1、四川理工学院机电工程一班鲜勇毕业论文目录摘要1关键词1前言1一.三相电力变压器常用口诀11.变压器的选择12.变压器各电压等级侧额定电流计算33.变压器各电压等级侧的保护值的选定4二.口诀在电动机中的应用61.已知三相电动机容量，求其额定电流62.电动机穿钢管规格的选择73.电动机供电导线截面速估算8参考目录9论“口诀”在电气工程中的应用摘要：本文分电力变压器和电动机两部分讨论了电工常用口诀的应用，第一部分讨论了变压器容量和熔体的选择及一二次侧电流值的计算；第二部分讨论了电动机电流的计算及导线和保护钢管的选择。关键词：口诀 变压器 电动机 容量 电流 熔体 导线 钢管前言口诀在我国有悠久的历史
2、，各行各业都习惯用口诀来解决生产问题，如农业用的谚语，商业的珠算口诀等。虽然电工行业的计算要求不高，但繁锁的计算迫使电气工作人员极力寻求电气领域的简化公式，经验公式和实用计算口诀。这里我们通过经验公式或图表，用以说明口诀的来源，涵义，实用价值，误差大小。三相电力变压器常用口诀电力变压器是变电所中最主要的设备，又称主变压器，电力变压器按变压性质分有升压，降压变压器，按相数分有单相，三相变压器，按冷却方式分有干式，油浸式变压器，按绕组的材质分有铜绕组和铝绕组变压器。正是因为变压器是变电所中最主要的设备，最不可缺少的设备。每个电气工作人员都应该了解其基本数据，以便在工作中对它的状态了如指掌。在此将从
3、理论计算和“口诀”两方面通过图表的形式讨论变压器的基本参数及其附属设备的选择。一 变压器的选择1变压器台数的选择选择变压器的台数，应该遵循保证供电可靠性，经济性，接线简单，考虑发展，留有余量的原则，具体的说有以下几点：（1）对于无特殊要求的三级负荷，应该尽量装设一台变压器，但是对于负荷较大且较集中的地方也可采用两台变压器，以降低单台变压器的容量。（2）对于有大量一，二级负荷的地方，原则上应该选择两台变压器，以便当一台变压器故障或检修时，增加供电可靠性。（3）对于季节或负荷昼夜变动较大的变电所，应选用两台变压器，负荷高峰时两台并列运行，而在低荷期间切除一台，以保证变压器的经济运行。2变压器容量的
4、选择选择变压器的容量时，应遵循满足负荷要求，一般单台变压器的容量不宜超过 1000KVA，同一工厂的变压器容量等级应尽量减少，在选择具体变压器容量时可按下述方法进行。考虑发展，留有余地的原则，且应该让变压器高效运行， （满载率在 75%左右效率最高）（1）装设一台变压器的变电所：变压器的容量 SNT 应该满足全部用电设备总计算负荷 S30 要求，即： SNTS30(2)装设两台变压器的变电所：每台变压器的额定容量 SNT 应同时满足下面两个条件。A任一台变压器单独运行时，应满足全部用电设备总计算负荷 S30 的 70%的需要，即：SNT0.7S30B任一台变压器单独运行时，应满足全部一.二级负
5、荷的需要，即:SNT S30(+).具体选择时可以参照下面的经验公式：当已知工厂的性质和装机容量，求算全厂配变容量：根据经验公式：S hP,h S med0.7P, med S b0.5P ,b式中：S h 冶金，纺织，水泥类工厂配变容量（KVA） ；S med轻工业及化工厂类工厂配变容量（KVA） ；S b机械制造及加工类工厂配变容量（KVA） ；P,h冶金，纺织，水泥类工厂装机容量（KW） ；P, med轻工业及化工厂类工厂装机容量（KW） ；P,b 机械制造及加工类工厂装机容量（ KW） 。得出计算口诀：工厂配变千伏安，装机千瓦数估算。冶金纺织水泥厂，千瓦就是千伏安。机械制造加工厂，千瓦
6、一半千伏安。其余轻工化工厂，千瓦七折千伏安。说明：一个工厂的全厂负荷主要由工厂的性质和装机容量决定。工厂的性质从用电的角度来看，大体上分三种：一种是主要设备长期开动，连续生产，负荷比较稳定的工厂，如冶金，纺织，水泥等工厂；另一种是主要设备时开时停，负荷率较低且波动较大的厂，如各种机械制造和加工的工厂；再一种是属于上述两种性质之间的厂，其负荷的长期性及稳定性比前一种低，但比后一种高，如一些轻工业工厂及化工厂等。我国现行变压器的容量等级有：现行变压器的容量等级10 100 1000 10000 （120000）125 1250 12500 （150000）160 1600 16000 （18000
7、0）20 200 2000 20000 （240000）（30） 315 3150 31500 （360000）400 4000 40000500 5000 5000063 630 6300 6300080 800 8000 80000对于冶金纺织水泥厂等这种性质的工厂，全厂负荷的容量千伏安可以和工艺设备的装机容量千瓦数相同，确定配电变压器时，可以取接近的变压器容量。例：已知一炼铁厂的装机容量是 2500KVA。求该厂选用变压器容量。解：根据口诀：该厂配变容量=25001=2500(KVA)该厂选用 S9-2500/10 型电力变压器就合适。这按口诀计算意义上讲是正确的，但在实践中是不合适的。
8、原因有两个：一是厂变电所只装设一台变压器供电时， “单台变压器的容量不宜大于 1000KVA”。二是炼铁厂属于二级负荷或一级负荷（高炉容量较大的，自动化程度高的） ，故最好由两个彼此独立的电源供电。因此，该炼铁厂应装置 3 台：S9-1000/10 型电力变压器，总容量为3000KVA 才合适。对于机械加工行业的工厂，其配电变压器容量千伏安数值可取全厂装机容量千瓦数的一半。例：筹建一机械修理厂，工艺设备容量统计为 1600KW。求算该厂配电变压器容量。解：根据口诀，该厂配变容量=0.51600=800(KVA),S9-800/10 型。对于那些介于上述两种性质之间的工厂，其配电变压器容量（KV
9、A）可以取全厂装机容量（KW）值的 70%。例如我厂的工艺设备容量为 1200KW，我厂选用配电变压器的容量为：12000.7=840(KVA),考虑发展和国家标准，选用 S9-1000/10 型电力变压器。（2）统计一个工厂的装机容量时，可以不计算照明，通风等辅助用电设备，同时也不必分单相，三相，千瓦或千伏安等，可以统统看成千瓦（KW）相加。此外，有高压用电设备（如高压电动机等）的工厂，如果在统计装机容量时，已包括了这些高压用电设备，在选用内部低压配电变压器容量时，应将这些高压用电设备的容量扣除才对。（3）口诀算出的配变容量，尚有一定的裕量，不必担心容量不足。若筹建的工厂需要多台配变时，由于
10、全厂负荷由几台变压器分担，效率较低，因此，变压器的总容量要比口诀求算出来的数值大一些。否则，会有部分变压器过负荷的隐患。口诀也适用于求算较大车间的配电变压器容量，这只要把车间的用电性质按说明划分一下即可。二变压器各电压等级侧额定电流计算根据公式 In=Sn/3.Un.=Sn/Un1/3Sn/Un6/10式中：In变压器额定电流（A） ；Sn变压器额定容量（KVA） ；Un变压器额定电压（KV） 。得出计算变压器额定电流的口诀：容量除以电压值，其商乘六除以十。说明：（1）口诀适用于任何电压等级，如380V，6KV，10KV，35KV，110KV，220KV 等。例：其我厂容量为 1000KVA，
11、10KV/0.4KV 的 S9-1000/10 型三相电力变压器各电压等级侧的额定电流：10KV 侧的额定电流=1000/106/10=60 （A） ，实际电流为 57.7A0.4KV 侧的额定电流=1000/0.46/10=1500 （A）实际电流为 1443.4A（2）在日常生活中，有些电工只涉及一两种电压等级的变压器额定电流的计算。如将口诀进一步简化，则可以推导各电压等级侧额定电流的计算口诀：容量系数相乘求。各电压等级侧对应的系数见表：电压等级（KV） 0.4 6 10 35 110 220系数 1.5 0.1 0.06 0.015 0.005 0.0025例：我厂容量为 630KVA，
12、10/0.4KV 三相电力变压器一，二次额定电流分别为：10KV 侧的额定电流=6300.06=37.8 （A）实际电流为 36.4A0.4KV 侧的额定电流=6301.5=945 （A）实际电流为 909A（3）误差。应用常规公式与经验公式相比肯定会有误差，但是很小不影响使用。下表给出了常用变压器口诀与常规公式计算额定电流值的比较。额定电流（ A）容量（ KVA）电压等级（KV ） 常规算法（In=Sn/（3.Un） 口诀算法误差值（%）180 0.4 180/（ 30.4）=260 1801.5=270 +3.84180 6 180/（ 36.3）=16.5 1800.1=18 +9.09
13、15000 10 15000/（310.5）=824.8 150000.06=900+9.1115000 35 15000/（336.75）=235.6 150000.015=225-4.4915000 110 15000/（3115.5）=75 150000.005=750.00120000 220 120000/（3231）=229.9 1200000.0025=300-0.03注：表中变压器额定电压均按标称电压的 105%计算。三.变压器各电压等级侧的保护值的选定。正确的选用熔断器熔体对变压器的安全运行关系极大，当仅用熔断器作变压器高，低压侧保护时，熔体的正确选用更为重要。这是电工经常碰
14、到和要解决的问题。根据有关规定“高压熔体应按配电变压器额定电流的 1.52 倍选择”得公式：Ij1=(1.52)In1=(1. 52)Sn/3Un13Sn/3UnSn/Un1式中：Ij1配电变压器一次侧熔体电流（A） ；In1配电变压器一次侧额定电流（A） ；Sn配电变压器容量（KVA） ；Un1配电变压器一次侧熔体电压（A） 。即变压器高压侧保护熔体的电流可用变压器容量比一次侧电压值的方法来求，由此得出计算口诀：配变高压熔体流，容量电压相比求。说明：口诀给出了中压 35（10，6）/0.4KV 三相变压器用熔断器作为保护时，选择熔断器电流值的方法：用配电变压器的一次千伏数直接去除配电变压器的
15、容量千伏安数。由口诀中可以看出，配电变压器高压侧熔体电流为变压器额定电流的3 倍时，熔体电流值为变压器额定容量除以变压器所接的电压千伏数，而3=1.732，恰好等于“高压熔体应按变压器额定电流的 1.5-2 倍选取”的 1.5-2 的中间值，所以可得口诀。为了避开变压器空载投入瞬间，高压侧出现的励磁涌流（最高可以达到额定电流的 6-8 倍，时间虽短但可能使熔体熔断，影响正常供电） ，所以高压侧熔体电流应大于配电变压器额定电流，当为额定电流的 1.5-2 倍时，即可以抗涌流的冲击，又能保证变压器内部故障时很快熔断，起到保护作用。为什么不选 2 倍，即“高压 2 倍来相求” ，是因为实践证明，取上
16、限“高压 2 倍来相求”选取变压器高压侧熔体电流，常有偏大的现象，配电变压器内部故障时，熔体不熔断，不起保护作用，而且大多数配电变压器是连续供电不经常启动的。口诀“容量电压相比求”具体应用时，可简化为容量直接乘以一系数，各电压等级值与相应系数见表：电压等级（KV） 6 10 35系数 0.16 0.1 0.03高压熔体的容量等级见表：电压等级 容量等级610KV 35 5 7.5 10 15 20 30 40 50 75 100 150 200例如我厂使用的保安电源为 630KVA，10/0.4KV（S9-1000/10）电力变压器，其高压侧的熔体电流为：630/10=63（A）考虑我厂有大负
17、荷（如 132KW 空气压缩机，110KW 盐水制冷机组）频繁启动，选用 75A 熔体。经过近两年的运行证明选用 75A 的熔体是切实可行的。变压器低压侧采用自动断路器作为保护装置时，其瞬时脱扣器电流值的整定。根据经验公式：Iset,t=3Sn式中：Iset,t断路器瞬时脱扣器整定：Sn变压器容量。得出计算口诀：配变二次侧供电，最好配用断路器：瞬时脱扣器整定值，三倍容量千伏安。说明：（1）.当断路器作为电力变压器二次侧供电线路总开关时，断路器脱扣器瞬时动作整定值，一般按公式：IsetKk.Ijf 计算。公式中断路器保护变压器的可靠系数 Kk，一般取 1.35，线路尖峰电流 Ijf，则需要取或查
18、找设计资料。经工作实践发现按公式计算出的数值大多近似等于变压器容量的 3 倍。联想选择变压器的二次熔体电流值时，二次熔体的电流值应按二次侧额定电流选择，即可按变压器容量的 1.5 倍选择。常用的铅锑合金，铜丝熔体的熔断电流是额定电流的 2 倍，21.5=3。这样变压器二次侧所选的熔体的熔断电流值为变压器容量千伏安数值的 3 倍。长期实践证明，口诀计算断路器瞬时脱扣器整定电流值虽有误差，但能满足电工工作的需要。例如：我厂的 S9-1000/10 型变压器选用型断路器作为保护，根据口诀“三倍容量千伏安”得 3*1000=3000A，将断路器的整定值调为 3000A ，经过两年的运行没有出现误动作和
19、拒动，说明整定值是可行的。（2）.但是应该注意：当断路器用在 100KVA 及以下小容量的变压器上二次侧供电线路上时，若其负荷主要是笼型电动机，最大一台电动机的容量又与变压器容量相差不多，按“三倍容量千伏安” ，求瞬时脱扣电流整定值时，一般不能避开电动机启动电流的影响，此时应将整定值放大一些，取 3.5 倍变压器容量，即将口诀改为“配变容量三倍半” 。但是以不超过 20%为原则.口诀在电动机中的应用一已知三相电动机容量，求其额定电流根据三相电动机的功率计算公式 P=3UIcosn 得：I=P/3UcosnP/1.732*0.76*U0.76P/U式中：P电动机容量（KW） ；I电动机额定电流（
20、A） ；U电源电压（KV） ；n电动机效率（取 n=0.9）;cos电动机功率因素（取 cos=0.85） 。得出计算口诀：容量除以千伏数，商乘系数点七六。说明：（1）口诀适用任何电压等级的三相电动机额定电流的计算。如：220V,380V,660V,3KV,6KV 等。由公式及口诀都可以说明容量相同而电压等级不同的电动机额定电流是不同的，即电压千伏数不一样，去除以相同的容量，所得的“商数”显然是不同，不相同的商数去乘相同的系数 0.76，所得的电流值也不相同。通过上述口诀还可以推导计算各电压等级电动机额定电流的专用口诀，用专用口诀计算电动机的额定电流时，容量与电流安培关系直接倍数化，省去了容量
21、除以千伏数，商数再乘系数 0.76。三相二百二电机，千瓦三点五安培。常用三百八电机，一个千瓦两安培。低压六百六电机，千瓦一点二安培。高压三千伏电机，四个千瓦一安培。高压六千伏电机，八个千瓦一安培。(2).口诀在使用中，容量单位为 KVA，电压单位为 KV，电流单位为 A，此点在使用中一定要注意。（3）.口诀中的系数 0.76 是考虑电动机的功率因素和效率等计算而得的一个综合值。功率因素为 0.85，效率为 0.9，这两个数值比较适合于几十千瓦以上的电动机，对于常用的 10KW 以下电动机则显的大些。这样就使计算值与铭牌上的额定值之间产生误差，这个误差对于 10KW 以下的电动机按额定电流选择开
22、关，接触器，导线等影响很小。而且 0.85*0.9=0.76；1 除以 0.76 与（1.732）的乘积，恰好又等于 0.76。由公式可以看出：按三相电动机容量（KW） ，求电动机额定电流（A）时，只要用电动机配接电源电压（KV）数去除 0.76，再乘以功率（KW）数，即得该电动机额定电流（A）数。0.76 又恰好是常见的低压 380V 电动机 0.38KV 数的 2 倍，0.76/0.38*P=2P。（4）运用口诀计算技巧。用口诀计算常用 380V 电动机额定电流时，先运用电动机配接的电源电压 0.38V 去除 0.76、商数 2 去乘容量（KW）数。若遇容量较大的 6KV 电动机，容量（K
23、W）数恰好又是 6KV 的整数倍，则容量除以千伏数，商数乘以 0.76 系数。（5）误差。说明公式中系数 0.76 是取电动机功率因数为 0.85，效率为 0.9而算得，这样在实际运用中有不同的功率因数和效率，导致计算得到的电流与额定电流之间存在误差。五个专用口诀，容量与电流的倍数，则是各电压等级数去除 0.76 系数的商。专用口诀虽然简单易心算，但是应该注意误差会增大。一般千瓦数较大的电动机，算得电流比铭牌上的略大些；而千瓦数较小的电动机，算得电流比铭牌上的略小些。所以在计算时，当电流达到十多安或几十安时，则不用算到小数点以后。可以四舍而五不入，只取整数。这样既简单又不影响实用。对于较小的电
24、流也只要算到小数点后一位即可。前面讲了口诀在计算电动机电流上的应用，在运用中当知道了电动机的额定电流之后就可以选择相应的开关，导线及保护了，这些在运用中都有口诀可用，不过开关和保护的选择相对比较简单，而且对于一般的维修工人来说，这些是已经选择好了的，不用再管。下面主要讨论在安装工作中常遇见的导线以及保护管的选择。一.电动机供电导线截面速估算铝芯绝缘线各截面与其所供电动机最大容量间关系如表：导线截面 mm 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120系数 +3 +4 +5 -20电机容量 KW 0.751.11.52.23 4 5.57.511 15 18.522 30 37
25、 45 55 75 90 100得出估算口诀:多大导线供电机,截面容量和系数.二点五线面加三,截面是四再加四.六至九五均加五,百二反配一百机.说明:(1)对于三相 380V 异步电动机供电导线截面选配,正常程序是根据电动机容量先算出电流,再根据电流的大小,供电距离及电压损失等因素,结合导线载流量来选择,繁锁费时,且电动机容量等级较多,一一按容量选配导线更为烦琐。经长期实践和运算得出规律：电动机容量是所应选配供电导线截面积加一系数的和。口诀中是指铝芯绝缘导线按环境温度 35，三根导线同穿一根钢管安装选择。截面数值偏大，经的起电动机的短时过载。（2）口诀中的“二点五线面加三”是指 2.5 平方毫米
26、的铝导线可以，可以配2.5+3=5.5KW 及以下的电动机，后面的以此类推。 “百二反配一百机”是指当电动机的容量大于 100KW 时，导线所配电动机容量不再是上面的截面加一系数的关系，而是 120 平方毫米的三芯导线只可以配接 100KW 的电动机，同样 150 平方毫米的三芯导线只可以配接 125KW 的电动机，以此类推。如是环境温度升高或者供电距离加大，则降级使用；如是铜芯导线则升一级使用。下面给出常用铝导线的载流量（口诀估算值）供选择电动机导线时参考：导线截面 1 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120系数 9 8 7 6 5 4 3.5 3 2.5载
27、流量（A） 9 14 23 32 42 60 90 100 123 150 210 238 300注意：（1）.当穿管根数为 2、3、4 根时，其相应的电流为计算电流的 8、7、6 折；（2）.当温度升高或者线路加长时，则电流为计算电流的 9 折；（3）.当采用铜芯导线时，其相应的电流按升一级计算。二.电动机穿钢管规格的选择：电动机穿钢管规格的选择可以参考以下表格：导线截面 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150钢管规格 15 20 25 32 40 50 70 80根据上表可以得出估算口诀：二点五线穿十五，四六两线穿二十；十线独配二五管，十六二五三十二；单双
28、轮流顺线排，穿管规格按序排。前面已经讨论了电动机供电导线的选择，电动机的供电导线一般是采用 4 根绝缘导线同穿一根钢管敷设。钢管的规格以导线的截面积（包括绝缘层）不超过其40%为准。在使用中如果一个一个的计算是十分不方便的，如果采用资料在现场也不方便。所以根据表格编导了上面的口诀。当然在使用前必须了解导线和钢管（有缝钢管，其规格以内径表示）的规格，见上表。使用中可以根据现场的具体情况对钢管的规格作适当的调整。如：线路较短，且弯头少，就可以将钢管的规格减小一个等级。从上面例子可以看出，口诀在电气工程中的应用虽然有误差，但是完全可以满足现场的要求。参考文献1. 商福恭.电工实用口诀.北京：中国电力出版社。2000.92. 许小峰.电机及拖动.高等教育出版社.2000.83. 白公.电工安全技术 365 问.机械工业出版社.2003.4
