电气与电器设计选型估算公式与计算方法实例应用解析.docx
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电气与电器设计选型估算公式与计算方法实例应用解析
电气与电器设计、选型计算方法与估算公式
（实例应用解析）
一、照明电路电流计算及熔丝刀闸的选择。
1、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；
2、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。
3、例题：
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表示刀闸；IR表示熔丝。
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：
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。
二、380V/220V常用负荷计算。
1、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，若是三八两倍半。
2、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。
3、例题：
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=380VcosΦ=0.85n=0.95P=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=380VP=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=380VS=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=12KVAR；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=220VP=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=380VS=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。
三、配电电力变压器的选择
1、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。
2、说明：
⑴、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；
⑵、功率因数：
一般选0.8-0.9；
⑶、效率：
一般为0.85-0.9；
⑷、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；
3、例题：
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。
解：
⑴、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；
⑵、注意：
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；
⑶、如：
功率因数=0.7，n=0.9同时率为0.75，电力变压器容量=（700千VA×0.75）／（0.7×0.9）=525／0.63=833千VA；
⑷、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。
四、功率因数的计算。
1、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。
2、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。
3、口诀解析：
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。
4、例题：
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）。
五、电动机接触器热元件选择。
1、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。
2、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。
3、例题：
例：
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：
⑴、经验口诀公式：
10千瓦×2=20（安）；
⑵、已知U=380VP=10千瓦cosΦ=0.85n=0.95；电流I=P/（×U×cosΦ×n）=10/（1.73×0.38×0.85×0.95）=20（安）；
⑶、选择交流接触器：
KM=Ke×（1.3-2）=20×2=40（安）；选CJ10—40；
⑷、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。
六、绝缘导线的安全电流计算。
1、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。
2、口诀一说明：
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。
3、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。
4、口诀二说明：
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。
5、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：
七、380V三相电动机导线截面选择计算。
1、口诀：
电动机选导线，截面系数加减算，二点五，二、四为三，六上均五，往上算，百二返百，升级减，线大容小一级选。
2、说明：
380V三相异步电动机选择导线截面是电工工作中经常遇到的问题，可根据此口诀选择导线截面。
口诀是以铝绝缘导线为准，使用铜绝缘导线时可按同截面的铝导线小一线号的截面为铜导线的载流量，考虑导线穿管及高温场所的使用。
二点五，二是指2.5平方毫米导线加上系数2为电动机容量，即2.5+2=4.5（千瓦），2.5平方毫米的绝缘铝导线可供4.5千瓦及以下的电动机使用。
若使用铜绝缘导线时可选1.5平方毫米的铜绝缘导线；四二为三是指4平方毫米的导线加系数3为电动机容量，即4+3=7（千瓦），可供7千瓦电动机使用；六上均五，是指6平方毫米以上的截面导线加系数均为5。
3、例题：
⑴、例如：
6平方毫米加系数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）。
⑵、百二返百，升级减，线大容小一级选是指导线截面120平方毫米可供100千瓦三相380伏供电电动机使用，导线截面在120平方毫米以上，按线号截面小一等级计算电动机容量。
⑶、例如：
120平方毫米绝缘铝导线可供100千瓦电动机容量；150平方毫米绝缘铝导线可供120千瓦电动机容量；185平方毫米绝缘铝导线可供150千瓦电动机容量；240平方毫米绝缘铝导线可供185千瓦电动机容量使用；由于电动机集肤效应，导线截面越大，其电流系数越小。
八、低压380V/220V三相四线架空导线截面选择计算。
1、口诀：
架空线路选截面，荷距系数相乘算，三相荷距系乘四，单相荷距二十四，得数除以1.7，即得铜线截面积。
2、说明：
低压架空线路安装选择导线截面是电工工作中经常遇到的实际问题，导线截面选择大了造成浪费，投资高，导线截面选小了，不能满足于供电安全和供电电压质量要求，导线截面按口诀选择能满足于电压损失5%的供电安全要求。
3、口诀解析：
架空线路选截面，荷距系数相乘算是指导线截面，求出送电员荷距，再乘以系数即为应选择的导线；三相荷距系乘四，单相荷距二十四是指三相四线制供电，三相380伏，求出员荷距再乘以系数4为应选择的导线截面，单相220伏供电，求出员荷距再乘以系数24为应选择的导线截面，选用铜线时，可按求出的导线截面除以1.7即为铜线截面。
4、例题：
例1：
有一三相四线制供电，380伏架空线，长度200米，输电功率为30千瓦，允许电压损失5%，求导线截面？
解：
三相四线制供电。
S=P×系数×M=30×4×0.2=24平方毫米；铜线S=铝线S/1.7=24/1.7=16平方毫米；S——导线截面；M——员荷距（千瓦/公里）。
答：
导线截面选用铝导线25平方毫米，选铜导线为16平方毫米。
例2：
三相四线制供电，380伏架空线，长度350米，输送功率为30千瓦，求导线截面？
解：
S=4；S=4×40×0.35；S=56平方毫米，整定为70平方毫米；铜线=70/1.7=41.1平方毫米，整定为50平方毫米；
答：
选70平方毫米铝导线或50平方毫米铜线。
例3：
有单相220V照明电路长100米，输送功率20千瓦，电压允许损失5%，选择导线截面？
解：
S=系数×P×M；S=24×20×0.1；S=48平方毫米，整定为50平方毫米；铜线=50/1.7=29.4平方毫米，整定为35平方毫米；
注：
根据上述经验口诀，基本符合，按导线选择原则的按电压损失系数，按经济密度选择系数基本达到供电技术的要求，要达到完整理想选择，请查阅有关资料。
5、不同的额定电压推荐不同的输出容量输电距离表：
6、绝缘与聚氯乙烯绝缘铠装电缆和交联聚乙烯绝缘电缆在空气中（25℃）长期允许载流量表：
表1：
铝芯纸绝缘、聚氯乙烯绝缘铠装电缆和交联聚乙烯绝缘电缆长期允许载流量。
绝缘电缆在空气中（25℃）长期允许载流量。
导体截面
（m㎡）
长期允许载流量（A）。
1kV
3kV
6kV
10kV
20~35kV
二芯
三芯
四芯
纸绝缘
纸绝缘
聚氯乙烯绝缘
交联聚乙烯绝缘
纸绝缘
聚氯乙烯绝缘
纸绝缘
聚氯乙烯绝缘
纸绝缘
聚氯乙烯绝缘
纸绝缘
聚氯乙烯绝缘
纸绝缘
聚氯乙烯绝缘
2.5
26
24
24
24
4
34
27
32
23
32
23
32
6
44
35
40
30
40
30
40
48
10
60
46
55
40
55
40
55
48
43
60
60
16
80
62
70
54
70
54
70
60
56
85
60
80
25
105
81
95
73
95
73
95
85
73
100
80
95
75
85
35
128
99
115
88
115
92
115
100
90
125
95
120
85
110
50
160
123
145
111
145
115
145
125
114
155
120
145
110
135
70
197
152
180
138
180
141
180
155
143
190
145
180
135
165
95
235
185
220
167
220
174
220
190
168
220
180
205
165
180
120
270
215
255
194
255
201
255
220
194
255
205
235
180
200
150
307
246
300
225
300
231
300
255
223
295
235
270
200
230
185
345
257
345
266
345
295
256
245
270
320
230
240
410
305
410
410
345
301
320
300
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
注：
1.铜芯电缆载流量为表中数值乘以校正系数1.3；
2.本表位单根电缆容量；
3.单芯塑料电缆为三角排列，中心距等于电缆外径。
表2：
铝芯纸绝缘、聚氯乙烯绝缘铠装电缆和交联聚乙烯绝缘电缆长期允许载流量。
（直埋地下25℃，土壤热阻系数为80℃·cm/W）。
导体截面
（m㎡）
长期允许载流量（A）。
1kV
3kV
6kV
10kV
20~35kV
二芯
三芯
四芯
纸绝缘
纸绝缘
聚氯乙烯绝缘
交联聚乙烯绝缘
纸绝缘
聚氯乙烯绝缘
纸绝缘
聚氯乙烯绝缘
纸绝缘
聚氯乙烯绝缘
纸绝缘
聚氯乙烯绝缘
纸绝缘
聚氯乙烯绝缘
2.5
29.7
28
28
28
4
39
35
37
30
37
29
37
6
50
43
46
38
46
37
46
10
66
56
60
51
60
50
60
55
46
70
16
86
76
80
67
80
65
80
70
63
95
65
90
25
112
100
105
88
105
85
105
95
81
110
90
105
80
90
35
135
121
130
107
130
110
130
110
102
135
105
130
90
115
50
168
147
160
133
160
135
160
135
127
165
130
150
115
135
70
204
180
190
162
190
162
190
165
154
205
150
185
135
165
95
243
214
230
190
230
196
230
205
182
230
185
215
165
185
120
275
247
265
218
265
223
265
230
209
260
215
245
185
210
150
316
277
300
248
300
252
300
260
237
295
245
275
210
230
185
340
279
340
284
340
295
270
345
275
325
230
250
240
400
324
400
400
345
313
395
325
375
300
-
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注：
1.铜芯电缆载流量为表中数值乘以校正系数1.3；
2.本表位单根电缆容量；
3.单芯塑料电缆为三角排列，中心距等于电缆外径。
7、注意：
⑴、铜芯电缆的载流量为表中数值乘以系数1.3倍；
⑵、本表格载流量为单根电缆容量；
⑶、单芯塑料电缆为三角形排列，中心距等于电缆外径。
⑷、电缆长期允许载流量及其校正系数铝芯绝缘、聚氯乙烯绝缘、铠装电缆和交联聚氯乙烯绝缘电缆长期允许载流量直接埋在地下时（25℃）土壤热阻系数为80℃cm/w；
⑸、铜芯电缆的载流量为表中数值乘以系数1.3倍；
⑹、本表格载流量为单根电缆容量；
⑺、单芯塑料电缆为三角形排列，中心距等于电缆外径。
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