施工现场临时用电负荷计算探讨

文/王新成 黄金坤（中国十七冶集团有限公司）

临时用电施工组织设计是施工现场用电设施配置的指导性文件，负荷计算合理则能够指导施工，经济安全；若负荷计算不当，不仅关系到施工用电的可靠性，还可能存在火灾、触电安全隐患[1]。计算负荷是否合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线截面选择过大，造成投资的增加[2]；如计算负荷过小，又将使电器和导线处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至烧毁，以致发生事故造成损失[3]。施工现场临时用电负荷计算方法一般采用需要系数法，在需要系数法中有简化估算法和按用电设备组法计算。本文以某地块房建工程临时用电为例，分别以上述两种方法对施工现场临时用电负荷进行计算，并对两种计算结果进行比较分析，意在实现科学配置临时用电设施，安全用电。

一、实验条件与方法

1.实验条件

目前，建筑施工现场临时用电设备组尚未有统一的需要系数，需要系数不仅与用电设备的工作性质、设备台数、设备效率和线路损耗有关，还与工人的技术熟练程度和生产组织等多种因素有关，本研究尽可能通过实测分析确定，使之与实际接近。表1[1]为实验条件下需要系数参考表。

表1 需要系数K、暂载率JC 及cosθ

2.计算方法

对于房屋建筑工程施工现场临时用电，总配电箱负荷的计算多采用需要系数法，包括简化估算法、按用电设备组法。简化估算法是根据施工经验所得；按用电设备组法是将施工现场系统的全部用电设备看作一个用电设备组，并且知悉同类施工现场用电系统的总需要系数和平均功率因数，则可方便地计算施工现场用电系统的总负荷。

（1）计算方法一：简化估算法

根据施工现场经验，施工现场总用电量可按下式简化估算，其公式为：

式中：η为用电不平衡系数，一般取1.05～1.1；

∑P1为全部电动机额定功率之和；

∑S2为电焊机额定功率之和；

∑P3为室内照明容量之和；

∑P4为室外照明容量之和；

cosθ为电动机的平均功率因数，一般取0.65～0.75；

K1，K2，K3，K4为需要系数，参见表1。

（2）计算方法二：按用电设备组法

①各用电设备组的负荷计算

有功功率：Pej=Kx×∑Pe

无功功率：Qej=tgθ×Pej

式中：Kx为用电设备的需要系数，详见表1；

Pej为用电设备组的有功计算功率（kW）；

Qej为用电设备组的无功计算功率（kvar）；

tgθ为用电设备组功率因素角的正切值；

Pe为用电设备的额定有功功率，功率换算后为PL（kW)。

②总负荷计算

式中：Pej为用电设备组的有功计算功率（kW）；

Qej为用电设备组的无功计算功率（kvar）；

Kt1为各设备组有功同时系数，取0.8～0.9；

Kt2为各设备组无时系数，取0.93～0.97；

Sjs为总用电计算负荷（kVA）。

二、案例分析与讨论

某地块房建工程采用1 台临时变压器供电，以此项目的临时用电总负荷计算为案例，分别采用简化估算法和按用电设备组法。

1.设备型号表

施工现场主要用电设备汇总表见表2。

表2 施工现场主要用电设备汇总表

2.用电设备的功率转换

（1）对于塔吊，应将设备铭牌容量转换到暂载率下的设备容量，即：

4.按用电设备组法计算负荷

由于篇幅受限，不列出具体计算过程，根据上述公式计算出施工现场总用电量Sjs=751.46 kVA。

5.计算结果与分析

简化估算法得出的结果为866 kVA，采用需要系数法计算得出的结果为751.46 kVA，施工现场总装机容量经计算1181 kW，两种计算方法的结果分别占比总装机容量为73%、64%。显然，简化估算法计算数值较大，在根据计算负荷选择变压器容量时前一种方法选择可能大一个等级。上述两种方法相比之下，第一种方法比较方便，可直接用查表法计算，但计算结果比工程实际需用量偏差很多。

三、结论

建筑工程施工一般分为基础工程施工阶段、主体结构工程施工阶段、装饰装修施工阶段，每个施工阶段用电量不同，变压器负荷按照用电量最大的施工阶段进行选择。一般主体结构工程施工阶段用电量最大，可统计该阶段用电设备明细，进行用电负荷计算。简化估算法适用于工程规模小、用电设备数量少的建筑工程，对于临时用电设备总装机容量不大于200KW 的工程，可以考虑简化估算法，多用于工程实际需要的变压器富余容量尚可被接受的情况。对于建设规模大、施工用电设备多的工程用电负荷的计算，应选择按用电设备组法，计算结果更接近于工程实际，据此可选择出经济合理的变压器。

变压器中小型号标准容量为：30，50，63，80，100，125，160，200，250，315，400，500，630，800，1000，1250，1600，2000 kVA，不难看出200 kVA之前的前后级差值较小。从变压器标准容量选择的角度考虑，在施工现场用电设备总装机容量数值大于200kVA时，两种负荷计算方法得出数据差别更大，在选择变压器时，采用简单估算法时可能选择的变压器容量会偏大一个等级。