1、工地臨時用電施工組織設計的編制方法與實例謝曉飛,來雙林,黃盛壯(江蘇省工業設備安裝公司,江蘇 南京210031)摘 要:通過江蘇省地稅大廈工程工地臨時用電施工組織設計的編制作為實例,總結了工地臨時用電施工組織設計的編制方法,重點分析了工地用電設備計算負荷的確定以及設備元器件的選擇。關鍵詞:計算負荷;設備容量;需要系數;暫載率;功率因數中圖分類號:TU733 文獻標識碼:B 文章編號:1002-3607(2002)03-0032-04 本文以江蘇省地稅大廈工程為例,介紹工地臨時用電施工組織設計的編制方法。1 用電施工組織設計編制原則(1)執行相關的國家標準和規程;(2)按照施工機具用電容量,通過
2、負荷計算,合理確定設計方案;(3)安全可靠,滿足工程需求且合理使用。2 箱式變電所位置的現場選址原則(1)是靠近電源還是接近負荷中心,以減少投資和電能損耗,提高供電質量為目的。(2)應排水通暢,不能有積水,以保證正常運行。(3)應相對固定,不能頻繁移位。經現場勘查,本工程將其設置在建筑物的西側(共1組),電源引自附近10 kV市電高壓線。3 總、分配電柜的位置及線路走向(1)箱式變電所內設干式變壓器、低壓配電柜、電容器柜各1臺。(2)在施工現場箱式變電所與各分配電柜之間再設置配電室之目的是便于加強供用電管理,配電室內設含有計量的總配電柜3臺。(3)施工現場配置3臺分配電柜及若干臺開關箱以滿足用
3、電需要。分配電柜設置位置是:大樓內2臺,土建、安裝各1臺;大樓外加工作業場所設1臺。開關箱位置隨用電設備而定,分樓層設置。(4)配電室到分配電柜電纜采用沿大樓外圍電纜溝敷設,進入建筑物內的電纜采用架空敷設。這樣敷設電纜的目的是:施工現場無障礙物,吊裝作業便利,施工現場整潔;另外,對電纜也起到保護作用。(5)現場供用電平面布置圖(略)。4 各類用電設備的負荷計算4.1 主要施工機械用電設備容量及負荷計算見表1。4.2 單相用電設備計算負荷的確定工廠供電規定:如果三相線路中單相設備的總容量不超過三相設備總容量的15%,則不論單相設備如何分配,單相設備可與三相設備綜合按三相負荷平衡計算;如果單相設備
4、容量超過三相設備容量15%時,則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。本工程臨時用電設備單相總容量194.5 kW,三相總容量402 kW,單相總容量/三相總容量=194.5/402=48%,所以本工程單相設備容量須換算。(1)單相設備負荷在三相五線制線路上的分配及計算負荷(2)求各相計算負荷套絲機、照明、其它用電的計算負荷見表2(按P30=KdPe計算)。電焊機各相計算負荷(換算系數:PAB-A=PBC-B=PCA-C=0.8,PAB-B=PBC-C=PCA-A=03安 裝 2002年6月 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Dis
5、c Co.,Ltd.All rights reserved.表1 主要施工機械用電設備容量及負荷計算用電設備名稱數量單臺容量(kW)合計容量NKdcostgP30Q30塔式起重機154kW(54kW)54kW(54kW)250.20.51.7310.818.7人貨兩用電梯113130.70.51.739.115.74攪拌機、砂漿機2+210+1.222.40.70.51.73 15.68 27.13鋼筋切割機、彎曲機2+25.5+3170.20.51.733.45.91對焊機2+42(100kVA+210kVA)(44.3kW+4.4kW)240kVA(106.2kW)400.350.71.0
6、23737.8木工機械310300.50.75 0.881513.2振動器10+33+0.531.50.250.51.73 15.7527.3高壓水泵、潛水泵3+55.5+1.5240.70.80.7516.812.6卷揚機311330.250.51.738.2514.27鋼筋連接機械51.57.50.350.61.332.623.5小型安裝機械27.750.20.51.735.559.6蒸飯箱、開水器2+29+9360.71025.20計(三相)402165.1 185.75電焊機(380V)1425kVA(11kW)350kVA(154kW)400.350.71.02 86.85 98.2
7、5套絲機(220V)140.7510.50.20.51.73 86.85 98.25照明(220V)200.5100.61086.85 98.25其它用電(220V)102200.50.51.73 86.85 98.25計(單相)194.5合計當KP=0.9,K0=0.95時0.64226.7 269.8 注1:P30、Q30、S30 有功、無功、視在計算負荷,Kd 需要系數,PN、SN 額定有功、視在功率,N 暫載率%,cos 額定功率因數,Pe 三相用電設備組的容量。注2:斷續周期工作制的用電設備的設備容量計算,因塔式起重機 N為25%,電焊機、對焊機 N為40%,故須進行換算;塔式起重機
8、:Pe=2PNN;電焊機、對焊機:Pe=SNcosN;計算結果見表1。表2 單相用電設備的分配及計算負荷A-N(kW)B-N(kW)C-N(kW)A-B(kW)B-C(kW)C-A(kW)Kdcostg套絲機3.7533.750.2 0.5 1.73照明3.53.530.610其它用電1414120.5 0.5 1.73P309.859.78.55Q3013.4113.1111.68電焊機5555440.35 0.7 1.02P3018.4819.2516.17Q3016.5619.6418.790.2,QAB-A=QBC-B=QCA-C=0.22,QAB-A=QBC-B=QCA-C=0.8)
9、。各相有功和無功設備容量為:A相PA=PAB-APAB+PCA-APCA=0.855+0.244=52.8 kWQA=QAB-APAB+QCA-APCA=0.2255+0.844=47.3 kvarB相PB=PBC-BPBC+PAB-BPAB=0.855+0.255=55 kWQB=QBC-BPBC+QAB-BPAB=0.2255+0.855=56.1 kvarC相PC=PCA-CPCA+PBC-CPBC=0.844+0.255=46 kWQC=QCA-CPCA+QBC-CPBC=0.2244+0.855=53.7 kvar各相有功和無功計算負荷見表2。各相總的有功和無功計算負荷:A相:P30
10、A=9.85+18.84=28.33 kWQ30A=13.41+16.56=29.97 kvarB相:P30B=9.7+19.25=28.95 kWQ30B=13.11+19.64=32.75 kvarC相:P30C=8.55+16.17=24.72 kWQ30C=11.68+18.79=30.47 kvar(3)總的等效三相計算負荷:13第3期 謝曉飛等:工地臨時用電施工組織設計的編制方法與實例 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.,Ltd.All rights reserved.因B相的有功計算負荷最大,故取B相計算等效三相計算負荷,由此
11、可得:P30=3P30B=328.95=86.85 kWQ30=3Q30B=332.75=98.25 kvar4.3 三相用電設備組計算負荷的確定根據P30=KdPe,Q30=P30tg可求得各三相用電設備組的P30、Q30。各組計算負荷值見表1。4.4 多組用電設備計算負荷的確定確定多組設備計算負荷時,應考慮一個同時系數KP、KQ,一般情況下,取KP=0.90,KQ=0.95。總的有功計算負荷為:P30=KPP30i=0.9(165+86.85)=226.67 kW總的無功計算負荷為:Q30=KPQ30i=0.95(185.75+98.25)=269.8 kvar總的視在計算負荷為:S30=
12、P230+Q230=226.672+269.842=352 kVA總的功率因數為:cos=P30/S30=226.67/352=0.645 變壓器容量、無功補償容量選擇5.1 選擇變壓器容量、低壓側無功補償容量按規定變壓器高壓側的cos0.9,考慮到變壓器的無功功率損耗遠大于有功功率損耗,因此,在變壓器低壓側補償時,低壓側補償后的功率因數應略大于0.9,取cos=0.92。經計算本工程臨時用電低壓側功率因數cos=0.64,要使功率因數由0.64提高到0.92,低壓側需裝設電容器柜,其容量為:Qe=P30(tg1-tg2)=226.67(tgarccos0.64-tgarccos0.92)=1
13、75.6 kvar補償后變壓器低壓側的視在計算負荷為:S30=226.672+(269.8-175.6)2=245 kVA考慮到計算負荷按需要系數法計算的結果往往偏小,故變壓器容量可選比250 kVA大一級的容量為315 kVA,電容器柜無功補償裝置容量可選175kvar。5.2 導線截面積和電器的類型、規格的選擇(1)總配電柜3臺總配電柜按均衡分配負荷的原則,可得每臺總配電柜的計算負荷為:P30=226.67/3=76 kW。由于低壓側進行了無功補償,所以功率因數cos=0.92,則:S30=P30/cos=76/0.92=82.6 kVA,I30=82.6/(30.38)=125.5 A總
14、配電柜電源側電纜選擇。按發熱條件選擇電纜截面IalI30(Ial為電纜允許載流量),經查表電纜采用橡皮銅芯電纜Yc350+225。總配電柜電氣系統圖及電器配件型號、規格(略)。低壓斷路器的選擇。查表可知DZ10-250型低壓斷路器的過流脫扣器額定電流INOR=140A I30=125.5A,故初選DZ10-250斷路器,其INOR=140 A。瞬時過流脫扣器的動作電流IOP(0)應躲過線路的尖峰電流IPK,即IOP(0)KrelIPK=22.5125.5=627.5A(Krel為可靠系數,DZ型開關取2;IPK為尖峰電流,取2.5I30)。所以,瞬時脫扣電流整定為5倍,即:IOP(0)=514
15、0=700 A 627.5 A滿足躲過尖峰電流的要求。校驗電纜與低壓斷路器保護的配合:為了不致發生因過負荷或短路引起電纜過熱起燃,而其低壓斷路不跳閘的事故,低壓斷路器過流脫扣器的動作電流IOP還應滿足條件IOPK0lIal(K0l為絕緣電纜的允許短時過負荷系數,對瞬時和短延時過流脫扣器取4.5,長延時取1,Ial為電纜允許載流量)。由于IOP(0)=700 A,而K0lIal=4.5158=711A,所以滿足電纜與保護配合的要求。經上述分析,斷路器選為DZ-250/330,INOR=140 A,IOP(0)=5INOR。刀熔開關的選擇。熔體額定電流INFBI30=125.5 A,INFBKIP
16、K=0.352.5125.5=109.8 A(K取0.35)。初選刀熔開關規格為HR5-200/30,熔體額定電流160 A。校驗電纜與熔斷器保護的配合:INFEK0lIal=2.5158=395 A(K0l為電纜允許短時過負荷系數,如熔斷器只作短路保護取2.5,Ial為電纜允許載流量)。經校驗滿足電纜與保護配合的要求,因此,初選刀熔開關的規格是正確的。23安 裝 2002年6月 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.,Ltd.All rights reserved.其他電器元件的選擇(含照明回路):根據I30=125.5 A,可直接選擇其他電
17、器元件規格、型號,這里就不詳細討論。(2)分配電柜。本工程臨時用電設置3臺分配電柜,計算負荷同總配電柜。分配電柜電氣系統圖及電氣元件型號、規格(略)。分配電柜電源側電纜選擇。按照發熱條件選擇電纜截面,經查表:動力回路采用Yc350+125,照明回路采用Yc325+116。規范規定:在施工現場采用中性點直接接地的電力線路中,必須采用TN-S接零保護系統,因為以前施工用電都采用TN-C系統,電纜采用4芯電纜,現在施工用電采用新標準,若將4芯電纜棄之不用,重新購買5芯電纜,將給施工單位增加施工成本,如何解決既能滿足新標準要求,又能使4芯電纜得到使用,解決的辦法是將動力4芯電纜和照明4芯電纜合在一起配
18、套使用,就能滿足TN-S要求,故在選擇電纜時仍采用4芯電纜。低壓斷路器的選擇。動力回路自動開關選DZ10-250/330,過流脫扣器的額定電流INOR=120 A,瞬時過流脫扣的動作電流為IOP(0)=5INOR=600 A(能夠滿足躲過線路尖峰電流的要求)。校驗電纜與自動開關保護的配合:經校驗滿足要求(詳細計算略)。檢驗前后自動開關之間選擇性配合:一般來說,要保證前后兩自動開關之間能選擇性動作,動作電流宜采用前一級大于后一級,前一級的動作電流宜不小于后一級動作電流的1.2倍,即IOP.11.2IOP.2。本工程臨時用電前一級自動開關IOP.1=700 A,后一級IOP.2=600 A,前一級
19、IOP.1不能滿足不小于后一級IOP.2的1.2倍,但相差不多,且自動開關已無其他選擇,否則要增加電纜截面積,故只能如此。動力回路分路自動開關選DZ10-100/330,照明回路總自動開關選DZ-10-100/330,照明回路分路自動開關選DZ15-40/230。(3)開關箱電氣系統圖及電器元件型號、規格和開關箱電源側電纜選擇(略)。6 繪制施工臨時供用電系統總圖(略)7 安全用電技術措施(1)配電系統設置總配電柜、分配電柜及開關箱,實行分級配電;同一配電箱內,動力和照明線路應分路設置。(2)配電箱、開關箱采用鐵皮制作且應有門鎖、有標志;箱周圍應有二人同時工作的空間和通道。(3)配電箱、開關箱
20、內的電器必須可靠完好,不準使用破損不合格的電器;金屬底座、外殼等采用接零保護。(4)總配電柜應裝設總隔離開關和分路隔離開關,總熔斷器和分路熔斷器(或總自動開關和分路自動開關)以及漏電保護器;若漏電保護器同時具備過負荷和短路保護功能,則可不設分路熔斷器和分路自動開關。(5)分配電柜應裝設總隔離開關和分路隔離開關以及總熔斷器和分路熔斷器(或總自動開關和分路自動開關)。(6)必須實行“一機一閘”制,嚴禁用同一開關電器直接控制二臺及二臺以上用電設備。(7)開關箱內的開關電器必須能在任何情況下都可以使用電設備實現電源隔離;箱內必須裝設漏電保護器;漏電保護器應裝設在配電箱電源隔離開關的負荷側和開關箱電源隔
21、離開關的負荷側。漏電保護器其額定漏電動作電流不大于30 mA,額定動作時間應小于0.1 s;開關箱與其控制的固定式用電設備的水平距離不應超過3 m。(8)本工程臨時電力線路采用TN-S接零保護系統;配電箱、開關箱的進線和出線不得承受 外力。(9)施工現場要有足夠的照明,電線無老化、裸露、接頭現象。潮濕場所照明應使用安全電壓。(10)施工用電由專業電工負責,配電箱開關每天都應進行檢查,觸電保護器每天試跳一次。參考文獻:1 工廠供電M.北京:機械工業出版社.2 工廠常用電氣設備手冊(補充本)M.水利電力出版社.3JG J46-88.施工現場臨時用電安全技術規范S.收稿日期:2001-12-1033第3期 齊銘安:小康住宅的用電負荷計算與電氣設計 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.,Ltd.All rights reserved.
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