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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
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 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3】 3千瓦電加熱器按"電熱加半"算得電流為4.5安。
【例4】 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(duì)于照明也適用。雖然照明的燈泡是單相而不是三相,但對(duì)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(duì)于電壓更低的單相,口訣中沒有提到。可以取220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(jí)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(jí)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(安全截流量),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。
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(duì)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最基本的數(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(duì)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(duì)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: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5千瓦設(shè)備處的總負(fù)荷矩為:230+65+50=345千瓦.米
下面對(duì)口訣進(jìn)行說明:
①首先說明計(jì)算電壓損失的最基本的根據(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%。
"電壓降低平方低"不單適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(duì)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))。最后計(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(duì)應(yīng)的。如果單相為220伏,對(duì)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(duì)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(tái)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。最后1800/2400=0 .75,即電壓損失為0 .75%。
③以上都是針對(duì)電阻性負(fù)荷而言。對(duì)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(duì)于10平方毫米及以下的導(dǎo)線則影響較小,可以不增高。
對(duì)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(duì)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(duì)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。最后再就有關(guān)這方面的問題談幾點(diǎn):
根據(jù)電流來選截面
1.用途
各種導(dǎo)線的截流量(安全用電)通常可以從手冊(cè)中查找。但利用口訣再配合一些簡單的心算,便可直接算出,不必查表。
導(dǎo)線的截流量與導(dǎo)線的截面有關(guān),也與導(dǎo)線的材料(鋁或銅)、型號(hào)(絕緣線或裸線等)、敷設(shè)方法(明敷或穿管等)以及環(huán)境溫度(25℃左右或更大)等有關(guān),影響的因素較多,計(jì)算也較復(fù)雜。
2.口訣
鋁心絕緣線截流量與截面的倍數(shù)關(guān)系: S(截面)=0.785*D(直徑)的平方10下5,100上二,25、35,四三界,70、95,兩倍半。 ①穿管、溫度,八九折。 ②裸線加一半。 ③銅線升級(jí)算。 ④
3.說明
口訣是以鋁芯絕緣線、明敷在環(huán)境溫度25℃的條件為準(zhǔn)。若條件不同,口訣另有說明。絕緣線包括各種型號(hào)的橡皮絕緣線或塑料絕緣線。
口訣對(duì)各種截面的截流量(電流,安)不是直接指出,而是用"截面乘上一定倍數(shù)"來表示。為此,應(yīng)當(dāng)先熟悉導(dǎo)線截面(平方毫米)的排列:1 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 ....... 生產(chǎn)廠制造鋁芯絕緣線的截面通常從2.5開始,銅芯絕緣線則從1開始;裸鋁線從16開始,裸銅線則從10開始。
①這口訣指出:鋁芯絕緣線截流量,安,可以按"截面數(shù)的多少倍"來計(jì)算。口訣中阿拉伯?dāng)?shù)字表示導(dǎo)線截面(平方毫米),漢字?jǐn)?shù)字表示倍數(shù)。把口訣的"截面與倍數(shù)關(guān)系"排列起來便如下:...10*5 16、25*4 35 、45*3 70 、95*2.5 120*2...... 現(xiàn)在再和口訣對(duì)照就更清楚了,原來"10下五"是指截面從10以下,截流量都是截面數(shù)的五倍。"100上二"是指截面100以上,截流量都是截面數(shù)的二倍。截面25與35是四倍和三倍的分界處。這就是口訣"25、35四三界"。而截面70、95則為二點(diǎn)五倍。從上面的排列可以看出:除10以下及100以上之處,中間的導(dǎo)線截面是每每兩種規(guī)格屬同一種倍數(shù)。
下面以明敷鋁芯絕緣線,環(huán)境溫度為25℃,舉例說明:
【例1】6平方毫米的,按"10下五"算得截流量為30安。【例2】150平方毫米的,按"100上二"算得截流量為300安。【例3】70平方毫米的,按"70、95兩倍半"算得截流量為175安。
從上面的排列還可以看出:倍數(shù)隨截面的增大而減小。在倍數(shù)轉(zhuǎn)變的交界處,誤差稍大些。比如截面25與35是四倍與三倍的分界處,25屬四倍的范圍,但靠近向三倍變化的一側(cè),它按口訣是四倍,即100安,但實(shí)際不到四倍(按手冊(cè)為97安),而35則相反,按口訣是三倍,即105安,實(shí)際則是117安,不過這對(duì)使用的影響并不大。當(dāng)然,若能"胸中有數(shù)",在選擇導(dǎo)線截面時(shí),25的不讓它滿到100安,35的則可以略為超過105安便更準(zhǔn)確了。同樣,2.5平方毫米的導(dǎo)線位置在五倍的最始(左)端,實(shí)際便不止五倍(最大可達(dá)20安以上),不過為了減少導(dǎo)線內(nèi)的電能損耗,通常都不用到這么大,手冊(cè)中一般也只標(biāo)12安。
②從這以下,口訣便是對(duì)條件改變的處理。本名"穿管、溫度,八、九折"是指:若是穿管敷設(shè)(包括槽板等敷設(shè),即導(dǎo)線加有保護(hù)套層,不明露的),按①計(jì)算后,再打八折(乘0.8)。若環(huán)境溫度超過25℃,應(yīng)按①計(jì)算后再打九折(乘0.9)。
關(guān)于環(huán)境溫度,按規(guī)定是指夏天最熱月的平均最高溫度。實(shí)際上,溫度是變動(dòng)的,一般情況下,它影響導(dǎo)體截流并不很大。因此,只對(duì)某些高溫車間或較熱地區(qū)超過25℃較多時(shí),才考慮打折扣。
還有一種情況是兩種條件都改變(穿管又溫度較高),則按①計(jì)算后打八折,再打九折。或者簡單地一次打七折計(jì)算(即0.8*0.9=0.72,約為0.7)。這也可以說是"穿管、溫度,八、九折"的意思。
例如:(鋁芯絕緣線)10平方毫米的,穿管(八折),40安(10*5*0.8=40)高溫(九折)45安(10*5*0.9=45)穿管又高溫(七折)35安(10*5*0.7=35安)95平方毫米的,穿管(八折)190安(95*2.5*0.8=190)高溫(九折)214安(95*2.5*0.9=213.8)穿管又高溫(七折)166安(95*2.5*0.7=166.3)
③ 對(duì)于裸鋁線的截流量,口訣指出"裸線加一半",即按①計(jì)算后再一半(乘1.5)。這是指同樣截面的鋁芯絕緣芯與裸鋁線比較,截流量可加一半。
【例1】 16平方毫米裸鋁線, 96安(16*4*1.5=96)高溫, 86安(16*4*1.5*0.9=86.4)【例2】 35平方毫米裸鋁線, 158安(35*3*1.5=157.5)【例3】 120平方毫米裸鋁線, 360安(120*2*1.5=360)
④對(duì)于銅導(dǎo)線的截流量,口訣指出"銅線升級(jí)算",即將銅導(dǎo)線的截面按截面排列順序提升一級(jí),再按相應(yīng)的鋁線條件計(jì)算。
【例1】 35平方毫米裸銅線25℃。升級(jí)為50平方毫米,再按50平方毫米裸鋁線,25℃計(jì)算為225安(50*3*1.5)。【例2】 16平方毫米銅絕緣線25℃。按25平方毫米鋁絕緣線的相同條件,計(jì)算為100安(25*4)。【例3】 95平方毫米銅絕緣線25℃ ,穿管。按120平方毫米鋁絕緣線的相同條件,計(jì)算為192安(120*2*0.8)。
附帶說一下:對(duì)于電纜,口訣中沒有介紹。一般直接埋地的高壓電纜,大體上可采用①中的有關(guān)倍數(shù)直接計(jì)算,比如35平方毫米高壓鎧裝鋁芯電纜埋地敷設(shè)的截流量約為105安(35*3)。95平方毫米的約為238安(95*2.5)。下面這個(gè)估算口訣和上面的有異曲同工之處:二點(diǎn)五下乘以九,往上減一順號(hào)走。三十五乘三點(diǎn)五,雙雙成組減點(diǎn)五。條件有變加折算,高溫九折銅升級(jí)。穿管根數(shù)二三四,八七六折滿載流。2.5平方*9 4平方*8 6平方*7 10平方*6 16平方*5 25平方*4 35平方*3.550和70平方*3 95和120平方*2.5 .......
最后說明一下用電流估算截面的適用于近電源(負(fù)荷離電源不遠(yuǎn)),電壓降適用于長距離。
張陽一
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