施工临时用电设计经济性分析

[摘 要] 文章从经济角度出发，就施工临时用电设计中的用电量计算、变压器选用及导线的选择进行分析，提出了施工用电设计中解决这些问题较为可行的计算方法。

[关键词] 临时施工用电 经济性 设计 用电量 变压器 导线

1引 言

随着国民经济的发展，现代工程建设出现了规模大、周期长、科技含量高等特点。在整个施工过程中对电力的依赖越来越突出，用电量也越来越大。因此做好施工临时用电设计，对节约投资、降低施工成本、提高施工企业的竞争能力和经济效益都有着极其重要的意义。

施工临时用电设计包括施工现场总用电量计算、电源的选择及位置确定、电线电缆的选择及敷设、绘制电力供应平面图等几个方面。

施工临时用电设计应满足安全、可靠、优质、经济等要求，所谓经济就是尽量做到投资省，运行费用低，尽可能减少有色金属消耗量和电能损耗，提高电能利用率。下面仅就用电量计算、电源的选择、电线电缆的选择就施工临时用电设计的经济性进行分析。

2施工现场用电量计算

2.1施工现场电力设备的类型及设备容量换算

施工现场用到的电力设备主要有电动机、电焊机、电热设备及照明设备等，尤其以电动机应用最广。

不同的机械设备其工作的连续性也不一样，有些是连续工作，如水泵，这种设备称为连续工作制负荷;有些是工作时间短、停歇时间长的用电设备，如闸门升降电动机，这些称为短时工作制负荷;有些是时而工作、时而停歇、反复运行的设备，如起重机、电焊机等，这些称为反复短时工作制负荷。不同工作制负荷的用电设备对电能的消耗是不同的，因而在进行用电量计算时不能直接将它们的额定功率进行相加，而必须换算成同一工作制下的额定功率再进行相加。换算成统一规定工作制下的额定功率即称为“设备容量”，用Pe表示。

除此之外，各用电设备并不时同时工作的，既使同时工作也不可能同时达到额定功率，表征这一特征用需用系数K表示;电动机消耗的功率并未完全输出对外做功，有一定的损耗，电动机输出功率与输入功率之比用效率η表示;用电设备大部分为感性负载，有部分功率要反馈回电源，称为无功功率，负载实际消耗的功率为有功功率，两者的矢量和为视在功率，有功功率与视在功率之比叫功率因数，用cosφ表示。

2.2施工现场总用电量计算

施工临时用电除照明外，多为电动机和电焊设备，当照明设备占总用电量较少时，可取电动机和电焊机总用电量的10%作为照明用电，因而在大部分教材或资料中都采用下式来计算总用电量。

(1)

式中：S——总用电量，kVA;

Σpe——各电动机设备容量之和，kW，其中包括暂载率为25%的起重机电动机的设备容量;

Se——暂载率为100%时电焊机的视在功率之和，kVA;

Cosφ——电动机的平均功率因数，一般为0.75～0.90，计算时取0.85;

η——电动机的平均效率，取0.86;

K1、K2——电动机和电焊机的需要系数;

Sc1——所有电动机的计算负荷容量，kVA;

Sc2——所有电焊机的计算负荷容量，kVA;

1.1——以照明用电量占用其它设备10%计时的系数。

然而我们知道，视在功率S是矢量，如果直接用代数和作为用电总量显然数值偏大，为使计算结果更趋准确，引入下面公式：

(2)

式中：ΣPc——所有用电设备计算有功功率之和，kW， ，k为各用电设备的需要系数;

ΣQc——所有用电设备计算无功功率之和，kvar， ;

1.1——以照明用电量占用其它设备10%计时的系数。

对于式(1)，需要系数只能取所有设备的平均值，一般根据电动机和电焊机的数量来确定，而对于式(2)，采用了各用电设备自身的需要系数，取值更具体，也更接近实际情况。当用电设备数量较少且种类较为为单一时，两种计算方法结果所得结果相差不大，但如果设备种类较多时，需要系数就会产生较大差异，用推荐公式则可以获得较准确的计算结果，为电源和导线的选择提供更为科学的依据。

3电源的确定及变压器的选用

施工工地临时用电的电源有两种，一是网电，一是交流发电机发电。在此仅讨论网电供电。网电供电是通过变压器将66KV～10KV的电压降为200V/380V电压供配电使用，因而网电供电的关键就是确定变压器的容量。

电力变压器在供电设备中效率最高，功率损耗也较小，但由于是长期连续运行，因而其力能损耗也十分可观。变压器的经济负荷与额定容量之比称为经济负荷系数或经济负荷率，一般变压器的经济负荷率为50%左右。假若直接按此原则选择变压器，则使初次投资加大，基本电费也增多，因而，选用70%作为变压器的经济负荷率比较适合我国国情。

在确定变压器容量时，首先要满足计算用电量并有10%余量，同时要考虑到变压器的经济运行(70%的经济负荷率)，因此，单台变压器的容量应满足以下关系：

SN=(1.15～1.4)S　　　　　　　　(3)

系数越大，变压器的功耗越小，但变压器的投资较大。具体选择时应综合考虑多面的因素如工期长短、临时性用电设备的容量等。

4电线电缆的选择

导线和电缆是分配电能的主要器件，选择的合理与否，直接影响到有色金属的消耗量与线路投资，以及电力网的安全经济运行。选择导线、电缆以前贯彻以铝代铜的技术政策，尽量采用铝芯导线，目前提倡采用铜线，以减少损耗，节约电能。

电流通过导线时会发热。对于裸导线，如果导线温度过高，会使接头处发生氧化，并使接触电阻增加，从而加剧氧化，如此恶性循环，最终导致导线断线。对于绝缘导线或电缆，温度过高可能导致绝缘损坏并有可能引起火灾。因此通过导线的电流(即计算电流)所产生温度不应超过额定负荷时的最高允许温度。

由于导线有阻抗，所以在负荷电流通过经路时有一定的电压损失。电压损失愈大，则用电设备的电压愈低，过低的电压将影响电器设备的正常运行。低压配电线路的电压损失，一般电器不超过5%，照明线路不超过2～3%，临时用电可大些，但不能超过7～8%。

对于架空线路还要考虑电线的最小允许截面，以保证线路在外力的作用不发生断线事故。

导线电缆截面的选择要求必须满足安全、可靠的要求，其选择的一般原则为：对l0kV及以下高压线路和低压动力线路，通常按允许载流量选择截面，再校验电压损失和机械强度;对低压照明线路，因其对电压要求较高，所以通常先按允许电压损失选择截面，再校验其他条件。

由上可知，选择动力线路导线的主要依据是允许载流量，即计算电流 应小于或等于导线的允许载流量 。

(4)

导线的允许载流量是指在规定温度条件下，导线能连续承受而不使其稳定温度超过允许值的最大电流。我国幅员辽阔，各地气温差别很大，当使用地区的实际温度与规定温度不一致时，必须根据各地的气温及工作条件对允许载流时进行修正。即：

(5)

式中， ——温度修正系数， ;且 为导线额定负荷时的最高允许温度; 为导线允许载流量所采用的环境温度; 为导线敷设地点实际的环境温度。

用上式计算得出的载流量确定导线的截面积，在气温较低地区可以降低导线投资，获得较好的经济效益。而在高温地区，虽然增加了线路投资，但由于增大了电线截面面积保证了电力系统的稳定性、减少了电器和设备的维修费用，从经济上讲也是有益的。

5结 论

施工临时用电设计是一个较复杂的工作，要统筹考虑多方面的问题，如已有设备情况、线路布局、临时用电、过载等因素，本文只是从经济角度出发，从节约投资、降低能耗等方面就用电设计的某些环节进行阐述，供广大工程技术人员在实际工作中应用。

参考文献

[1]王定祥，郭元辉[M]. 人民交通出版社，2004.

唐志平，等[M]. 电子工业出版社，2003.