電工經(jīng)驗公式

四川理工學院機電工程一班鮮勇畢業(yè)論文目錄摘要————————————————————————1關(guān)鍵詞———————————————————————1前言————————————————————————1一.三相電力變壓器常用口訣——————————————11.變壓器的選擇——————————————————12.變壓器各電壓等級側(cè)額定電流計算—————————33.變壓器各電壓等級側(cè)的保護值的選定————————4二.口訣在電動機中的應(yīng)用——————————————61.已知三相電動機容量，求其額定電流————————62.電動機穿鋼管規(guī)格的選擇—————————————73.電動機供電導線截面速估算————————————8參考目錄——————————————————————9論“口訣”在電氣工程中的應(yīng)用摘要：本文分電力變壓器和電動機兩部分討論了電工常用口訣的應(yīng)用，第一部分討論了變壓器容量和熔體的選擇及一二次側(cè)電流值的計算；第二部分討論了電動機電流的計算及導線和保護鋼管的選擇。關(guān)鍵詞：口訣變壓器電動機容量電流熔體導線鋼管前言口訣在我國有悠久的歷史，各行各業(yè)都習慣用口訣來解決生產(chǎn)問題，如農(nóng)業(yè)用的諺語，商業(yè)的珠算口訣等。雖然電工行業(yè)的計算要求不高，但繁鎖的計算迫使電氣工作人員極力尋求電氣領(lǐng)域的簡化公式，經(jīng)驗公式和實用計算口訣。這里我們通過經(jīng)驗公式或圖表，用以說明口訣的來源，涵義，實用價值，誤差大小。三相電力變壓器常用口訣電力變壓器是變電所中最主要的設(shè)備，又稱主變壓器，電力變壓器按變壓性質(zhì)分有升壓，降壓變壓器，按相數(shù)分有單相，三相變壓器，按冷卻方式分有干式，油浸式變壓器，按繞組的材質(zhì)分有銅繞組和鋁繞組變壓器。正是因為變壓器是變電所中最主要的設(shè)備，最不可缺少的設(shè)備。每個電氣工作人員都應(yīng)該了解其基本數(shù)據(jù)，以便在工作中對它的狀態(tài)了如指掌。在此將從理論計算和“口訣”兩方面通過圖表的形式討論變壓器的基本參數(shù)及其附屬設(shè)備的選擇。一變壓器的選擇1．變壓器臺數(shù)的選擇選擇變壓器的臺數(shù)，應(yīng)該遵循保證供電可靠性，經(jīng)濟性，接線簡單，考慮發(fā)展，留有余量的原則，具體的說有以下幾點：（1）對于無特殊要求的三級負荷，應(yīng)該盡量裝設(shè)一臺變壓器，但是對于負荷較大且較集中的地方也可采用兩臺變壓器，以降低單臺變壓器的容量。（2）對于有大量一，二級負荷的地方，原則上應(yīng)該選擇兩臺變壓器，以便當一臺變壓器故障或檢修時，增加供電可靠性。（3）對于季節(jié)或負荷晝夜變動較大的變電所，應(yīng)選用兩臺變壓器，負荷高峰時兩臺并列運行，而在低荷期間切除一臺，以保證變壓器的經(jīng)濟運行。2．變壓器容量的選擇選擇變壓器的容量時，應(yīng)遵循滿足負荷要求，一般單臺變壓器的容量不宜超過1000KVA，同一工廠的變壓器容量等級應(yīng)盡量減少，在選擇具體變壓器容量時可按下述方法進行?？紤]發(fā)展，留有余地的原則，且應(yīng)該讓變壓器高效運行，（滿載率在75%左右效率最高）（1）裝設(shè)一臺變壓器的變電所：變壓器的容量SNT應(yīng)該滿足全部用電設(shè)備總計算負荷S30要求，即：SNT≧S30(2)裝設(shè)兩臺變壓器的變電所：每臺變壓器的額定容量SNT應(yīng)同時滿足下面兩個條件。A．任一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計算負荷S30的70%的需要，即：SNT≈0.7S30B．任一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)滿足全部一.二級負荷的需要，即:SNT≧S30(Ⅰ+Ⅱ).具體選擇時可以參照下面的經(jīng)驗公式：當已知工廠的性質(zhì)和裝機容量，求算全廠配變?nèi)萘浚焊鶕?jù)經(jīng)驗公式：Sh≈P∑,hSmed≈0.7P∑,medSb≈0.5P∑,b式中：Sh——冶金，紡織，水泥類工廠配變?nèi)萘浚↘VA）；Smed——輕工業(yè)及化工廠類工廠配變?nèi)萘浚↘VA）；Sb——機械制造及加工類工廠配變?nèi)萘浚↘VA）；P∑,h——冶金，紡織，水泥類工廠裝機容量（KW）；P∑,med——輕工業(yè)及化工廠類工廠裝機容量（KW）；P∑,b——機械制造及加工類工廠裝機容量（KW）。得出計算口訣：工廠配變千伏安，裝機千瓦數(shù)估算。冶金紡織水泥廠，千瓦就是千伏安。機械制造加工廠，千瓦一半千伏安。其余輕工化工廠，千瓦七折千伏安。說明：一個工廠的全廠負荷主要由工廠的性質(zhì)和裝機容量決定。工廠的性質(zhì)從用電的角度來看，大體上分三種：一種是主要設(shè)備長期開動，連續(xù)生產(chǎn)，負荷比較穩(wěn)定的工廠，如冶金，紡織，水泥等工廠；另一種是主要設(shè)備時開時停，負荷率較低且波動較大的廠，如各種機械制造和加工的工廠；再一種是屬于上述兩種性質(zhì)之間的廠，其負荷的長期性及穩(wěn)定性比前一種低，但比后一種高，如一些輕工業(yè)工廠及化工廠等。我國現(xiàn)行變壓器的容量等級有：現(xiàn)行變壓器的容量等級10100100010000（120000）125125012500（150000）160160016000（180000）20200200020000（240000）（30）315315031500（360000）4004000400005005000500006363063006300080800800080000對于冶金紡織水泥廠等這種性質(zhì)的工廠，全廠負荷的容量千伏安可以和工藝設(shè)備的裝機容量千瓦數(shù)相同，確定配電變壓器時，可以取接近的變壓器容量。例：已知一煉鐵廠的裝機容量是2500KVA。求該廠選用變壓器容量。解：根據(jù)口訣：該廠配變?nèi)萘?2500※1=2500(KVA)該廠選用S9-2500/10型電力變壓器就合適。這按口訣計算意義上講是正確的，但在實踐中是不合適的。原因有兩個：一是廠變電所只裝設(shè)一臺變壓器供電時，“單臺變壓器的容量不宜大于1000KVA”。二是煉鐵廠屬于二級負荷或一級負荷（高爐容量較大的，自動化程度高的），故最好由兩個彼此獨立的電源供電。因此，該煉鐵廠應(yīng)裝置3臺：S9-1000/10型電力變壓器，總?cè)萘繛?000KVA才合適。對于機械加工行業(yè)的工廠，其配電變壓器容量千伏安數(shù)值可取全廠裝機容量千瓦數(shù)的一半。例：籌建一機械修理廠，工藝設(shè)備容量統(tǒng)計為1600KW。求算該廠配電變壓器容量。解：根據(jù)口訣，該廠配變?nèi)萘?0.5※1600=800(KVA),S9-800/10型。對于那些介于上述兩種性質(zhì)之間的工廠，其配電變壓器容量（KVA）可以取全廠裝機容量（KW）值的70%。例如我廠的工藝設(shè)備容量為1200KW，我廠選用配電變壓器的容量為：1200※0.7=840(KVA),考慮發(fā)展和國家標準，選用S9-1000/10型電力變壓器。（2）統(tǒng)計一個工廠的裝機容量時，可以不計算照明，通風等輔助用電設(shè)備，同時也不必分單相，三相，千瓦或千伏安等，可以統(tǒng)統(tǒng)看成千瓦（KW）相加。此外，有高壓用電設(shè)備（如高壓電動機等）的工廠，如果在統(tǒng)計裝機容量時，已包括了這些高壓用電設(shè)備，在選用內(nèi)部低壓配電變壓器容量時，應(yīng)將這些高壓用電設(shè)備的容量扣除才對。（3）口訣算出的配變?nèi)萘?，尚有一定的裕量，不必擔心容量不足。若籌建的工廠需要多臺配變時，由于全廠負荷由幾臺變壓器分擔，效率較低，因此，變壓器的總?cè)萘恳瓤谠E求算出來的數(shù)值大一些。否則，會有部分變壓器過負荷的隱患。口訣也適用于求算較大車間的配電變壓器容量，這只要把車間的用電性質(zhì)按說明劃分一下即可。二．變壓器各電壓等級側(cè)額定電流計算根據(jù)公式In=Sn/√3.Un.=Sn/Un※1/√3≈Sn/Un※6/10式中：In——變壓器額定電流（A）；Sn——變壓器額定容量（KVA）；Un——變壓器額定電壓（KV）。得出計算變壓器額定電流的口訣：容量除以電壓值，其商乘六除以十。說明：（1）口訣適用于任何電壓等級，如380V，6KV，10KV，35KV，110KV，220KV等。例：其我廠容量為1000KVA，10KV/0.4KV的S9-1000/10型三相電力變壓器各電壓等級側(cè)的額定電流：10KV側(cè)的額定電流=1000/10※6/10=60（A），實際電流為57.7A0.4KV側(cè)的額定電流=1000/0.4※6/10=1500（A）實際電流為1443.4A（2）在日常生活中，有些電工只涉及一兩種電壓等級的變壓器額定電流的計算。如將口訣進一步簡化，則可以推導各電壓等級側(cè)額定電流的計算口訣：容量系數(shù)相乘求。各電壓等級側(cè)對應(yīng)的系數(shù)見表：電壓等級（KV）0.461035110220系數(shù)1.50.10.060.0150.0050.0025例：我廠容量為630KVA，10/0.4KV三相電力變壓器一，二次額定電流分別為：10KV側(cè)的額定電流=630※0.06=37.8（A）實際電流為36.4A0.4KV側(cè)的額定電流=630※1.5=945（A）實際電流為909（3）誤差。應(yīng)用常規(guī)公式與經(jīng)驗公式相比肯定會有誤差，但是很小不影響使用。下表給出了常用變壓器口訣與常規(guī)公式計算額定電流值的比較。容量（KVA）電壓等級（KV）額定電流（A）誤差值（%）常規(guī)算法（In=Sn/（√3.Un）口訣算法1800.4180/（√3※0.4）=260180※1.5=270+3.841806180/（√3※6.3）=16.5180※0.1=18+9.09150001015000/（√3※10.5）=824.815000※0.06=900+9.11150003515000/（√3※36.75）=235.615000※0.015=225-4.491500011015000/（√3※115.5）=7515000※0.005=750.00120000220120000/（√3※231）=229.9120000※0.0025=300-0.03注：表中變壓器額定電壓均按標稱電壓的105%計算。三.變壓器各電壓等級側(cè)的保護值的選定。正確的選用熔斷器熔體對變壓器的安全運行關(guān)系極大，當僅用熔斷器作變壓器高，低壓側(cè)保護時，熔體的正確選用更為重要。這是電工經(jīng)常碰到和要解決的問題。根據(jù)有關(guān)規(guī)定“高壓熔體應(yīng)按配電變壓器額定電流的1.5～2倍選擇”得公式：Ij1=(1.5～2)In1=(1.5～2)Sn/√3Un1≈√3Sn/√3Un≈Sn/Un1式中：Ij1——配電變壓器一次側(cè)熔體電流（A）；In1——配電變壓器一次側(cè)額定電流（A）；Sn——配電變壓器容量（KVA）；Un1——配電變壓器一次側(cè)熔體電壓（A）。即變壓器高壓側(cè)保護熔體的電流可用變壓器容量比一次側(cè)電壓值的方法來求，由此得出計算口訣：配變高壓熔體流，容量電壓相比求。說明：口訣給出了中壓35（10，6）/0.4KV三相變壓器用熔斷器作為保護時，選擇熔斷器電流值的方法：用配電變壓器的一次千伏數(shù)直接去除配電變壓器的容量千伏安數(shù)。由口訣中可以看出，配電變壓器高壓側(cè)熔體電流為變壓器額定電流的√3倍時，熔體電流值為變壓器額定容量除以變壓器所接的電壓千伏數(shù)，而√3=1.732，恰好等于“高壓熔體應(yīng)按變壓器額定電流的1.5-2倍選取”的1.5-2的中間值，所以可得口訣。為了避開變壓器空載投入瞬間，高壓側(cè)出現(xiàn)的勵磁涌流（最高可以達到額定電流的6-8倍，時間雖短但可能使熔體熔斷，影響正常供電），所以高壓側(cè)熔體電流應(yīng)大于配電變壓器額定電流，當為額定電流的1.5-2倍時，即可以抗涌流的沖擊，又能保證變壓器內(nèi)部故障時很快熔斷，起到保護作用。為什么不選2倍，即“高壓2倍來相求”，是因為實踐證明，取上限“高壓2倍來相求”選取變壓器高壓側(cè)熔體電流，常有偏大的現(xiàn)象，配電變壓器內(nèi)部故障時，熔體不熔斷，不起保護作用，而且大多數(shù)配電變壓器是連續(xù)供電不經(jīng)常啟動的?？谠E“容量電壓相比求”具體應(yīng)用時，可簡化為容量直接乘以一系數(shù)，各電壓等級值與相應(yīng)系數(shù)見表：電壓等級（KV）61035系數(shù)0.160.10.03高壓熔體的容量等級見表：電壓等級容量等級6～10KV3557.510152030405075100150200例如我廠使用的保安電源為630KVA，10/0.4KV（S9-1000/10）電力變壓器，其高壓側(cè)的熔體電流為：630/10=63（A）考慮我廠有大負荷（如132KW空氣壓縮機，110KW鹽水制冷機組）頻繁啟動，選用75A熔體。經(jīng)過近兩年的運行證明選用75A的熔體是切實可行的。變壓器低壓側(cè)采用自動斷路器作為保護裝置時，其瞬時脫扣器電流值的整定。根據(jù)經(jīng)驗公式：Iset,t=3Sn式中：Iset,t——斷路器瞬時脫扣器整定：Sn——變壓器容量。得出計算口訣：配變二次側(cè)供電，最好配用斷路器：瞬時脫扣器整定值，三倍容量千伏安。說明：（1）.當斷路器作為電力變壓器二次側(cè)供電線路總開關(guān)時，斷路器脫扣器瞬時動作整定值，一般按公式：Iset≧Kk.Ijf計算。公式中斷路器保護變壓器的可靠系數(shù)Kk，一般取1.35，線路尖峰電流Ijf，則需要取或查找設(shè)計資料。經(jīng)工作實踐發(fā)現(xiàn)按公式計算出的數(shù)值大多近似等于變壓器容量的3倍。聯(lián)想選擇變壓器的二次熔體電流值時，二次熔體的電流值應(yīng)按二次側(cè)額定電流選擇，即可按變壓器容量的1.5倍選擇。常用的鉛銻合金，銅絲熔體的熔斷電流是額定電流的2倍，2※1.5=3。這樣變壓器二次側(cè)所選的熔體的熔斷電流值為變壓器容量千伏安數(shù)值的3倍。長期實踐證明，口訣計算斷路器瞬時脫扣器整定電流值雖有誤差，但能滿足電工工作的需要。例如：我廠的S9-1000/10型變壓器選用型斷路器作為保護，根據(jù)口訣“三倍容量千伏安”得3*1000=3000A，將斷路器的整定值調(diào)為3000A，經(jīng)過兩年的運行沒有出現(xiàn)誤動作和拒動，說明整定值是可行的。（2）.但是應(yīng)該注意：當斷路器用在100KVA及以下小容量的變壓器上二次側(cè)供電線路上時，若其負荷主要是籠型電動機，最大一臺電動機的容量又與變壓器容量相差不多，按“三倍容量千伏安”，求瞬時脫扣電流整定值時，一般不能避開電動機啟動電流的影響，此時應(yīng)將整定值放大一些，取3.5倍變壓器容量，即將口訣改為“配變?nèi)萘咳栋搿?。但是以不超過20%為原則.口訣在電動機中的應(yīng)用一．已知三相電動機容量，求其額定電流根據(jù)三相電動機的功率計算公式P=√3UIcos?n得：I=P/√3Ucos?n≈P/1.732*0.76*U≈0.76P/U式中：P——電動機容量（KW）；I——電動機額定電流（A）；U——電源電壓（KV）；n——電動機效率（取n=0.9）;cos?——電動機功率因素（取cos?=0.85）。得出計算口訣：容量除以千伏數(shù)，商乘系數(shù)點七六。說明：（1）口訣適用任何電壓等級的三相電動機額定電流的計算。如：220V,380V,660V,3KV,6KV等。由公式及口訣都可以說明容量相同而電壓等級不同的電動機額定電流是不同的，即電壓千伏數(shù)不一樣，去除以相同的容量，所得的“商數(shù)”顯然是不同，不相同的商數(shù)去乘相同的系數(shù)0.76，所得的電流值也不相同。通過上述口訣還可以推導計算各電壓等級電動機額定電流的專用口訣，用專用口訣計算電動機的額定電流時，容量與電流安培關(guān)系直接倍數(shù)化，省去了容量除以千伏數(shù)，商數(shù)再乘系數(shù)0.76。三相二百二電機，千瓦三點五安培。常用三百八電機，一個千瓦兩安培。低壓六百六電機，千瓦一點二安培。高壓三千伏電機，四個千瓦一安培。高壓六千伏電機，八個千瓦一安培。(2).口訣在使用中，容量單位為KVA，電壓單位為KV，電流單位為A，此點在使用中一定要注意。（3）.口訣中的系數(shù)0.76是考慮電動機的功率因素和效率等計算而得的一個綜合值。功率因素為0.85，效率為0.9，這兩個數(shù)值比較適合于幾十千瓦以上的電動機，對于常用的10KW以下電動機則顯的大些。這樣就使計算值與銘牌上的額定值之間產(chǎn)生誤差，這個誤差對于10KW以下的電動機按額定電流選擇開關(guān)，接觸器，導線等影響很小。而且0.85*0.9=0.76；1除以0.76與（1.732）的乘積，恰好又等于0.76。由公式可以看出：按三相電動機容量（KW），求電動機額定電流（A）時，只要用電動機配接電源電壓（KV）數(shù)去除0.76，再乘以功率（KW）數(shù)，即得該電動機額定電流（A）數(shù)。0.76又恰好是常見的低壓380V電動機0.38KV數(shù)的2倍，0.76/0.38*P=2P。（4）運用口訣計算技巧。用口訣計算常用380V電動機額定電流時，先運用電動機配接的電源電壓0.38V去除0.76、商數(shù)2去乘容量（KW）數(shù)。若遇容量較大的6KV電動機，容量（KW）數(shù)恰好又是6KV的整數(shù)倍，則容量除以千伏數(shù)，商數(shù)乘以0.76系數(shù)。（5）誤差。說明公式中系數(shù)0.76是取電動機功率因數(shù)為0.85，效率為0.9而算得，這樣在實際運用中有不同的功率因數(shù)和效率，導致計算得到的電流與額定電流之間存在誤差。五個專用口訣，容量與電流的倍數(shù)，則是各電壓等級數(shù)去除0.76系數(shù)的商。專用口訣雖然簡單易心算，但是應(yīng)該注意誤差會增大。一般千瓦數(shù)較大的電動機，算得電流比銘牌上的略大些；而千瓦數(shù)較小的電動機，算得電流比銘牌上的略小些。所以在計算時，當電流達到十多安或幾十安時，則不用算到小數(shù)點以后?？梢运纳岫宀蝗?，只取整數(shù)。這樣既簡單又不影響實用。對于較小的電流也只要算到小數(shù)點后一位即可。前面講了口訣在計算電動機電流上的應(yīng)用，在運用中當知道了電動機的額定電流之后就可以選擇相應(yīng)的開關(guān)，導線及保護了，這些在運用中都有口訣可用，不過開關(guān)和保護的選擇相對比較簡單，而且對于一般的維修工人來說，這些是已經(jīng)選擇好了的，不用再管。下面主要討論在安裝工作中常遇見的導線以及保護管的選擇。電動機供電導線截面速估算鋁芯絕緣線各截面與其所供電動機最大容量間關(guān)系如表：導線截面mm2.54610162535507095120系數(shù)+3+4+5-20電機容量KW0.751.11.52.2345.57.5111518.522303745557590100得出估算口訣:多大導線供電機,截面容量和系數(shù).二點五線面加三,截面是四再加四.六至九五均加五,百二反配一百機.說明:(1)對于三相380V異步電動機供電導線截面選配,正常程序是根據(jù)電動機容量先算出電流,再根據(jù)電流的大小,供電距離及電壓損失等因素,結(jié)合導線載流量來選擇,繁鎖費時,且電動機容量等級較多,一一按容量選配導線更為煩瑣。經(jīng)長期實踐和運算得出規(guī)律：電動機容量是所應(yīng)選配供電導線截面積加一系數(shù)的和。口訣中是指鋁芯絕緣導線按環(huán)境溫度35℃，三根導線同穿一根鋼管安裝選擇（2）口訣中的“二點五線面加三”是指2.5平方毫米的鋁導線可以，可以配2.5+3=5.5KW及以下的電動機，后面的以此類推?！鞍俣磁湟?/p>