1 引言
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,現(xiàn)代工程建設出現(xiàn)了規(guī)模大、周期長、科技含量高等特點。在整個施工過程中對電力的依賴越來越突出,用電量也越來越大。因此做好施工臨時用電設計,對節(jié)約投資、降低施工成本、提高施工企業(yè)的競爭能力和經(jīng)濟效益都有著極其重要的意義。
施工臨時用電設計包括施工現(xiàn)場總用電量計算、電源的選擇及位置確定、電線電纜的選擇及敷設、繪制電力供應平面圖等幾個方面。
施工臨時用電設計應滿足安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟等要求,所謂經(jīng)濟就是盡量做到投資省,運行費用低,盡可能減少有色金屬消耗量和電能損耗,提高電能利用率。下面僅就用電量計算、電源的選擇、電線電纜的選擇就施工臨時用電設計的經(jīng)濟性進行分析。
2 施工現(xiàn)場用電量計算
2.1施工現(xiàn)場電力設備的類型及設備容量換算施工現(xiàn)場用到的電力設備主要有電動機、電焊機、電熱設備及照明設備等,尤其以電動機應用最廣。
不同的機械設備其工作的連續(xù)性也不一樣,有些是連續(xù)工作,如水泵,這種設備稱為連續(xù)工作制負荷;有些是工作時間短、停歇時間長的用電設備,如閘門升降電動機,這些稱為短時工作制負荷;有些是時而工作、時而停歇、反復運行的設備,如起重機、電焊機等,這些稱為反復短時工作制負荷。不同工作制負荷的用電設備對電能的消耗是不同的,因而在進行用電量計算時不能直接將它們的額定功率進行相加,而必須換算成同一工作制下的額定功率再進行相加。換算成統(tǒng)一規(guī)定工作制下的額定功率即稱為“設備容量”,用Pe表示。
除此之外,各用電設備并不時同時工作的,既使同時工作也不可能同時達到額定功率,表征這一特征用需用系數(shù)K表示;電動機消耗的功率并未完全輸出對外做功,有一定的損耗,電動機輸出功率與輸入功率之比用效率η表示;用電設備大部分為感性負載,有部分功率要反饋回電源,稱為無功功率,負載實際消耗的功率為有功功率,兩者的矢量和為視在功率,有功功率與視在功率之比叫功率因數(shù),用cosφ表示。
2.2施工現(xiàn)場總用電量計算施工臨時用電除照明外,多為電動機和電焊設備,當照明設備占總用電量較少時,可取電動機和電焊機總用電量的10%作為照明用電,因而在大部分教材或資料中都采用下式來計算總用電量。
?。?)式中:S—總用電量,kVA;Σpe—各電動機設備容量之和,kW,其中包括暫載率為25%的起重機電動機的設備容量;Se—暫載率為100%時電焊機的視在功率之和,kVA;Cosφ—電動機的平均功率因數(shù),一般為0.75~0.90,計算時取0.85;η—電動機的平均效率,取0.86;K1、K2—電動機和電焊機的需要系數(shù);Sc1—所有電動機的計算負荷容量,kVA;Sc2—所有電焊機的計算負荷容量,kVA;1.1—以照明用電量占用其它設備10%計時的系數(shù)。
然而我們知道,視在功率S是矢量,如果直接用代數(shù)和作為用電總量顯然數(shù)值偏大,為使計算結(jié)果更趨準確,引入下面公式:
(2)式中:ΣPc—所有用電設備計算有功功率之和,kW,k為各用電設備的需要系數(shù);ΣQc—所有用電設備計算無功功率之和,kvar ;1.1—以照明用電量占用其它設備10%計時的系數(shù)。
對于式(1),需要系數(shù)只能取所有設備的平均值,一般根據(jù)電動機和電焊機的數(shù)量來確定,而對于式(2),采用了各用電設備自身的需要系數(shù),取值更具體,也更接近實際情況。當用電設備數(shù)量較少且種類較為為單一時,兩種計算方法結(jié)果所得結(jié)果相差不大,但如果設備種類較多時,需要系數(shù)就會產(chǎn)生較大差異,用推薦公式則可以獲得較準確的計算結(jié)果,為電源和導線的選擇提供更為科學的依據(jù)。
3電源的確定及變壓器的選用施工工地臨時用電的電源有兩種,一是網(wǎng)電,一是交流發(fā)電機發(fā)電。在此僅討論網(wǎng)電供電。網(wǎng)電供電是通過變壓器將66KV~10KV的電壓降為200V/380V電壓供配電使用,因而網(wǎng)電供電的關(guān)鍵就是確定變壓器的容量。
電力變壓器在供電設備中效率最高,功率損耗也較小,但由于是長期連續(xù)運行,因而其力能損耗也十分可觀。變壓器的經(jīng)濟負荷與額定容量之比稱為經(jīng)濟負荷系數(shù)或經(jīng)濟負荷率,一般變壓器的經(jīng)濟負荷率為50%左右。假若直接按此原則選擇變壓器,則使初次投資加大,基本電費也增多,因而,選用70%作為變壓器的經(jīng)濟負荷率比較適合我國國情。
在確定變壓器容量時,首先要滿足計算用電量并有10%余量,同時要考慮到變壓器的經(jīng)濟運行(70%的經(jīng)濟負荷率),因此,單臺變壓器的容量應滿足以下關(guān)系:SN=(1.15~1.4)S?! ?/P>
系數(shù)越大,變壓器的功耗越小,但變壓器的投資較大。具體選擇時應綜合考慮多面的因素如工期長短、臨時性用電設備的容量等。