精准选型，提升系统发电效率

在光伏发电系统中，直流电缆承担着将光伏组件产生的直流电能传输至逆变器的重要任务。电缆压降（Voltage Drop）是衡量输电效率的关键指标，过高的压降会导致能量损耗增加、系统输出功率下降，严重影响电站发电收益。因此，科学计算压降、合理选择电缆规格，是光伏系统设计不可或缺的一环。

一、为什么必须控制直流电缆压降？

光伏组件输出电压本身并不高（常见组串开路电压约40-50V，工作电压约30-40V），在直流侧电流较大、输电距离较长时，电缆电阻引起的压降问题尤为突出。压降过大会导致：

• 系统实际到达逆变端的电压降低，可能影响逆变器正常启动和工作（尤其在早晨或光照不足时）；

• 线损功率（P=I²R）增加，造成发电量损失，降低项目投资回报率；

• 严重时电缆发热加剧，加速绝缘老化，甚至引发安全隐患。

二、光伏直流电缆压降要求

根据国内外光伏工程设计规范（如GB 50797-2012《光伏发电站设计规范》），直流回路最大压降一般建议控制在系统直流电压的2%以内，即：

例如，某光伏组串的工作电压为600V，则从组件到逆变器的直流电缆总压降应不超过：

在某些严格要求场景或长距离输电项目中，甚至建议压降需进一步控制在1%-1.5%以内。

三、直流电缆压降计算公式

直流电缆压降（ΔU）的基本计算公式为：

其中：

• ΔUΔU：电缆压降，单位伏特（V）；

• II：流过电缆的电流，单位安培（A）；

• RR：电缆单位长度电阻值，单位欧姆/千米（Ω/km）；

• LL：电缆单程长度，单位千米（km）。

• 公式中的“×2”：是因为直流回路需计算“去程+回程”总长度（即正极电缆长度 + 负极电缆长度）。

若已知电缆截面（mm²）和材料电阻率，也可使用如下公式：

其中：

• ρρ：导体电阻率，铜芯电缆通常取0.0184Ω·mm²/m（20℃时）；

• AA：电缆导体截面积，单位平方毫米（mm²）；

• LL：单程电缆长度，单位米（m）。

💡 提示：实际计算中应考虑电缆实际工作温度对电阻的影响，通常需根据电缆额定工作温度（如70℃或90℃）对电阻值进行校正。

四、计算实例

某光伏项目中使用4mm²铜芯直流电缆，单程长度为50米，组件输出电流为10A，求压降是否合理（系统电压600V）。

1. 单位长度电阻参考值（4mm²铜缆，90℃）：约5.09Ω/km（即0.00509Ω/m）；

2. 总电阻：R总=0.00509Ω/m×50m×2=0.509ΩR总​=0.00509Ω/m×50m×2=0.509Ω；

3. 压降：ΔU=10A×0.509Ω=5.09VΔU=10A×0.509Ω=5.09V；

4. 压降百分比：(5.09V/600V)×100%≈0.85%(5.09V/600V)×100%≈0.85% < 2%，符合要求。

五、如何降低压降？常用措施包括：

• 增大电缆截面：虽增加初始成本，但可显著降低长期线损；

• 优化布线路径：缩短直流电缆长度，减少迂回走线；

• 合理进行组串设计：优化组串电压与电流，平衡系统参数；

• 选择导电性能更优的电缆：如使用镀锡铜导体、高纯度铜材电缆。

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