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掌握實(shí)用的計(jì)算公式是電氣工作者應(yīng)具備的能力,但公式繁多應(yīng)用時(shí)查找不方便,下面將整理和收集的一些常用的實(shí)用公式和口訣整理出來(lái),并用實(shí)例說(shuō)明和解釋。
一、照明電路電流計(jì)算及熔絲刀閘的選擇
口訣:白熾燈算電流,可用功率除壓求;
日光燈算電流,功率除壓及功率因數(shù)求(節(jié)能日光燈除外);
刀閘保險(xiǎn)也好求,一點(diǎn)五倍額定流;
說(shuō)明:照明電路中的白熾燈為電阻性負(fù)荷,功率因數(shù)cosΦ=1,用功率P單位瓦除以電壓等于其額定電流。日光燈為電感性負(fù)荷,其功率因數(shù)cosΦ為0.4-0.6(一般取0.5),即P/U/cosΦ=I。
例1:有一照明線路,額定電壓為220V,白熾燈總功率為2200W,求總電流選刀閘熔絲。
解:已知U=220V,總功率=2200W
總電流I=P/U=2200/220=10A
選刀閘:QS=I×(1.1~1.5)=15A
選熔絲:IR=I×(1.1~1.5)=10×1.1=11A
(取系數(shù)1.1)
QS--------刀閘
IR---------熔絲
答:電路的電流為10安培,刀閘選用15安培,熔絲選用11安培。
例2:有一照明電路,額定電壓為220V,接有日光燈440W,求總電流選刀閘熔絲。(cosΦ=0.5)
解:已知U=220V,cosΦ=0.5,總功率=440W
總電流I=P/U/cosΦ=440/220/0.5=4A
選刀閘:QS=I×(1.1~1.5)=4×1.5=6A
選熔絲:IR=I×(1.1~1.5)=4×1.5=6A
答:電路的總電流為4A,刀閘選用6A,熔絲選用6A。
二380V/220V常用負(fù)荷計(jì)算
口訣:三相千瓦兩倍安,熱,伏安,一千乏為一點(diǎn)五
單相二二乘四五,若是三八兩倍半。
說(shuō)明:三相千瓦兩倍安是指三相電動(dòng)機(jī)容量1千瓦,電流2安培,熱,伏安,一千乏一點(diǎn)五是指三相電熱器,變壓器,電容器容量1千瓦,1千伏安,1千乏電容電流為1.5安培,單相二二乘四五,若是三八兩倍半是指單相220V容量1千瓦,電流為4.5安,380V單相電焊機(jī)1千伏安為2.5安培。
例1:有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī),額定電壓為380V,容量為14千瓦,功率因數(shù)為0.85,效率為0.95,計(jì)算電流?
解:已知U=380VcosΦ=0.85n=0.95P=14千瓦
電流I=P/(×U×cosΦ×n)=P/(1.73×380×0.85×0.95)=28(安)
答:電流為28安培。
例2:有一臺(tái)三相380伏、容量為10千瓦加熱器,求電流?
解:已知U=380VP=10千瓦
電流I=P/(×U)=10/(1.73×0.38)=15.21(安)
答:電流為15安。
例3:有一臺(tái)380伏的三相變壓器,容量20千伏安,求電流?
解:已知U=380VS=20KWA
電流I=S/(×U)=20/(1.73×0.38)=30.45(安)
答:電流為30安培。
例4:有一臺(tái)BW0.4-12-3電容器,求電流?
解:已知U=0.4千伏Q=12KVAR
電流I=Q/(×U)=12/(1.73×0.4)=17.3(安)
答:電流為17.3安培。
例5:有一臺(tái)單相220V,容量1千瓦電烙鐵,求電流?
解:已知U=220VP=1000瓦
電流I=P/U=1000/220=4.5(安)
答:電流為4.5安培。
例6:有一臺(tái)單相電焊機(jī),額定電壓為380V,容量為28千伏安,求電流?
解:已知U=380VS=28千伏安
電流I=S/U=28/0.38=73.6(安)
答:電流為73.6安培。
說(shuō)明:以上計(jì)算單相設(shè)備電壓為220V,功率因數(shù)cosΦ=1,電流為容量的4.5倍,單相設(shè)備電壓為380V,如電焊機(jī)和行燈變壓器之類負(fù)載,其電流為容量的2,5倍。
三、配電電力變壓器的選擇
口訣:電力變壓器選容量,
總用電設(shè)備承同時(shí)率。
再除功率因數(shù)和效率。
說(shuō)明:總用電設(shè)備是指工廠所有設(shè)備功率之和,同時(shí)率是指同時(shí)間投入運(yùn)行的設(shè)備實(shí)際容量與用電設(shè)備容量的比值,一般選約為0.7
功率因數(shù):一般選0.8-0.9
效率:一般為0.85-0.9
電力變壓器容量=用電設(shè)備總?cè)萘俊镣瑫r(shí)率/用電設(shè)備的功率因數(shù)×用電設(shè)備效率
例:有一工廠用電設(shè)備總?cè)萘?00千VA,實(shí)際用量為600千VA,求用電變壓器的容量。
同時(shí)率600千VA÷700千VA=0.86
電力變壓器容量=(700×0.86)/(cosΦ=0.85×0.85)
=600/0.722=830千VA
注:如功率因數(shù)為0.95,效率為0.9,其容量為:
電力變壓器容量=(700×0.7)/(cosΦ=0.95×n=0.9)
=490/0.855=576千VA
如:功率因數(shù)=0.7,n=0.9同時(shí)率為0.75,求容量。
電力變壓器容量=(700千VA×0.75)/(0.7×0.9)
=525/0.63=833千VA
綜合上述分析功率因數(shù)越低電力變壓器選用越大,反之越小,總結(jié)必須提高功率因數(shù)才能達(dá)到節(jié)能降耗目的。
四、功率因數(shù)的計(jì)算
口訣:功率因數(shù)怎么求,
可看有功和無(wú)功電表求,
計(jì)算當(dāng)月用電量,
即可算出功率因數(shù)。
說(shuō)明:有的企業(yè)忽視了功率因數(shù)的高低,功率因數(shù)低可導(dǎo)致企業(yè)用電的成本增加,為了減少用電成本,功率因數(shù)必須達(dá)到0.9,關(guān)于功率因數(shù)的如何提高,將在下一節(jié)如何計(jì)算補(bǔ)償功率因數(shù)的提高論述。
口訣中:功率因數(shù)怎樣求,可看有功和無(wú)功電表求,計(jì)算當(dāng)月用電量即可求出功率因數(shù)來(lái),有的企業(yè)工廠配電系統(tǒng)未裝功率因數(shù)表,功率表,沒(méi)有無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備,只是配裝了電壓表、電流表、有功電度表、無(wú)功電度表,所以計(jì)算功率因數(shù)較為困難,可通過(guò)有功電度表當(dāng)月的用電量千瓦/時(shí)和無(wú)功電度表Kvar/時(shí),計(jì)算當(dāng)月的功率因數(shù)。
例:當(dāng)月有功電度用1000千瓦/時(shí),無(wú)功電表用300Kvar/時(shí),求當(dāng)月的功率因數(shù)cosΦ。
解:cosΦ=有功/=1000/
=1000/1044=0.957
若有功電度用1000千瓦/時(shí),無(wú)功電表用750Kvar/時(shí),求當(dāng)月的功率因數(shù)cosΦ。
cosΦ=有功/=1000/
=1/1.22=0.81
注:企業(yè)無(wú)功補(bǔ)償?shù)墓β室驍?shù)一般在0.7-0.85,有的在0.65以下,電動(dòng)機(jī)功率越小,功率因數(shù)降低,大馬拉小車(chē),功率因數(shù)低,一般感應(yīng)電機(jī)所占cosΦ70%,電力變壓器占20%,導(dǎo)線占10%。
如配電屏上有功率因數(shù)表可以直接看出,或由配電屏上得電壓表,電流表和功力表的指示數(shù)計(jì)算出瞬時(shí)功率因數(shù)
即:cosΦ=P/(×U×I)
式中P為功率表(千瓦),U為電壓指示數(shù)(千伏0.38KV),I為電流表指示數(shù)(安)。
五、電動(dòng)機(jī)接觸器熱元件選擇
口訣:電動(dòng)機(jī)選接流,兩倍額定電流求,
電動(dòng)機(jī)求電流,一千瓦等于一個(gè)流。
電動(dòng)機(jī)選熱元件,一點(diǎn)二倍額流算,
一倍額流來(lái)整定,過(guò)載保護(hù)有保證。
說(shuō)明:交流接觸器是接通和斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)負(fù)載電流的一種控制電器,一般交流接觸器的額定電流按電動(dòng)機(jī)額定電流的1.3-2倍選擇,口訣中,電動(dòng)機(jī)選接流,兩倍額定電流求,是指電動(dòng)機(jī)選擇交流接觸器的額定電流按電動(dòng)機(jī)額定電流的2倍。選擇口訣中的電動(dòng)機(jī),選熱元件,一點(diǎn)二倍額流算,一倍額流來(lái)整定,過(guò)載保護(hù)有保證,是指電動(dòng)機(jī)熱元件其額定電流按電動(dòng)機(jī)額定電流的1.2倍選擇,按電動(dòng)機(jī)1倍額定電流整定是電路的過(guò)載保護(hù)。
例如:有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)額定電壓為380伏,容量為10千瓦,
功率因數(shù)為0.85,效率為0.95,求電動(dòng)機(jī)電流,并選擇交流接觸熱元件及整定值。
解:(1)經(jīng)驗(yàn)口訣公式:10千瓦×2=20(安)
(2)已知U=380VP=10千瓦cosΦ=0.85n=0.95
電流I=P/(×U×cosΦ×n)
=10/(1.73×0.38×0.85×0.95)=20(安)
選擇交流接觸器:KM=Ke×(1.3-2)=20×2=40(安)
選CJ10--40
選熱元件:FR=Ic×(1.1~1.25)=20×1.25=25(安)
選JR16—20/30,JR按20安整定
答:電動(dòng)機(jī)電流為20安培,選40安接觸器,熱元件額定電流為25安,整定到20安。
六、絕緣導(dǎo)線的安全電流計(jì)算
口訣(一):十下五,百上二,二五三五四三界,七零、九五兩倍半,裸線加一半,銅線升級(jí)算,穿管溫度八、九折。
說(shuō)明:十下五是指導(dǎo)線截面在10平方毫米以下,每平方毫米的安全電流為5安培;百上二是指導(dǎo)線截面在100平方毫米以上,每一平方毫米安全電流為2安培;二五三五四三界是指導(dǎo)線截面在16平方毫米、25平方毫米,每1平方毫米安全電流為4安培,導(dǎo)線截面在35平方毫米和50平方毫米,每1平方毫米安全電流為3安培;七零、九五兩倍半是指每1平方毫米的安全電流為2.5安培;裸線加一半,銅線升級(jí)算是指截面的裸導(dǎo)線,可按絕緣導(dǎo)線乘以1.5倍計(jì)算安全電流,同截面的銅導(dǎo)線按鋁導(dǎo)線大一線號(hào)等級(jí)計(jì)算安全電流;穿管溫度八、九折是指導(dǎo)線穿管乘系數(shù)0.8,高溫場(chǎng)所實(shí)用乘以系數(shù)0.9。
口訣二:二點(diǎn)五下整九倍,升級(jí)減一順序?qū)Γ寰€乘以三點(diǎn)五,雙雙成組減半倍,高溫九折,銅線升級(jí),裸線加一半,導(dǎo)線穿管二、三、四、八、七、六折勿忘記。
說(shuō)明:口訣中的二點(diǎn)五下整九倍,升級(jí)減一順序?qū)κ侵笇?dǎo)線截面在2.5平方毫米,每1平方毫米的安全電流為9安培,導(dǎo)線截面從2.5平方毫米以上,即4平方毫米開(kāi)始線號(hào)每增大一等級(jí),其安全電流減小1安培,直至2.5平方毫米為止;三十五線乘以三點(diǎn)五,雙雙成組減半倍是指導(dǎo)線截面35平方毫米每1平方毫米安全截流量為3.5安培,35平方毫米以上的導(dǎo)線,兩個(gè)等級(jí)的線號(hào)為一組,安全電流減0.5安培,依次往上推算;高溫九折,銅線升級(jí),裸線加一半,導(dǎo)線穿管二、三、四、八、七、六折勿忘記是指導(dǎo)線穿管兩條線應(yīng)乘系數(shù)0.8,導(dǎo)線穿管三條線乘以系數(shù)0.7,導(dǎo)線穿管4條線乘以系數(shù)0.6。
注意:以上口訣(一)、(二)是以鋁絕緣導(dǎo)線,溫度25度為準(zhǔn)。
七、380V三相電動(dòng)機(jī)導(dǎo)線截面選擇計(jì)算
口訣:電動(dòng)機(jī)選導(dǎo)線,截面系數(shù)加減算,二點(diǎn)五,二、四為三,六上均五,往上算,百二返百,升級(jí)減,線大容小一級(jí)選。
說(shuō)明:380V三相異步電動(dòng)機(jī)選擇導(dǎo)線截面是電工工作中經(jīng)常遇到的問(wèn)題,可根據(jù)此口訣選擇導(dǎo)線截面??谠E是以鋁絕緣導(dǎo)線為準(zhǔn),使用銅絕緣導(dǎo)線時(shí)可按同截面的鋁導(dǎo)線小一線號(hào)的截面為銅導(dǎo)線的載流量,考慮導(dǎo)線穿管及高溫場(chǎng)所的使用。
二點(diǎn)五,二是指2.5平方毫米導(dǎo)線加上系數(shù)2為電動(dòng)機(jī)容量,即2.5+2=4.5(千瓦),2.5平方毫米的絕緣鋁導(dǎo)線可供4.5千瓦及以下的電動(dòng)機(jī)使用。若使用銅絕緣導(dǎo)線時(shí)可選1.5平方毫米的銅絕緣導(dǎo)線;四二為三是指4平方毫米的導(dǎo)線加系數(shù)3為電動(dòng)機(jī)容量,即4+3=7(千瓦),可供7千瓦電動(dòng)機(jī)使用;六上均五,是指6平方毫米以上的截面導(dǎo)線加系數(shù)均為5。
例如:6平方毫米加系數(shù)5=6+5=11(千瓦),10平方毫米+5=15(千瓦),16平方毫米+5=21(千瓦),25平方毫米+5=30(千瓦),35平方毫米+5=40(千瓦),50平方毫米+5=55(千瓦),70平方毫米+5=75(千瓦),95平方毫米+5=100(千瓦)。
百二返百,升級(jí)減,線大容小一級(jí)選是指導(dǎo)線截面120平方毫米可供100千瓦三相380伏供電電動(dòng)機(jī)使用,導(dǎo)線截面在120平方毫米以上,按線號(hào)截面小一等級(jí)計(jì)算電動(dòng)機(jī)容量。
例如:120平方毫米絕緣鋁導(dǎo)線可供100千瓦電動(dòng)機(jī)容量;150平方毫米絕緣鋁導(dǎo)線可供120千瓦電動(dòng)機(jī)容量;185平方毫米絕緣鋁導(dǎo)線可供150千瓦電動(dòng)機(jī)容量;240平方毫米絕緣鋁導(dǎo)線可供185千瓦電動(dòng)機(jī)容量使用;由于電動(dòng)機(jī)集膚效應(yīng),導(dǎo)線截面越大,其電流系數(shù)越小。
八、低壓380V/220V三相四線架空導(dǎo)線截面選擇計(jì)算
口訣:架空線路選截面,荷距系數(shù)相乘算,三相荷距系乘四,單相荷距二十四,得數(shù)除以1.7,即得銅線截面積。
說(shuō)明:低壓架空線路安裝選擇導(dǎo)線截面是電工工作中經(jīng)常遇到的實(shí)際問(wèn)題,導(dǎo)線截面選擇大了造成浪費(fèi),投資高,導(dǎo)線截面選小了,不能滿足于供電安全和供電電壓質(zhì)量要求,導(dǎo)線截面按口訣選擇能滿足于電壓損失5%的供電安全要求。
口訣中,架空線路選截面,荷距系數(shù)相乘算是指導(dǎo)線截面,求出送電員荷距,再乘以系數(shù)即為應(yīng)選擇的導(dǎo)線;三相荷距系乘四,單相荷距二十四是指三相四線制供電,三相380伏,求出員荷距再乘以系數(shù)4為應(yīng)選擇的導(dǎo)線截面,單相220伏供電,求出員荷距再乘以系數(shù)24為應(yīng)選擇的導(dǎo)線截面,選用銅線時(shí),可按求出的導(dǎo)線截面除以1.7即為銅線截面。
例1:有一三相四線制供電,380伏架空線,長(zhǎng)度200米,輸電功率為30千瓦,允許電壓損失5%,求導(dǎo)線截面?
解:三相四線制供電
S=P×系數(shù)×M
=30×4×0.2
=24平方毫米
銅線S=鋁線S/1.7=24/1.7=16平方毫米
S——導(dǎo)線截面
M——員荷距(千瓦/公里)
答:導(dǎo)線截面選用鋁導(dǎo)線25平方毫米,選銅導(dǎo)線為16平方毫米。
例2:三相四線制供電,380伏架空線,長(zhǎng)度350米,輸送功率為30千瓦,求導(dǎo)線截面?
解:S=4
S=4×40×0.35
S=56平方毫米,整定為70平方毫米
銅線=70/1.7=41.1平方毫米,整定為50平方毫米
答:選70平方毫米鋁導(dǎo)線或50平方毫米銅線
例3:有單相220V照明電路長(zhǎng)100米,輸送功率20千瓦,電壓允許損失5%,選擇導(dǎo)線截面?
解:S=系數(shù)×P×M
S=24×20×0.1
S=48平方毫米,整定為50平方毫米
銅線=50/1.7=29.4平方毫米,整定為35平方毫米
注:根據(jù)上述經(jīng)驗(yàn)口訣,基本符合,按導(dǎo)線選擇原則的按電壓損失系數(shù),按經(jīng)濟(jì)密度選擇系數(shù)基本達(dá)到供電技術(shù)的要求,要達(dá)到完整理想選擇,請(qǐng)查閱有關(guān)資料。
根據(jù)不同的額定電壓推薦不同的輸出容量輸電距離:
鋁芯紙絕緣、聚氯乙烯絕緣鎧裝電纜和交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜
在空氣中(25℃)長(zhǎng)期允許載流量
注:1、銅芯電纜的載流量為表中數(shù)值乘以系數(shù)1.3倍;
2、本表格載流量為單根電纜容量;
3、單芯塑料電纜為三角形排列,中心距等于電纜外徑。
電纜長(zhǎng)期允許載流量及其校正系數(shù)鋁芯絕緣、聚氯乙烯絕緣、鎧裝電纜和交聯(lián)聚氯乙烯絕緣電纜長(zhǎng)期允許載流量直接埋在地下時(shí)(25℃)土壤熱阻系數(shù)為80℃cm/w
注:1、銅芯電纜的載流量為表中數(shù)值乘以系數(shù)1.3倍;
2、本表格載流量為單根電纜容量;
3、單芯塑料電纜為三角形排列,中心距等于電纜外徑。
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