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先估算负荷电流
1.用途
这是根据用电设备的功率(千瓦或千伏安)算出电流(安)的口诀。
电流的大小直接与功率有关,也与电压、相别、力率(又称功率因数)等有关。一般有公式可供计算。由于工厂常用的都是 380/220 伏
三相四线系统,因此,可以根据功率的大小直接算出电流。
2.口诀
低压 380/220 伏系统每千瓦的电流,安。
千瓦、电流,如何计算?
电力加倍,电热加半。 ① (380V,A+B+C ,电力功率*2=2A
,cos f =0.8 ,电热功率 1KW*1.5=1.5A )
单相千瓦,4.5 安。 ② (220 A或 B或 C+N
, ,1KW*4.5A )
单相 380 ,电流两安半。 ③ (380V 或 B+CC+A cos1KW*2.5A)
,A+B 或 f =1 ,
3 说明 .
口诀是以 380/220 伏三相四线系统中的三相设备为准,计算每千瓦的安数。对于某些单相或电压不同的单相设备,其每千瓦的安数,口
诀另外作了说明。
① 这两句口诀中,电力专指电动机。在 380 伏三相时(力率 0.8 左右), 电动机每千瓦的电流约为 2 安.即将"千瓦数加一倍"(乘 2) 就
是电流,安。这电流也称电动机的额定电流。
【例 1 5.5 千瓦电动机按"电力加倍"算得电流为 11
】 安。
【例 2】 40千瓦水泵电动机按"电力加倍"算得电流为 80 安。
电热是指用电阻加热的电阻炉等。三相 380 伏的电热设备,每千瓦的电流为 1.5安。即将"千瓦数加一半"(乘 1.5 )就是电流,安。
【例 1 3千瓦电加热器按"电热加半"算得电流为 4.5 安。 】
【例 2】 15千瓦电阻炉按"电热加半"算得电流为 23安。
这句口诀不专指电热,对于照明也适用。虽然照明的灯泡是单相而不是三相,但对照明供电的三相四线干线仍属三相。只要三相大体平
衡也可这样计算。此外,以千伏安为单位的电器(如变压器或整流器)和以千乏为单位的移相电容器(提高力率用)也都适用。即时说,
这后半句虽然说的是电热,但包括所有以千伏安、千乏为单位的用电设备,以及以千瓦为单位的电热和照明设备。
【例 1 12千瓦的三相(平衡时)照明干线按"电热加半"算得电流为 18
】 安。
【例 2】 30 千伏安的整流器按"电热加半"算得电流为 45 安(指 380
伏三相交流侧)。
【例 3 320
】 千伏安的配电变压器按"电热加半"算得电流为 480 安(指 380/220 侧)。 伏低压
【例 4】 100乏的移相电容器(380
千 伏三相)按"电热加半"算得电流为 150 安。
②在 380/220 伏三相四线系统中,单相设备的两条线,一条接相线而另一条接零线的(如照明设备)为单相 220伏用电设备。这种设备
的力率大多为 1 ,因此,口诀便直接说明"单相(每)千瓦 4.5 安"。计算时,只要"将千瓦数乘 4.5"就是电流,安。
同上面一样,它适用于所有以千伏安为单位的单相 220伏用电设备,以及以千瓦为单位的电热及照明设备,而且也适用于220伏的直流。
【例 1 500
】 伏安(0.5千伏安)的行灯变压器(220伏电源侧)按"单相千瓦、4.5
安"算得电流为 2.3安。
【例 2】 1000 瓦投光灯按"单相千瓦、4.5 安"算得电流为 4.5 安。
对于电压更低的单相,口诀中没有提到。可以取 220伏为标准,看电压降低多少,电流就反过来增大多少。比如 36 伏电压,以 220伏为
标准来说,它降低到 1/6 ,电流就应增大到 6倍,即每千瓦的电流为 6*4.5=27 比如 36 60 行灯每只电流为 0.06*27=1.6
安。 伏、 瓦的 安,
5 只便共有 8安。
③在 380/220 伏三相四线系统中,单相设备的两条线都是接到相线上的,习惯上称为单相 380 伏用电设备(实际是接在两相上)。这种
设备当以千瓦为单位时,力率大多为 1 ,口诀也直接说明:"单相 380 ,电流两安半"。它也包括以千伏安为单位的 380 伏单相设备。计
算时,只要"将千瓦或千伏安数乘 2.5"就是电流,安。
【例 1 32千瓦钼丝电阻炉接单相 380 按"电流两安半"算得电流为 80
】 伏, 安。
【例 2】 2 千伏安的行灯变压器,初级接单相 380 按"电流两安半"算得电流为 5 安。 伏,
【例 3 21千伏安的交流电焊变压器,初级接单相 380 按"电流两安半"算得电流为 53安。
】 伏,
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估算出负荷的电流后在根据电流选出相应导线的截面, 选导线截面时有几个方面要考虑到一是导线的机械强度二是导线的电流密度( 安全
截流量), 三是允许电压降
电压降的估算
1.用途
根据线路上的负荷矩,估算供电线路上的电压损失,检查线路的供电质量。
2.口诀 (220V)
提出一个估算电压损失的基准数据,通过一些简单的计算,可估出供电线路上的电压损失。
压损根据"千瓦.米",2.5 铝线 20 KWM 1% • — 。截面增大荷矩大,电压降低平方低。 ①
三相四线 6倍计,即 20KWM 6 1% • × — ,铜线乘上 1.7 。即 20KWM 1.7 1%②
•× —
感抗负荷压损高,10 下截面影响小,若以力率 0.8计,10 上增加 0.2 至 1。 ③
3.说明
电压损失计算与较多的因素有关, 计算较复杂。
估算时,线路已经根据负荷情况选定了导线及截面,即有关条件已基本具备。
电压损失是按"对额定电压损失百分之几"来衡量的。口诀主要列出估算电压损失的最基本的数据,多少"负荷矩"电压损失将为 1% 。
当负荷矩较大时,电压损失也就相应增大。因些,首先应算出这线路的负荷矩。
所谓负荷矩就是负荷(千瓦)乘上线路长度(线路长度是指导线敷设长度"米",即导线走过的路径,不论线路的导线根数。),单位
就是"千瓦.米"。对于放射式线路,负荷矩的计算很简单。如下图 1,负荷矩便是 20*30=600 千瓦.米。但如图 2 的树干式线路,便麻
烦些。对于其中 5 千瓦
设备安装位置的负荷矩应这样算:从线路供电点开始,根据线路分支的情况把它分成三段。在线路的每一段,三个负荷( 、8 5 千瓦) 10 、
都通过,因此负荷矩为:
第一段:10* 10+8+5
( )=230 千瓦.米
第二段:5* 8+5=65
( ) 千瓦.米
第三段:10*5=50 千瓦.米
至 5 千瓦设备处的总负荷矩为:230+65+50=345 千瓦.米
下面对口诀进行说明:
①首先说明计算电压损失的最基本的根据是负荷矩:千瓦.米
接着提出一个基准数据:
2 .5 平方毫米的铝线,单相 220 伏,负荷为电阻性(力率为 1),每 20"千瓦.米"负荷矩电压损失为 1% 这就是口诀中的"2 .5 铝线 。
20—1"。
在电压损失 1% 的基准下, 截面大的, 负荷矩也可大些, 按正比关系变化。 如 10 平方毫米的铝线,
比 截面为 2 .5 平方毫米的 4倍, 20*4=80 则
千瓦.米,即这种导线负荷矩为 80千瓦.米,电压损失才 1% 其余截面照些类推。 。
当电压不是 220 伏而是其它数值时,例如 36 ,则先找出 36 相当于 220 伏的 1/6此时,这种线路电压损失为 1%
伏 伏 。 的负荷矩不是 20 千
瓦.米,而应按 1/6 的平方即 1/36降低,这就是 20* 1/36 .55 千瓦.米。即是说,36 时,每 0 .55 千瓦.米(即每 550 瓦.米),
来 ( )=0 伏
电压损失降低 1% 。
"电压降低平方低"不单适用于额定电压更低的情况,也可适用于额定电压更高的情况。这时却要按平方升高了。例如单相 380 ,由 伏
于电压 380 伏为 220 伏的 1 .7倍,因此电压损失 1% 的负荷矩应为 20*1 .7 的平方=58 千瓦.米。
从以上可以看出:口诀"截面增大荷矩大,电压降低平方低"。都是对照基准数据"2 .5 铝线 20—1"而言的。
【例 1】 一条 220 伏照明支路,用 2 .5 平方毫米铝线,负荷矩为 76 千瓦.米。由于 76 20 的 3.8倍(76/20=3,因此电压损失
是 .8 )
为 3 .8% 。
【例 2】 一条 4平方毫米铝线敷设的 40米长的线路,供给 220 伏 1 千瓦的单相电炉 2 只,估算电压损失是:
先算负荷矩 2*40=80 千瓦.米。再算 4平方毫米铝线电压损失 1% 的负荷矩,根据"截面增大负荷矩大"的原则,4和 2 .5 比较,截面增
大为 1 .6倍(4/2 .5=1),因此负荷矩增为 .6
20*1 .6=32 千瓦.米(这是电压损失 1% 的数据)。最后计算 80/32=2 .5这条线路电压损失为 2 .5%
,即 。
②当线路不是单相而是三相四线时,(这三相四线一般要求三相负荷是较平衡的。它的电压是和单相相对应的。如果单相为 220 伏,对
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应的三相便是 380 即 380/220)
伏, 伏。 同样是 2 .5 平方毫米的铝线, 电压损失 1% 的负荷矩是①中基准数据的 6倍, 20*6=120 米。
即 千瓦.
至于截面或电压变化,这负荷矩的数值,也要相应变化。
当导线不是铝线而是铜线时,则应将铝线的负荷矩数据乘上 1 .7 如"2 .5 铝线 20
, —1"改为同截面的铜线时,负荷矩则改为 20*1 .7=34
千瓦.米,电压损失才 1% 。
【例 3】 前面举例的照明支路,若是铜线,则 76/34=2 .2,即电压损失为 2 .2% 。对电炉供电的那条线路,若是铜线,则 80/ (32*1.7 )
=1 .5 ,电压损失为 1 .5% 。
【例 4 一条 50平方毫米铝线敷设的 380
】 伏三相线路,长 30米,供给一台 60 千瓦的三相电炉。电压损失估算是:
先算负荷矩:60*30=1800 千瓦.米。
再算 50平方毫米铝线在 380 伏三相的情况下电压损失 1% 的负荷矩:根据"截面增大荷矩大",由于 50是 2 .5 的 20倍,因此应乘 20 ,
再根据"三相四线 6倍计",又要乘 6 ,因此,负荷矩增大为 20*20*6=2400 千瓦.米。
最后 1800/2400=0 .75 ,即电压损失为 0 .75% 。
③以上都是针对电阻性负荷而言。对于感抗性负荷(如电动机),计算方法比上面的更复杂。但口诀首先指出:同样的负荷矩——千瓦.米,
感抗性负荷电压损失比电阻性的要高一些。它与截面大小及导线敷设之间的距离有关。对于 10平方毫米及以下的导线则影响较小,可以
不增高。
对于截面 10平方毫米以上的线路可以这样估算:先按①或②算出电压损失,再"增加0.2 至 1",这是指增加 0.2 至 1 倍,即再乘 1 .2
至 2。这可根据截面大小来定,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。 ,
以上是指线路架空或支架明敷的情况。对于电缆或穿管线路,由于线路距离很小面影响不大,可仍按①、②的规定估算,不必增大或仅
对大截面的导线略为增大(在 0 .2以内)。
【例 5】 图 1 中若 20千瓦是 380 伏三相电动机,线路为 3*16 铝线支架明敷,则电压损失估算为: 已知负荷矩为 600 千瓦.米。
计算截面 16平方毫米铝线 380 伏三相时,电压损失 1% 的负荷矩:由于 16是 2 .5 的 6 .4 倍,三相负荷矩又是单相的 6倍,因此负荷矩
增为:20*6 .4*6=768600/768=0 .8 千瓦.米
即估算的电压损失为 0 .8% 。但现在是电动机负荷,而且导线截面在 10以上,因此应增加一些。根据截面情况,考虑 1 .2,估算为
0 .8*1 .2=0 .96 为电压损失约 1%
,可以认 。
以上就是电压损失的估算方法。最后再就有关这方面的问题谈几点:
一、线路上电压损失大到多少质量就不好?一般以 7~8%则。(较严格的说法是:电压损失以用电设备的额定电压为准(如 380/220 为原
伏),允许低于这额定电压的 5% (照明为 2 .5% 但是配电变压器低压母线端的电压规定又比额定电压高 5% 400/230
)。 ( 伏),因此从
变压器开始至用电设备的整个线路中,理论上共可损失 5%+5%=10% ,但通常却只允许 7~8% 。这是因为还要扣除变压器内部的电压损失以
及变压器力率低的影响的缘故。)不过这 7~8% 是指从配电变压器低压侧开始至计算的那个用电设备为止的全部线路。它通常包括有户外
架空线、户内干线、支线等线段。应当是各段结果相加,全部约 7~8% 。
二、估算电压损失是设计的工作,主要是防止将来使用时出现电压质量不佳的现象。由于影响计算的因素较多(主要的如计算干线负荷
的准确性,变压器电源侧电压的稳定性等),因此,对计算要求很精确意义不大,只要大体上胸中有数就可以了。比如截面相比的关系
也可简化为 4比 2 .5 为 1 .5 倍,6比 2 .5 为 2 .5 倍,16比 2 .5 倍为 6倍。这样计算会更方便些。
三、在估算电动机线路电压损失中,还有一种情况是估算电动机起动时的电压损失。这是若损失太大,电动机便不能直接起动。由于起
动时的电流大,力率低,一般规定起动时的电压损失可达 15% 。这种起动时的电压损失计算更为复杂,但可用上述口诀介绍的计算结果判
断,一般截面 25 平方毫米以内的铝线若符合 5% 的要求,也可符合直接起动的要求:35、50平方毫米的铝线若电压损失在 3 .5% 内,也 以
可满足;7095平方毫米的铝线若电压损失在 2 .5% 内,也可满足;而 120平方毫米的铝线若电压损失在 1 .5 以内。才可满足。这 3 .5%
、 以 ,
2 .5% 1 .5 .%
, 刚好是 5% 七、五、三折,因此可以简单记为:"35 以上,七、五、三折"。 的
四、假如在使用中确实发现电压损失太大,影响用电质量,可以减少负荷(将一部分负荷转移到别的较轻的线路,或另外增加一回路),
或者将部分线段的截面增大(最好增大前面的干线)来解决。对于电动机线路,也可以改用电缆来减少电压损失。当电动机无法直接启
动时,除了上述解决办法外,还可以采用降压起动设备(如星- 角起动器或自耦减压起动器等)来解决 三
根据电流来选截面
1.用途
各种导线的截流量( 安全用电) 通常可以从手册中查找。但利用口诀再配合一些简单的心算,便可直接算出,不必查表。
导线的截流量与导线的截面有关,也与导线的材料(铝或铜)、型号(绝缘线或裸线等)、敷设方法(明敷或穿管等)以及环境温度(25℃
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