淺談臨時用電施工組織設計用電設備負荷計算與變壓器及線路導線選擇方法

韋武革

摘要：本文簡述建筑工程臨時用電負荷計算注意的一些方法，并通過對某工程實際情況，探討使用“需要系數法”計算建筑工程用電設備計算負荷，選擇變壓器容量及線路導線，僅供同行參考。

關鍵詞：臨時用電;需要系數法;負荷計算

在建筑工程中，施工臨時用電是一個重要的組成部分，在施工準備以及施工過程中是不可缺少的一項，現就某工程實例臨時用電的負荷計算，確定變壓器選擇，配電線路導線選擇方法，對施工現場臨時用電負荷計算涉及各因素及計算方法進行探討，為工程項目臨時用電的安全性、合理性、經濟性、實用性提供參考。

在一些建筑工程施工現場，缺少專業電工，購買配電器材時，存在很多的不合理配置，現場臨時用電配電安裝隨意性較大，臨時用電組織設計中的負荷計算比實際用電負荷虛高，現場實際施工過程半小時最大用電負荷遠低于計算負荷，施工組織設計中計算負荷的虛高雖然有利于用電安全，但是增加了工程的成本，而有些工地計算負荷偏低，易造成現場配電超負荷運作，出現配電導線發熱，配電器材燒壞等用電安全隱患。

為了提高經濟效益，降低成本，確保用電安全、有效的基礎上，通過臨時用電負荷計算，合理配置用電器材，下面以一棟七層教學樓的臨時用電為實例，利用“需要系數法”進行負荷計算，以便參考。

一、計算概念

（一）需要系數法

需要系數Kd是用電設備組在半小時最大負荷時需要的有功功率（P30）與其設備容量（Pe）的比值。即Kd=P30/Pe ;P30=Kd·Pe，根據需要系數Kd求總安全容量為Pe的用電設備組所需的計算負荷P30的方法稱為需要系數法。

（二）計算用電負荷

通過負荷統計計算求出的數值，按發熱條件選擇供配電系統中各元件的負荷值，稱為計算負荷。通常取工作班內消耗電能最大的半小時作為“計算負荷”。

（三）供配電系統

建筑工程供配電系統有交流電源、供配電線路、配電控制和用電設備組成。在設計電氣供配電系統時，應確定供配電方案，確定各種用電設備功率，再進行用電負荷計算，并選擇各種配電控制設備及配電導線。

二、臨時用電負荷計算實例

（一）工程建設情況

本工程為一棟教學樓，地上7層無地下室，建筑高度31.2m，建筑面積約10293.2平方米，根據本工程的實際施工條件及各種施工機械設備的用電需求，現場設置總配電箱一個，電源由建設單位提供的變壓器旁總配電室提供，按照不同的區域和設備，總配電箱下設3個二級分配電箱，主線路共分三路設置。

（二）用電設備一覽表及設備容量計算

本工程施工用電設計按照不同施工階段（基礎、主體、裝飾裝修）、不同設備功率分別考慮，取其最大值作為導線選定依據。因主體施工階段用電設備最多、功率最大，另外考慮流水作業，故選取主體施工階段所有用電設備作為計算工程用電的依據。

（三）本工程臨時用電施工中，應盡量將單相用電設備均勻的分散接到各相間，力求減少三相間的不平衡狀態，施工臨時用電線路在主體施工階段同時使用的設備如下：

上表格中Pe值詳見下述計算，其中塔式起重機、施工升降機Pe值換算暫載率取JC=25%;電渣壓力焊機、交流電弧焊機要換算到暫載率JC=100%時取設備容量Pe值。

（四）需要系數法負荷計算公式

施工現場視在計算負荷（總用電量）用下述計算公式

（五）負荷計算

由于塔式起重機及電焊機組屬于反復短時工作制機械，塔式起重機暫載率取JC=25%，交流對焊機、電渣壓力焊機、電焊機暫載率取JC=65%。

對于斷續周期工作制不同暫載率的用電設備的容量換算：

（4）單相設備組等效三相負荷計算

從表一中看出，單相用電設備容量超過了三相設備容量的15%，應將單相設備容量換算為等效三相設備容量，再與三相設備容量相加。在接有較多單相設備的三相線路中，不論單相設備接于相電壓還是線電壓，只要三相負荷不平衡，就應以最大負荷的有功負荷的三倍作為等效三相有功負荷，以滿足系統安全運行要求。

1）、單相設備接于相電壓時的負荷計算：

等效三相設備容量Pe應按最大負荷相所接的單相設備容量Pmax的三倍計算，即Pe=3Pmax，若上表16-18分別接入A、B、C相，16接入A相，則Pa=4kw，17接入B相，則Pb=2kw，18接入C相，則Pc=5kw，Pc>Pa>Pb，故Pe=3Pmax=3Pc=3*5=15（kw）;

2）、單相設備接于線電壓時的負荷計算：

本工程單相用電設備容量超過了三相設備容量的15%，按接于同一線電壓，P1=14.5kw，P2=8.5kw，Pem=P1+P2=23kw，計算如下：

（5）各用電設備組的計算負荷：

把工作性質相同或相近，具有相近需要系數的同類用電設備合并成組，求出各組用電設備的計算負荷

（七）變壓器容量的選擇

根據計算的總的視在功率選擇，由甲方使用的一臺變壓器供系統運行，考慮變壓器5%的過負荷能力，計算如下：

P0=1.05×Sjz =1.05×96=100.8KVA

式中：1.05為功率損失系數

建設單位在待建生產1#廠房東南側約10米處安裝一臺額定容量250KVA變壓器，250KVA≥100.8KVA，足以滿足施工現場用電需求。

施工現場供電主電纜線路選擇

（1）、供電線路主電纜從建設單位提供的變壓器旁總配電房引出到工地總配電箱距離約60m，使用聚乙烯絕緣電力電纜（BJY）。

總的計算電流：Ijs=Sjz/ Ue=96/（×0. 38） =146（A）

按總計算電流得值為146A，查表《建筑施工計算手冊》選用一路BLV 3×70+2×35mm2，穿PVC沿墻架空敷設，其持續允許電流（取環境溫度30℃）為195A>146A，滿足用電要求。

（2）導線允許電壓降校核：

已知供電線路主電纜從建設單位提供的變壓器旁總配電房引出到工地總配電箱距離約105m，允許相對電壓降為ε=5%，采用TN-S配電供電時，取C=46.3，則：

三、負荷計算方法的分析

以上是通過一棟教學樓臨時用電的負荷計算，確定工程使用變壓器容量及主線路導線的選擇方法，在這一計算方法中主要注意幾個問題：

（一）起重機械設備Pe值的計算方法是否接近現場實際用電量，跟使用多臺或單臺起重機械設備的Kd取值有關系，根據建筑相關手冊，目前塔吊，施工升降機等起重機械設備電氣配置逐步智能化，節能化，電氣控制配置了變頻器，所以JC的換算值要接近現場設備實際使用情況。

（二）交流電焊機及鋼筋對焊機Pe值的計算方法與現場單相接線在A、B、C相是否接平衡有一定影響，還與施工安排及設備使用型號及容量有關系。

（三）計算公式中“系數”的取值要考慮工程施工的特點，需要系數負荷計算法主要涉及兩個系數，一是各設備組的需要系數，二是各設備組之間的同時系數。這兩個系數在常用的建筑手冊中，各有數值，有的數值偏差很大，所以，應用時需要參考同類設備的系數，還要參考以往現場用電的實際測量情況及工程施工臨時用電的特點及工程施工進度的特點，分析施工高峰期設備的使用情況，根據以上幾種情況，Kx、Kd取值應接近工程實際用電量，避免負荷計算數值偏差過大。

（四）在我參加的工程檢查過程中，看到的現場臨時用電的電線配置，電箱配置及用電器材配置與施工組織設計方案都有區別，特別是編制人員大多偏重考慮安全性，Kx、Kd取值偏高，其計算結果使計算負荷比實際應用中的用電量大好多，這樣在采購用電相關材料時會增加工程成本。

四、結語

上文通過工程臨時用電負荷計算，選擇工程使用變壓器容量及配電導線的方法提出自己的一些意見，僅供供廣大同行參考。做好現場施工臨時用電組織設計是確保現場規范安裝，安全用電的前期工作，對保障建筑工程的順利施工，有著十分重要的意義。

參考文獻：

[1]《建筑工程臨時用電設計與實例手冊》（北京電力出版社2001

[2]劉介才的工廠供電，北京：《機械工業出版社》（2003）

[3]《建筑安全檢查標準》（JGJ59-99）、

[4]《建筑施工手冊》（第四版）中國建筑工業出版社

[5]《施工現場臨時用電安全技術規范》（JGJ46-2005）