實(shí)用電工速算口訣
先估算負(fù)荷電流
1.用途這是根據(jù)用電設(shè)備的功率(千瓦或千伏安)算出電流(安)的口訣。電流的大小直接與功率有關(guān),也與電壓、相別、力率(又稱功率因數(shù))等有關(guān)。一般有公式可供計(jì)算。由于工廠常用的都是380/220伏三相四線系統(tǒng),因此,可以根據(jù)功率的大小直接算出電流。
2.口訣低壓380/220伏系統(tǒng)每千瓦的電流,安。千瓦、電流,如何計(jì)算?
電力加倍,電熱加半。 ① 單相千瓦,4.5安。 ② 單相380,電流兩安半。 ③
3.說明口訣是以380/220伏三相四線系統(tǒng)中的三相設(shè)備為準(zhǔn),計(jì)算每千瓦的安數(shù)。對于某些單相或電壓不同的單相設(shè)備,其每千瓦的安數(shù),口訣另外作了說明。①這兩句口訣中,電力專指電動(dòng)機(jī)。在380伏三相時(shí)(力率0.8左右),電動(dòng)機(jī)每千瓦的電流約為2安.即將”千瓦數(shù)加一倍”(乘2)就是電流,安。這電流也稱電動(dòng)機(jī)的額定電流。
【例1】 5.5千瓦電動(dòng)機(jī)按“電力加倍”算得電流為11安。
【例2】40千瓦水泵電動(dòng)機(jī)按“電力加倍”算得電流為80安。電熱是指用電阻加熱的電阻爐等。三相380伏的電熱設(shè)備,每千瓦的電流為1.5安。
即將“千瓦數(shù)加一半”(乘1.5)就是電流,安。
【例1】 3千瓦電加熱器按“電熱加半”算得電流為4.5安。
【例2】15千瓦電阻爐按“電熱加半”算得電流為23安。這句口訣不專指電熱,對于照明也適用。雖然照明的燈泡是單相而不是三相,但對照明供電的三相四線干線仍屬三相。只要三相大體平衡也可這樣計(jì)算。
此外,以千伏安為單位的電器(如變壓器或整流器)和以千乏為單位的移相電容器(提高力率用)也都適用。即時(shí)說,這后半句雖然說的是電熱,但包括所有以千伏安、千乏為單位的用電設(shè)備,以及以千瓦為單位的電熱和照明設(shè)備。
【例1】 12千瓦的三相(平衡時(shí))照明干線按“電熱加半”算得電流為18安。
【例2】 30千伏安的整流器按“電熱加半”算得電流為45安(指380伏三相交流側(cè))。
【例3】 320千伏安的配電變壓器按“電熱加半”算得電流為480安(指380/220伏低壓側(cè))。
【例4】 100千乏的移相電容器(380伏三相)按“電熱加半”算得電流為150安。②在380/220伏三相四線系統(tǒng)中,單相設(shè)備的兩條線,一條接相線而另一條接零線的(如照明設(shè)備)為單相220伏用電設(shè)備。這種設(shè)備的力率大多為1,因此,口訣便直接說明“單相(每)千瓦4.5安”。計(jì)算時(shí),只要“將千瓦數(shù)乘4.5”就是電流,安。
同上面一樣,它適用于所有以千伏安為單位的單相220伏用電設(shè)備,以及以千瓦為單位的電熱及照明設(shè)備,而且也適用于220伏的直流。
【例1】 500伏安(0.5千伏安)的行燈變壓器(220伏電源側(cè))按“單相千瓦、4.5 安”算得電流為2.3安。
【例2】1000瓦投光燈按“單相千瓦、4.5安”算得電流為4.5安。對于電壓更低的單相,口訣中沒有提到??梢匀?20伏為標(biāo)準(zhǔn),看電壓降低多少,電流就反過來增大多少。比如36伏電壓,以220伏為標(biāo)準(zhǔn)來說,它降低到1/6,電流就應(yīng)增大到6倍,即每千瓦的電流為6*4.5=27安。比如36伏、60瓦的行燈每只電流為0.06*27=1.6安,5只便共有8安。③在380/220伏三相四線系統(tǒng)中,單相設(shè)備的兩條線都是接到相線上的,習(xí)慣上稱為單相380伏用電設(shè)備(實(shí)際是接在兩相上)。
這種設(shè)備當(dāng)以千瓦為單位時(shí),力率大多為1,口訣也直接說明:“單相380,電流兩安半”。它也包括以千伏安為單位的380伏單相設(shè)備。計(jì)算時(shí),只要“將千瓦或千伏安數(shù)乘2.5”就是電流,安。
【例1】 32千瓦鉬絲電阻爐接單相380伏,按“電流兩安半”算得電流為80安。
【例2】 2千伏安的行燈變壓器,初級接單相380伏,按“電流兩安半”算得電流為5安。
【例3】 21千伏安的交流電焊變壓器,初級接單相380伏,按“電流兩安半”算得電流為53安。
估算出負(fù)荷的電流后在根據(jù)電流選出相應(yīng)導(dǎo)線的截面,選導(dǎo)線截面時(shí)有幾個(gè)方面要考慮到一是導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度二是導(dǎo)線的電流密度(**截流量),三是允許電壓降電壓降的估算
1.用途根據(jù)線路上的負(fù)荷矩,估算供電線路上的電壓損失,檢查線路的供電質(zhì)量。
2.口訣提出一個(gè)估算電壓損失的基準(zhǔn)數(shù)據(jù),通過一些簡單的計(jì)算,可估出供電線路上的電壓損失。壓損根據(jù)“千瓦.米”,2.5鋁線20—1。截面增大荷矩大,電壓降低平方低。① 三相四線6倍計(jì),銅線乘上1.7。 ② 感抗負(fù)荷壓損高,10下截面影響小,若以力率0.8計(jì),10上增加0.2至1。 ③
3.說明電壓損失計(jì)算與較多的因素有關(guān),計(jì)算較復(fù)雜。估算時(shí),線路已經(jīng)根據(jù)負(fù)荷情況選定了導(dǎo)線及截面,即有關(guān)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*基本的數(shù)據(jù),多少“負(fù)荷矩”電壓損失將為1%。當(dāng)負(fù)荷矩較大時(shí),電壓損失也就相應(yīng)增大。因些,首先應(yīng)算出這線路的負(fù)荷矩。所謂負(fù)荷矩就是負(fù)荷(千瓦)乘上線路長度(線路長度是指導(dǎo)線敷設(shè)長度“米”,即導(dǎo)線走過的路徑,不論線路的導(dǎo)線根數(shù)。),單位就是“千瓦.米”。對于放射式線路,負(fù)荷矩的計(jì)算很簡單。如下圖1,負(fù)荷矩便是20*30=600千瓦.米。但如圖2的樹干式線路,便麻煩些。對于其中5千瓦設(shè)備安裝位置的負(fù)荷矩應(yīng)這樣算:從線路供電點(diǎn)開始,根據(jù)線路分支的情況把它分成三段。在線路的每一段,三個(gè)負(fù)荷(10、8、5千瓦)都通過,因此負(fù)荷矩為:**段:10*(10+8+5)=230千瓦.米**段:5*(8+5)=65千瓦.米第三段:10*5=50千瓦.米至5千瓦設(shè)備處的總負(fù)荷矩為:230+65+50=345千瓦.米下面對口訣進(jìn)行說明:①首先說明計(jì)算電壓損失的*基本的根據(jù)是負(fù)荷矩:千瓦.米接著提出一個(gè)基準(zhǔn)數(shù)據(jù): 2.5平方毫米的鋁線,單相220伏,負(fù)荷為電阻性(力率為1),每20“千瓦.米”負(fù)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(zhǔn)下,截面大的,負(fù)荷矩也可大些,按正比關(guān)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(dǎo)線負(fù)荷矩為80千瓦.米,電壓損失才1%。其余截面照些類推。當(dāng)電壓不是220伏而是其它數(shù)值時(shí),例如36伏,則先找出36伏相當(dāng)于220伏的1/6。此時(shí),這種線路電壓損失為1%的負(fù)荷矩不是20千瓦.米,而應(yīng)按1/6的平方即1/36來降低,這就是20*(1/36)=0.55千瓦.米。即是說,36伏時(shí),每0 .55千瓦.米(即每550瓦.米),電壓損失降低1%?!半妷航档推椒降汀辈粏芜m用于額定電壓更低的情況,也可適用于額定電壓更高的情況。這時(shí)卻要按平方升高了。例如單相380伏,由于電壓380伏為220伏的1.7倍,因此電壓損失1%的負(fù)荷矩應(yīng)為20*1.7的平方=58千瓦.米。從以上可以看出:口訣“截面增大荷矩大,電壓降低平方低”。都是對照基準(zhǔn)數(shù)據(jù)“2 .5鋁線20—1”而言的。
【例1】 一條220伏照明支路,用2 .5平方毫米鋁線,負(fù)荷矩為76千瓦.米。由于76是20的3 .8倍(76/20=3.8),因此電壓損失為3 .8%。
【例2】一條4平方毫米鋁線敷設(shè)的40米長的線路,供給220伏1千瓦的單相電爐2只,估算電壓損失是:先算負(fù)荷矩2*40=80千瓦.米。再算4平方毫米鋁線電壓損失1%的負(fù)荷矩,根據(jù)“截面增大負(fù)荷矩大”的原則,4和2.5比較,截面增大為1 .6倍(4/2 .5=1 .6),因此負(fù)荷矩增為 20*1.6=32千瓦.米(這是電壓損失1%的數(shù)據(jù))。*后計(jì)算80/32=2 .5,即這條線路電壓損失為2 .5%。②當(dāng)線路不是單相而是三相四線時(shí),(這三相四線一般要求三相負(fù)荷是較平衡的。它的電壓是和單相相對應(yīng)的。如果單相為220伏,對應(yīng)的三相便是380伏,即380/220伏。)同樣是2.5平方毫米的鋁線,電壓損失1%的負(fù)荷矩是①中基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的6倍,即20*6=120千瓦.米。至于截面或電壓變化,這負(fù)荷矩的數(shù)值,也要相應(yīng)變化。當(dāng)導(dǎo)線不是鋁線而是銅線時(shí),則應(yīng)將鋁線的負(fù)荷矩?cái)?shù)據(jù)乘上1.7,如“2 .5鋁線20—1”改為同截面的銅線時(shí),負(fù)荷矩則改為20*1 .7=34千瓦.米,電壓損失才1%。
【例3】 前面舉例的照明支路,若是銅線,則76/34=2 .2,即電壓損失為2.2%。對電爐供電的那條線路,若是銅線,則80/(32*1 .7)=1 .5,電壓損失為1 .5%。
【例4】一條50平方毫米鋁線敷設(shè)的380伏三相線路,長30米,供給一臺60千瓦的三相電爐。電壓損失估算是:先算負(fù)荷矩:60*30=1800千瓦.米。再算50平方毫米鋁線在380伏三相的情況下電壓損失1%的負(fù)荷矩:根據(jù)“截面增大荷矩大”,由于50是2.5的20倍,因此應(yīng)乘20,再根據(jù)“三相四線6倍計(jì)”,又要乘6,因此,負(fù)荷矩增大為20*20*6=2400千瓦.米。*后1800/2400=0.75,即電壓損失為0 .75%。③以上都是針對電阻性負(fù)荷而言。對于感抗性負(fù)荷(如電動(dòng)機(jī)),計(jì)算方法比上面的更復(fù)雜。但口訣首先指出:同樣的負(fù)荷矩——千瓦.米,感抗性負(fù)荷電壓損失比電阻性的要高一些。它與截面大小及導(dǎo)線敷設(shè)之間的距離有關(guān)。對于10平方毫米及以下的導(dǎo)線則影響較小,可以不增高。對于截面10平方毫米以上的線路可以這樣估算:先按①或②算出電壓損失,再“增加0.2至1”,這是指增加0 .2至1倍,即再乘1 .2至2。這可根據(jù)截面大小來定,截面大的乘大些。例如70平方毫米的可乘1.6,150平方毫米可乘2。以上是指線路架空或支架明敷的情況。對于電纜或穿管線路,由于線路距離很小面影響不大,可仍按①、②的規(guī)定估算,不必增大或僅對大截面的導(dǎo)線略為增大(在0.2以內(nèi))。
【例5】圖1中若20千瓦是380伏三相電動(dòng)機(jī),線路為3*16鋁線支架明敷,則電壓損失估算為:已知負(fù)荷矩為600千瓦.米。計(jì)算截面16平方毫米鋁線380伏三相時(shí),電壓損失1%的負(fù)荷矩:由于16是2.5的6 .4倍,三相負(fù)荷矩又是單相的6倍,因此負(fù)荷矩增為:20*6 .4*6=768千瓦.米 600/768=0 .8即估算的電壓損失為0 .8%。但現(xiàn)在是電動(dòng)機(jī)負(fù)荷,而且導(dǎo)線截面在10以上,因此應(yīng)增加一些。根據(jù)截面情況,考慮1 .2,估算為0.8*1 .2=0 .96,可以認(rèn)為電壓損失約1%。以上就是電壓損失的估算方法。
*后再就有關(guān)這方面的問題談幾點(diǎn):一、線路上電壓損失大到多少質(zhì)量就不好?一般以7~8%為原則。(較嚴(yán)格的說法是:電壓損失以用電設(shè)備的額定電壓為準(zhǔn)(如380/220伏),允許低于這額定電壓的5%(照明為2.5%)。但是配電變壓器低壓母線端的電壓規(guī)定又比額定電壓高5%(400/230伏),因此從變壓器開始至用電設(shè)備的整個(gè)線路中,理論上共可損失5%+5%=10%,但通常卻只允許7~8%。這是因?yàn)檫€要扣除變壓器內(nèi)部的電壓損失以及變壓器力率低的影響的緣故。)不過這7~8%是指從配電變壓器低壓側(cè)開始至計(jì)算的那個(gè)用電設(shè)備為止的全部線路。它通常包括有戶外架空線、戶內(nèi)干線、支線等線段。應(yīng)當(dāng)是各段結(jié)果相加,全部約7~8%。
二、估算電壓損失是設(shè)計(jì)的工作,主要是防止將來使用時(shí)出現(xiàn)電壓質(zhì)量不佳的現(xiàn)象。由于影響計(jì)算的因素較多(主要的如計(jì)算干線負(fù)荷的準(zhǔn)確性,變壓器電源側(cè)電壓的穩(wěn)定性等),因此,對計(jì)算要求很**意義不大,只要大體上胸中有數(shù)就可以了。比如截面相比的關(guān)系也可簡化為4比2.5為1 .5倍,6比2 .5為2 .5倍,16比2 .5倍為6倍。這樣計(jì)算會更方便些。
三、在估算電動(dòng)機(jī)線路電壓損失中,還有一種情況是估算電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的電壓損失。這是若損失太大,電動(dòng)機(jī)便不能直接起動(dòng)。由于起動(dòng)時(shí)的電流大,力率低,一般規(guī)定起動(dòng)時(shí)的電壓損失可達(dá)15%。這種起動(dòng)時(shí)的電壓損失計(jì)算更為復(fù)雜,但可用上述口訣介紹的計(jì)算結(jié)果判斷,一般截面25平方毫米以內(nèi)的鋁線若符合5%的要求,也可符合直接起動(dòng)的要求:35、50平方毫米的鋁線若電壓損失在3.5%以內(nèi),也可滿足;70、95平方毫米的鋁線若電壓損失在2 .5%以內(nèi),也可滿足;而120平方毫米的鋁線若電壓損失在1.5以內(nèi)。才可滿足。這3 .5%,2 .5%,1 .5 .%剛好是5%的七、五、三折,因此可以簡單記為:“35以上,七、五、三折”。
四、假如在使用中確實(shí)發(fā)現(xiàn)電壓損失太大,影響用電質(zhì)量,可以減少負(fù)荷(將一部分負(fù)荷轉(zhuǎn)移到別的較輕的線路,或另外增加一回路),或者將部分線段的截面增大(*好增大前面的干線)來解決。對于電動(dòng)機(jī)線路,也可以改用電纜來減少電壓損失。當(dāng)電動(dòng)機(jī)無法直接啟動(dòng)時(shí),除了上述解決辦法外,還可以采用降壓起動(dòng)設(shè)備(如星-三角起動(dòng)器或自耦減壓起動(dòng)器等)來解決。