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电气设计估算公式

来源:   2020-11-21 15:05:19

摘要:掌握实用的计算公式是电气工作者应具备的能力,但公式繁多应用时查找不方便,下面将整理和收集的一些常用的实用公式和口诀整理出来,并用实例说明和解释。 1、照明电路电流计算及熔丝刀闸的选择 口诀: 白炽灯算电流,可用功率除压求; 日光灯算电流,功率除压及功率因数求 (节能日光灯除外); 刀闸保险也好求,一点五倍额定流; 说明:照明电路中的白炽灯为电阻性负荷,功率因数cosΦ=1,用功率P单位瓦除以电压等于其额定电流。日光灯为电感性负荷,其功率因数cosΦ为0.4-0.6(一般取0.5),即P/U/cosΦ=I。

掌握实用的计算公式是电气工作者应具备的能力,但公式繁多应用时查找不方便,下面将整理和收集的一些常用的实用公式和口诀整理出来,并用实例说明和解释。

1、照明电路电流计算及熔丝刀闸的选择

口诀:

白炽灯算电流,可用功率除压求;

日光灯算电流,功率除压及功率因数求

(节能日光灯除外);

刀闸保险也好求,一点五倍额定流;

说明:照明电路中的白炽灯为电阻性负荷,功率因数cosΦ=1,用功率P单位瓦除以电压等于其额定电流。日光灯为电感性负荷,其功率因数cosΦ为0.4-0.6(一般取0.5),即P/U/cosΦ=I。

例1:有一照明线路,额定电压为220V,白炽灯总功率为2200W,求总电流选刀闸熔丝。

解:已知 U=220V,总功率=2200W

总电流I=P/U=2200/220=10A

选刀闸:QS=I×(1.1~1.5)=15A

选熔丝:IR=I×(1.1~1.5)=10×1.1=11A

(取系数1.1)

QS--------刀闸

IR---------熔丝

答:电路的电流为10安培,刀闸选用15安培,熔丝选用11安培。

例2:有一照明电路,额定电压为220V,接有日光灯440W,求总电流选刀闸熔丝。(cosΦ=0.5)

解:已知U=220V, cosΦ=0.5,总功率=440W

总电流I=P/U/ cosΦ=440/220/0.5=4A

选刀闸:QS=I×(1.1~1.5)=4×1.5=6A

选熔丝:IR=I×(1.1~1.5)= 4×1.5=6A

答:电路的总电流为4A,刀闸选用6A,熔丝选用6A。

2 、380V/220V常用负荷计算

口诀:

三相千瓦两倍安,热,伏安,一千乏为一点五单相二二乘四五,若是三八两

说明:三相千瓦两倍安是指三相电动机容量1千瓦,电流2安培,热,伏安,一千乏一点五是指三相电热器,变压器,电容器容量1千瓦,1千伏安,1千乏电容电流为1.5安培,单相二二乘四五,若是三八两倍半是指单相220V容量1千瓦,电流为4.5安,380V单相电焊机1千伏安为2.5安培。

例1:有一台三相异步电动机,额定电压为380V,容量为14千瓦,功率因数为0.85,效率为0.95,计算电流?

解:已知 U=380V cosΦ=0.85 n=0.95 P=14千瓦

电流I=P/(×U×cosΦ×n)=P/(1.73×380×0.85×0.95)=28(安)

答:电流为28安培。

例2:有一台三相380伏、容量为10千瓦加热器,求电流?

解:已知 U=380V P=10千瓦

电流I=P/(×U)=10/(1.73×0.38)=15.21(安)

答:电流为15安。

例3:有一台380伏的三相变压器,容量20千伏安,求电流?

解:已知 U=380V S=20KWA

电流 I=S/(×U)=20/(1.73×0.38)=30.45(安)

答:电流为30安培。

例4:有一台BW0.4-12-3电容器,求电流?

解:已知 U=0.4千伏 Q=12 KVAR

电流I=Q/(×U)=12/(1.73×0.4)=17.3(安)

答:电流为17.3安培。

例5:有一台单相220V,容量1千瓦电烙铁,求电流?

解:已知 U=220V P=1000瓦

电流I=P/U=1000/220=4.5(安)

答:电流为4.5安培。

例6:有一台单相电焊机,额定电压为380V,容量为28千伏安,求电流?

解:已知 U=380V S=28千伏安

电流I=S/U=28/0.38=73.6(安)

答:电流为73.6安培。

说明:以上计算单相设备电压为220V,功率因数cosΦ=1,电流为容量的4.5倍,单相设备电压为380V,如电焊机和行灯变压器之类负载,其电流为容量的2,5倍。

3、配电电力变压器的选择

口诀:

电力变压器选容量,总用电设备承同时率。再除功率因数和效率。

说明:总用电设备是指工厂所有设备功率之和,同时率是指同时间投入运行的设备实际容量与用电设备容量的比值,一般选约为0.7

功率因数:一般选0.8-0.9

效率:一般为0.85-0.9

电力变压器容量=用电设备总容量×同时率/用电设备的功率因数×用电设备效率

例:有一工厂用电设备总容量700千VA,实际用量为600千VA,求用电变压器的容量。

同时率600千VA÷700千VA=0.86

电力变压器容量=(700×0.86)/(cosΦ=0.85×0.85)

=600/0.722=830千VA

注:如功率因数为0.95,效率为0.9,其容量为:

电力变压器容量=(700×0.7)/(cosΦ=0.95×n=0.9)

=490/0.855=576千VA

如:功率因数=0.7 ,n=0.9 同时率为0.75,求容量。

电力变压器容量=(700千VA×0.75)/(0.7×0.9)

=525/0.63=833千VA

综合上述分析功率因数越低电力变压器选用越大,反之越小,总结必须提高功率因数才能达到节能降耗目的。

4、功率因数的计算

口诀:

功率因数怎么求,可看有功和无功电表求,计算当月用电量,即可算出功率因数。

说明:有的企业忽视了功率因数的高低,功率因数低可导致企业用电的成本增加,为了减少用电成本,功率因数必须达到0.9,关于功率因数的如何提高,将在下一节如何计算补偿功率因数的提高论述。

口诀中:功率因数怎样求,可看有功和无功电表求,计算当月用电量即可求出功率因数来,有的企业工厂配电系统未装功率因数表,功率表,没有无功补偿设备,只是配装了电压表、电流表、有功电度表、无功电度表,所以计算功率因数较为困难,可通过有功电度表当月的用电量千瓦/时和无功电度表Kvar/时,计算当月的功率因数。

例:当月有功电度用1000千瓦/时,无功电表用300Kvar/时,求当月的功率因数cosΦ。

解:cosΦ=有功/=1000/

=1000/1044=0.957

若有功电度用1000千瓦/时,无功电表用750Kvar/时,求当月的功率因数cosΦ。

cosΦ=有功/=1000/

=1/1.22=0.81

注:企业无功补偿的功率因数一般在0.7-0.85,有的在0.65以下,电动机功率越小,功率因数降低,大马拉小车,功率因数低,一般感应电机所占cosΦ70%,电力变压器占20%,导线占10%。

如配电屏上有功率因数表可以直接看出,或由配电屏上得电压表,电流表和功力表的指示数计算出瞬时功率因数

即:cosΦ= P/(×U×I)

式中P为功率表(千瓦),U为电压指示数(千伏 0.38KV),I为电流表指示数(安)。

5、电动机接触器热元件选择

口诀:

电动机选接流,两倍额定电流求,电动机求电流,一千瓦等于一个流。电动机选热元件,一点二倍额流算,一倍额流来整定,过载保护有保证。

说明:交流接触器是接通和断开电动机负载电流的一种控制电器,一般交流接触器的额定电流按电动机额定电流的1.3-2倍选择,口诀中,电动机选接流,两倍额定电流求,是指电动机选择交流接触器的额定电流按电动机额定电流的2倍。选择口诀中的电动机,选热元件,一点二倍额流算,一倍额流来整定,过载保护有保证,是指电动机热元件其额定电流按电动机额定电流的1.2倍选择,按电动机1倍额定电流整定是电路的过载保护。

例如:有一台三相异步电动机额定电压为380伏,容量为10千瓦,

功率因数为0.85,效率为0.95,求电动机电流,并选择交流接触热元件及整定值。

解:(1)经验口诀公式:10千瓦×2=20(安)

(2)已知 U=380V P=10千瓦 cosΦ=0.85 n=0.95

电流I= P/(×U×cosΦ×n)

=10/(1.73×0.38×0.85×0.95)=20(安)

选择交流接触器:KM=Ke×(1.3-2)=20×2=40(安)

选 CJ10--40

选热元件:FR=Ic×(1.1~1.25)=20×1.25=25(安)

选 JR16—20/30,JR按20安整定

答:电动机电流为20安培,选40安接触器,热元件额定电流为25安,整定到20安。

6、绝缘导线的安全电流计算

口诀(一):

十下五,百上二,二五三五四三界,七零、九五两倍半,裸线加一半,铜线升级算,穿管温度八、九折。

说明:十下五是指导线截面在10平方毫米以下,每平方毫米的安全电流为5安培;百上二是指导线截面在100平方毫米以上,每一平方毫米安全电流为2安培;二五三五四三界是指导线截面在16平方毫米、25平方毫米,每1平方毫米安全电流为4安培,导线截面在35平方毫米和50平方毫米,每1平方毫米安全电流为3安培;七零、九五两倍半是指每1平方毫米的安全电流为2.5安培;裸线加一半,铜线升级算是指截面的裸导线,可按绝缘导线乘以1.5倍计算安全电流,同截面的铜导线按铝导线大一线号等级计算安全电流;穿管温度八、九折是指导线穿管乘系数0.8,高温场所实用乘以系数0.9。

口诀二:二点五下整九倍,升级减一顺序对,三十五线乘以三点五,双双成组减半倍,高温九折,铜线升级,裸线加一半,导线穿管二、三、四、八、七、六折勿忘记。

说明:口诀中的二点五下整九倍,升级减一顺序对是指导线截面在2.5平方毫米,每1平方毫米的安全电流为9安培,导线截面从2.5平方毫米以上,即4平方毫米开始线号每增大一等级,其安全电流减小1安培,直至2.5平方毫米为止;三十五线乘以三点五,双双成组减半倍是指导线截面35平方毫米每1平方毫米安全截流量为3.5安培,35平方毫米以上的导线,两个等级的线号为一组,安全电流减0.5安培,依次往上推算;高温九折,铜线升级,裸线加一半,导线穿管二、三、四、八、七、六折勿忘记是指导线穿管两条线应乘系数0.8,导线穿管三条线乘以系数0.7,导线穿管4条线乘以系数0.6。

注意:以上口诀(一)、(二)是以铝绝缘导线,温度25度为准。

口诀(一)导线截面安全电流系数表:

口诀(二)导线截面安全电流系数表: