电气常用计算公式Word格式.docx
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4焦耳定律：
电压＝电流*电阻即U=RI
电阻＝电压/电流即R=U/I
功率=电流*电压即P=IU
电能＝电功率*时间即W=Pt
符号的意义及其单位
U：
电压，V；
R：
电阻，；
I：
电流，A；
P：
功率，W
W：
电能，J
t：
时间，S
⑴Q＝I2Rt普适公式）
⑵Q＝UIt＝Pt＝UQ电量＝U2t/R（纯电阻公式）
5串联电路：
⑴I＝I1＝I2
⑵U＝U1＋U2
⑶R＝R1＋R2
⑷U1/U2＝R1/R2（分压公式
）
⑸P1/P2＝R1/R2
6并联电路：
⑴I＝I1＋I2
⑵U＝U1＝U2
⑶1/R＝1/R1＋
1/R2[R＝R1R2/（R1＋R2）]
⑷I1/I2＝R2/R1（分流公式）
⑸P1/P2＝R2/R1
7定值电阻：
⑴I1/I2＝
U1/U2
⑵P1/P2＝I12/I22
⑶P1/P2＝U12/U22
8电功：
⑴W＝UIt＝Pt＝UQ（普适公式
⑵W＝I^2Rt＝U^2t/R（纯电阻公式）
9电功率：
⑴P＝W/t＝UI（普适公式）
⑵P＝
I2^R＝U^2/R（纯电阻公式）
所谓分压公式，就是计算串联的各个电阻如何去分总电压，以及分到多少电压的公式。
分电压多少这样计算：
占总电阻的百分比，就是分电压的百分比。
公式是：
U=（R/R总）×
U源如5欧和10欧电阻串联在10V电路中间，5欧占了总电阻5＋10＝15欧的1/3，所以它分的电压也为1/3，也就是10/3伏特。
分压电路当电流表和其相连电阻连接时起到分压效果，此时用外接（电流表内阻一般不足一欧，但如果于其相连的电阻也只有几欧那就起分压效果了），如相连电阻有几十欧以上，就可以忽略电流表的分压效果，用内接
电流I，电压V，电阻R，功率W，频率F
W=I的平方乘以R
V=IR
W=V的平方除以R
电流=电压/电阻
功率=电压*电流*时间
电压V（伏特），电阻R（欧姆），电流强度I（安培），功率N（瓦特）之间的关系是：
V=IR，N=IV=I*I*R,
或也可变形为:
I=V/R,I=N/V等等.但是必须注意,以上均是在直流（更准确的说,是直流稳态）电路情况下推导出来的!
其它情况不适用.如交流电路,那要对其作补充和修正求电压、电阻、电流与功率的换算关系
电流=I，电压=U，电阻=R，功率=P
U=IR,I=U/R,R=U/I,
P=UI,I=P/U,U=P/I
P=U2/R,R=U2/P
就记得这一些了，不知还有没有
还有P=I2RP=IUR=U/I最好用这两个；
如电动机电能转化为热能和机械能。
电流
符号:
I
符号名称:
安培（安）
单位:
A
公式:
电流=电压/电阻I＝U/R
单位换算:
1MA（兆安）=1000kA（千安）=1000000A（安）
1A（安）=1000mA（毫安）=1000000μA（微安）单相电阻类电功率的计算公式=电压U*电流I
单相电机类电功率的计算公式=电压U*电流I*功率因数COSΦ
三相电阻类电功率的计算公式=1.732*线电压U*线电流I（星形接法）
=3*相电压U*相电流I（角形接法）
三相电机类电功率的计算公式=1.732*线电压U*线电流I*功率因数COSΦ（星形电流=I，电压=U，电阻=R，功率=P
还有P=I2R⑴串联电路P（电功率）U（电压）I（电流）W（电功）R（电阻）T（时间）
电流处处相等I1=I2=I
总电压等于各用电器两端电压之和U=U1+U2
总电阻等于各电阻之和R=R1+R2
U1：
U2=R1：
R2
总电功等于各电功之和W=W1+W2
W1：
W2=R1：
R2=U1：
U2
P1：
P2=R1：
总功率等于各功率之和P=P1+P2
⑵并联电路
总电流等于各处电流之和I=I1+I2
各处电压相等U1=U1=U
总电阻等于各电阻之积除以各电阻之和R=R1R2÷
（R1+R2）
I1：
I2=R2：
R1
W2=I1：
P2=R2：
R1=I1：
I2
⑶同一用电器的电功率
①额定功率比实际功率等于额定电压比实际电压的平方Pe/Ps=（Ue/Us）的平方
2．有关电路的公式
⑴电阻R
①电阻等于材料密度乘以（长度除以横截面积）R=密度×
（L÷
S）
②电阻等于电压除以电流R=U÷
I
③电阻等于电压平方除以电功率R=UU÷
P
⑵电功W
电功等于电流乘电压乘时间W=UIT（普式公式）
电功等于电功率乘以时间W=PT
电功等于电荷乘电压W=QT
电功等于电流平方乘电阻乘时间W=I×
IRT（纯电阻电路）
电功等于电压平方除以电阻再乘以时间W=U?
U÷
R×
T（同上）
⑶电功率P
①电功率等于电压乘以电流P=UI
②电功率等于电流平方乘以电阻P=IIR（纯电阻电路）
③电功率等于电压平方除以电阻P=UU÷
R（同上）
④电功率等于电功除以时间P＝W：
T
⑷电热Q
电热等于电流平方成电阻乘时间Q=IIRt（普式公式）
电热等于电流乘以电压乘时间Q=UIT=W（纯电阻电路功率=1.732*额定电压*电流是三相电路中星型接法的纯阻性负载功率计算公式
功率=额定电压*电流是单相电路中纯阻性负载功率计算公式
P=1.732×
（380×
I×
COS）是三相电路中星型接法的感性负载功率计算公式
单相电阻类电功率的计算公式=电压U*电流I
单相电机类电功率的计算公式=电压U*电流I*功率因数COS
三相电机类电功率的计算公式=1.732*线电压U*线电流I*功率因数COS（星形
接法）
=3*相电压U*相电流I*功率因数COS（角形接法）
三相交流电路中星接和角接两个功率计算公式可互换使用，但相电压、线电压和相电流、线电流一定要分清。
电功率计算公式：
在纯直流电路中：
P=UIP=I2RP=U2/R式中：
P---电功率（W），U---电压（V），
I----电流（A），R---电阻（Ω）.
在单相交流电路中：
P=UIcosφ式中：
cos---功率因数,如白炽灯、电炉、电烙铁等可视为
电阻性负载，其cosφ=1则P=UI
U、I---分别为相电压、电流。
电压：
用U表示，单位伏特；
电流：
用I表示，单位安培；
功率：
用P表示，单位瓦特；
电流=功率/电压——I=P/U。
功率==电压乘以电流
功率==电压的平方除以电阻
功率==电阻乘以电流的平方
电压==电阻乘以电流
电流==功率除以电压
电流==电压除以电阻
电阻==电压除以电流
I=P/V
P=IxV
一、利用低压配电盘上的三根有功电度表，电流互感器、电压表、电流表计算一段时间内的平均有功功率、现在功率、无功功率和功率因数。
（一）利用三相有功电度表和电流互感器计算有功功率
式中
N——测量的电度表圆盘转数
K——电度表常数（即每kW·
h转数）
t——测量N转时所需的时间S
CT——电流互感器的变交流比
（二）在三相负荷基本平衡和稳定的情况下，利用电压表、电流表的指示数计算视在功率
（三）求出了有功功率和视在功率就可计算无功功率
（四）根据有功功率和现在功率，可计算出功率因数
例1某单位配电盘上装有一块500转／kW·
h电度表，三支100／5电流互感器，电压表指示在400V，电流表指示在22A，在三相电压、电流平衡稳定的情况下，测试电度表圆盘转数是60S转了5圈。
求有功功率、现在功率、无功功率、功率因数各为多少？
[解]①将数值代入公式
（1），得有功功率P＝12kW
②将数值代入公式
（2）；
得视在功率S=15kVA
③由有功功率和视在功率代入公式（3），得无功功率Q=8lkVar
④由有功功率和现在功率代入公式（4），得功率因数cosφ=0．8
二、利用秒表现场测试电度表误差的方法
（一）首先选定圆盘转数，按下式计算出电度表有N转内的标准时间
式中
N——选定转数
P——实际功率kW
CT——电流互感器交流比
（二）根据实际测试的时间（S）。
求电度表误差
T——N转的标准时间s
t——用秒表实际测试的N转所需时间（s）
注：
如果计算出的数是正数，电度表决；
负数，则是慢。
【例】某用户有一块750转/kW·
h上电度表，配有150／5电流互感器，接有10kW的负载，现场测试60s圆盘转了5圈。
求电度表误差是多少？
〔解〕①先求电度表转5圈时的标准秒数由公式
（1），得T=72s
②由公式
（2）得出电度表误差ε＝20％，快20％。
三、配电变压器的高低压熔丝选择方法
（一）先计算变压器高低压侧的额定电流
S——变压器容量kVA
U——电压kV
（二）高压熔丝=Ix（1．5～2．5）
（2）
（三）低压保险丝=低压额定电流（I）
（3）
（例）有一台50kVA变压器，高压侧额定电压10kV，低压侧的额定电压0．4kV。
求高低压的额定电流各是多少A？
高压侧应选择多少A的熔丝？
低压侧应选择多少A的保险丝？
〔解〕①将数值代入公式
（1），得高压电流I=2．8A
②将数值代入公式（l），得低压电流I=72A
③高压侧熔丝=2．8x（1．5～2．5）=4．2~7A可选择5A的熔丝。
④低压额定电流是72A，可选择80A的保险丝。
四、架空线路铝绞线的截面选择简捷公式
（一）首先计算负荷矩M=kW．km
（二）选用铝导线时，每kW·
km可按4mm2估算，即；
导线截面S＝M·
4mm2
[例]某单位在离配电变压器800m处按一台10kW的电动机。
应选择多大截面的错绞线？
〔解〕①先把m化成km，即800m=0．8km
②计算负荷矩M=10x0．8=8kW·
km
③将数值代入公式
（2），得导线截面
S=8x4＝32mm2，应选用35mm2的铝绞线。
五、拉线坑与电杆的距离和拉线长度的计算公式
（一）拉线坑与电杆的距离计算公式L＝h·
ctga（m）
h——电杆高度（电杆在地面与拉线悬挂点间的高度）
a——拉线与电杆的夹角（技术规程规定拉线与电杆的夹角一般采用45˚，在地形限制的情况下可采用30˚或60˚）
Ctg45˚=1
ctg30˚=1．732
ctg60˚=0．577
（二）使用楔型线夹扎上把，uT型线夹扎下把时拉线长度计算公式：
L=h/sina十上下把绑扎长度——拉线棒露出地面的长度
h——电杆高度（电杆在地面与拉线悬挂点间的高度）m
a——拉线与电杆的夹角
Sin45˚=0．707，Sin30˚=0．5，Sin60˚=0．866。
[例]有一根终端杆打一条拉线，电杆在地面与拉线悬挂点间的高度是8m，电杆与拉线的夹角是45˚，拉线上把使用楔型线夹，下把使用uT型线夹，上下把绑扎长度lm，拉线棒露出地面lm．计算拉线坑与电杆间的距离和拉线长度各为多少m？
[解]①将数值代入公式
（1），得拉线坑与电杆间的距离L=8m
②将数值代入公式
（2），得拉线长度L=11．3m
电气工程负荷计算
一·
负荷计算的相关名次及含义
1·
用电设备安装容量
指该电源所带各用电设备的负荷额定容量的合计。
单位KW,符号Pe
a若线路上10KW,20KW,30KW设备各一台，则用电设备安装容量为60KW.。
b.用电设备安装容量总值不分用电负荷是单相负荷还是三相负荷，均直接相加。
c.单相负荷应在三相线路上平均分配，当单相用电负荷各相总值在三相线路上部平衡时，参与计算负荷的安装容量值应取单相负荷最大相的三倍。
D.例：
某条线路上A.B.C各单相负荷总值分别为15,20,25KW.另三相用电设备总装容量为
15+20+25+30=90KW
计算负荷时总装容量为：
25×
3+30=105KW
2·
同时系数
之该电源线路上多组用电设备同时使用或同时达到额定值的可能性，符号为Kx
a.Kx值一般小于1.
b.要注意Kx值是针对Pe集合值还是Pjs集合值。
3·
计算负荷
指该电源线路上所有用电负荷正常工作时30分钟最大值，分，
有功计算负荷Pjs.
无功计算负荷Qjs
视在计算负荷Sjs
a.Pjs,Qjs,Sjs的关系是直角三角形三条边的关系，Pjs和Qjs是直角边，Sjs是斜边。
b.选择开关和线路时，Pjs是参考数据之一。
c.为提高功率补偿时提供数据。
功率因数
有功功率和无功功率所占的比值，符号CoS。
4·
其它系数
需要系数Kx
利用系数Kl
二·
负荷计算方法
需要系数法——选择变压器容量比较实际。
二项式法——选择线路比较实际。
三·
选择需要系数法进行负荷计算的几个问题。
住宅用电负荷计算，每户用电负荷按户型一般常定为
小户型（4--6）KW
中户型（90--140）平方米（8--10）KW
设计作负荷计算式是：
Pjs=Pe.Kx
例如：
一户Pe按10KW计算，其
Pjs=Kx.Pe=0.67×
10=6.7KW
Ijs=Pjs/Ve.cosA=6.7/（0.22×
0.9）=33.8A
若一梯四户相同，层总电源侧有功计算负荷：
Pjs=4Kxx.Pjs=（4×
6.7）Kxx。
其中Kxx是4户需要系数。
负荷计算应从线路的末端算起，从支线到干线。
验证
一栋建筑物总电源侧需要系数不宜大于0.5（在0.23----0.45之间）如最大三台安装容量超过总安装容量的半小时，则可直接作为Pjs
四·
变压器负荷率
运行容量和变压器的比值称为变压器的负荷率。
通常负荷率在85%---90%
干式和油式变压器的国负荷能力。
干式可长期过负荷25%过负荷50%二小时
油式可长期过负荷5%，10%二小时。
计算负荷的需要系数法
1．设备组设备容量
采用需要系数法时，首先应将用电设备按类型分组，同一类型的用电设备归为一组，并算出该组用电设备的设备容量
。
对于长期工作制的用电负荷（如空调机组等），其设备容量就是设备铭牌上所标注的额定功率。
对于断续周期制的用电设备，其设备容量是
对于照明设备：
白炽灯的设备容量按灯泡上标注的额定功率取值；
带自感式镇流器的荧光灯和高压汞灯等照明装置，由于自感式镇流器的影响，不仅功率因数很低，在计算设备容量时，还应考虑镇流器上的功率消耗。
因此，对采用自感式镇流器的荧光灯装置，其设备容量取灯管额定功率的1．2倍，高压汞灯装置的设备容量取灯泡额定功率的1．1倍。
2．用电设备组的计算负荷
根据用电设备组的设备容量
，即可算得设备的计算负荷：
有功计算负荷
（12-1）
无功计算负荷
视在计算负荷
或
计算电流
（12-2）
式中
——设备组的需要系数；
——设备组设备容量（KW）；
——用电设备功率因数角；
U——线电压（V）；
——计算电流（A）。
上述公式适用计算三相用电设备组的计算负荷，其中式（12-2）计算电流的确定尤为重要，因为计算电流是选择导线截面积和开关容量的重要依据。
对于单相用电设备，可分为两种情况：
（1）相负荷相负荷的额定工作电压为相电压，正常运行时，相负荷接在火线和中性线之间，民用建筑中的大多数单相用电设备和家用电器都属于相负荷。
在供配电设计中，应将相负荷尽量均匀地分配到三相之中，按照最大的单相设备乘以3，求得等效的三相设备容量，然后按上述公式求得计算电流（线电流）。
——最大负荷相的单相设备容量
（2）线间负荷线间负荷是指额定工作电压为线电压的单相用电负荷，正常工作时，线间负荷换算为等效的相负荷，再按照相负荷求得计算电流。
——接于线电压的单相设备容量
3．配电干线或变电所的计算负荷
用电设备按类型分组后的多个用电设备组均连接在配电干线或变电所的低压母线上，考虑到各个用电设备组并不同时都以最大负荷运行，配电干线或变电所的计算负荷应等于各个用电设备组的计算负荷求和以后，再乘以一个同时系数，即配电干线或变电所低压母线上的计算负荷为：
（12-3）
（12-4）
式中
——有功功率和无功功率的同时系数，一般取为0.8～0.9和0.93～0.97；
——各用电设备组有功计算负荷之和（kW）；
——各用电设备组无功计算负荷之和（kvar）；
U——用电设备额定线电压（V）。
应该注意，因为各用电设备组类型不同，其功率因数也不尽相同。
所以，一般情况下，总的视在计算负荷不能按
来计算，总的视在计算负荷或计算电流也不能取为各组用电设备的现在计算负荷之和或计算电流之和。
4需要系数的选取
需要系数是在一定的条件下，根据统计方法得出的，它与用电设备的工作性质、设备效率、设备数量、线路效率以及生产组织和工艺设计等诸多因素有关。
将这些因素综合为一个用于计算的系数，即需要系数，有时也称为需用系数。
显然，在不同地区、不同类型的建筑物内，对于不同的用电设备组，用电负荷的需要系数也不相同。
表12-l和表12-2分别列出了旅游宾馆的主要用电设备和部分建筑物照明用电设备的需要系数的推荐值，可作为供配电设计中进行负荷计算的参考。
在实际工程中应根据具体情况从表中选取一个恰当的值进行负荷计算。
一般而言，当用电设备组内的设备数量较多时，需要系数应取较小值；
反之，则应取较大值。
设备使用率较高时，需要系数应取较大值；
反之，则应取较小值。
（三）计算负荷的负荷密度法
负荷密度法是根据建筑物的总建筑面积以及不同类型的建筑物每单位面积的负荷来确定计算负荷的一种计算方法，即有功计算负荷为
式中w——负荷密度，即每单位面积所需的负荷量（kW／
）；
A——建筑面积（
）。
负荷密度法常用于供配电系统的初步设计阶段，其特点是简便快速，但结果通常较为粗略。
下表为某地区负荷密度和需要系数的推荐值。
【例12-1】某办公楼内共有40W荧光灯（配自感武镇流器）300盏，普通单相插座240只，荧光灯和插座均已对称地接入三相市电电源。
试按需要系数法进行负荷计算。
［解］荧光灯设备组的需要系数取，
=0.7，功率因数取
=0.5，则
设备容量
=300×
40×
1.2=14400=144kW
计算负荷
＝0.75×
4.4＝10.8kW
=18.7kvar
122
插座设备组的需要系数取
，平均功率因数取
=0.8，则
设备容量
计算负荷
配电干线上的计算负荷为
计算电流为
（四）住宅楼的计算负荷
住宅是与人们的日常生活关系最为密切的建筑物。
住宅用电负荷的大小及其变化在一定程度上反映了人们生活水平的变化。
近年来，随着人民生活水平的日益提高，住宅装饰装修已成为建筑装饰的新热点。
在住宅的装饰装修中，必须考虑到家庭住宅内用电设备负荷的大小以及用电设备在室内的分布，并以此为根据，正确地选择电表、开关、导线等设备材料，否则将影响到家庭装修的质量和进度，造成浪费，甚至埋下安全的隐患。
目前，住宅楼的负荷计算大多是采用单位指标法，即以户为单位进行计算，根据住宅的不同类别，提出每户的用电负荷量。
《住宅设计规范》（GB50096－99）提出了我国各类住宅的用电负荷标准和电表规格，见下表。
在进行住宅楼的供配电设计时，应结合
当地的实际情况和住宅楼类别，选用适当的
每户负荷量。
近年来，供电部门正在加紧对
城市低压电网和广大农村地区的低压电网进
行改造。
这一工程的实施，将使城乡部分居
民住宅用电量进一步上升，上述每户负荷量
有可能增加到6.0～8.0kW／P以上。
计算住宅楼配电干线上的计算负荷时，还应考虑各户用电的同时系数，同时系数的大小取决于住宅户数的多少，表12－5为住宅配电干线上同时系数的推荐值。
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