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工厂电气计算器

单相与三相功率、电机、功率因数、电压降、变压器和蓄电池:14 项工厂常用电气计算。

基础与电能

欧姆定律与直流功率

公式R = U ÷ I  ·  P = U × I = U² ÷ R = R × I²
V
A
电阻 (R)—Ω
功率 (P)—W

对纯电阻负载的交流电路同样适用。电阻耗散功率超过额定值会过热烧毁。 电气作业:仅限有资质人员,并执行上锁挂牌。

电阻串联与并联

公式Rs = R₁ + R₂ + R₃  ·  1 ÷ Rp = 1 ÷ R₁ + 1 ÷ R₂ + 1 ÷ R₃
Ω
Ω
Ω
串联等效电阻 (Rs)—Ω
并联等效电阻 (Rp)—Ω

并联等效电阻总小于最小的那个电阻。测量电阻须在断电、电路隔离后进行。 电气作业:仅限有资质人员,并执行上锁挂牌。

电加热元件:电阻与电流

公式R = Un² ÷ Pn  ·  I = U ÷ R  ·  P = U² ÷ R
kW
V
V
元件电阻 (R)—Ω
额定电压下电流—A
实际电压下功率—kW
实际电压下电流—A

按单个元件计算,电阻视为恒定(随温度略有变化)。240 V 元件接 208 V 时功率约损失 25 %。 电气作业:仅限有资质人员,并执行上锁挂牌。

耗电量 (kWh)

公式E = P × α ÷ 100 × h × n
kW
%
h/d
d/年
平均吸收功率—kW
日耗电量—kWh/d
年耗电量—kWh/年

负载率 = 实际平均吸收功率 ÷ 装机功率。电机应实测输入功率,不要只看铭牌。

蓄电池 / UPS 后备时间

公式E = C × U × DoD ÷ 100  ·  t = E × η ÷ 100 ÷ P
Ah
V
W
%
%
蓄电池可用能量—Wh
估算后备时间—h
估算后备时间—min

仅为估算:大电流放电(Peukert 效应)、低温和老化都会降低实际容量。预留 20–25 % 余量并做放电试验。 电气作业:仅限有资质人员,并执行上锁挂牌。

交流功率与配电

单相功率

公式S = U × I ÷ 1000  ·  P = S × cos φ  ·  Q = S × sin φ
V
A
视在功率 (S)—kVA
有功功率 (P)—kW
无功功率 (Q)—kvar

功率因数用电能质量分析仪测量;无条件时取铭牌值(仅适用于满载)。 电气作业:仅限有资质人员,并执行上锁挂牌。

三相功率

公式S = √3 × U × I ÷ 1000  ·  P = S × cos φ  ·  Q = S × sin φ
V
A
视在功率 (S)—kVA
有功功率 (P)—kW
无功功率 (Q)—kvar

U 为线电压,I 为线电流(三相平均值)。假设三相平衡;若各相电流相差超过 10 %,应查明原因。 电气作业:仅限有资质人员,并执行上锁挂牌。

功率因数补偿(电容器)

公式Qc = P × (tan φ₁ − tan φ₂)  ·  S = P ÷ cos φ
kW
所需补偿容量 (Qc)—kvar
补偿前视在功率—kVA
补偿后视在功率—kVA
线电流降低—%

目标不宜超过 0.95–0.98:轻载时会过补偿,并可能与变频器谐波发生谐振。电容器断电后仍带电:须等待放电并验电。 电气作业:仅限有资质人员,并执行上锁挂牌。

变压器:额定电流与短路电流

公式In = S × 1000 ÷ (k × U)  (k = √3 : 3φ, 1 : 1φ)  ·  Isc = In × 100 ÷ Z%
kVA
V
%
二次侧额定电流 (In)—A
最大短路电流 (Isc)—kA

按上级电网容量无穷大、二次侧出线端短路计算:用于校核分断能力的保守值。电弧闪络和选择性分析需完整计算。 电气作业:仅限有资质人员,并执行上锁挂牌。

电缆电压降

公式ΔU = b × L × I × (ρ ÷ S × cos φ + λ × sin φ)  (b = √3 : 3φ, 2 : 1φ)  ·  ΔU% = ΔU ÷ U × 100
V
A
m
mm²
电压降 (ΔU)—V
电压降 (ΔU%)—%
负载端电压—V

按 IEC 60364-5-52 附录 G:运行电阻率铜 0.0225、铝 0.036 Ω·mm²/m,λ = 0.08 mΩ/m。常用参考:总压降 3–5 %,以当地电气规范为准。 电气作业:仅限有资质人员,并执行上锁挂牌。

电机与变频器

电机满载电流

公式P₁ = P ÷ η  ·  In = P₁ × 1000 ÷ (k × U × cos φ)  (k = √3 : 3φ, 1 : 1φ)
kW
V
%
输入功率 (P₁)—kW
满载电流 (In)—A

P 为轴输出机械功率(铭牌)。仅为估算:过载保护按铭牌电流整定,导线按电气规范表格选型。 电气作业:仅限有资质人员,并执行上锁挂牌。

同步转速与转差率

公式Ns = 120 × f ÷ p  ·  s = (Ns − N) ÷ Ns × 100
Hz
r/min
同步转速 (Ns)—r/min
转差率 (s)—%

p 为极数(极对数 × 2)。异步电机满载转差率一般为 1–5 %,随负载增大,因此转速可反映负载。

电机启动电流

公式Id = In × k  ·  IY-Δ = Id ÷ 3
A
×
直接启动—A
星-三角启动—A

k 取自铭牌或电机样本(常为 5–8)。星-三角启动时启动转矩也降为三分之一。启动电流持续数秒。 电气作业:仅限有资质人员,并执行上锁挂牌。

变频调速:功率降低(相似定律)

公式P₂ = P₁ × (N₂ ÷ N₁)³  ·  E = (P₁ − P₂) × h
kW
%
h/年
新转速下功率 (P₂)—kW
节省功率—kW
每年节电量—kWh/年

理想立方定律:适用于无静扬程的离心泵或风机。存在静扬程以及变频器(2–4 %)和电机损耗时,实际节能更少,应实测。

用于学习和核算的工具。所列范围为一般参考:请始终遵守本厂的规程、许可和设定值。不会上传任何数据:计算在浏览器中完成。