施工用电负荷计算

施工用电负荷计算

建筑施工现场用电负荷计算时，应考虑：建筑工程及设备安装工程的工作量及施工进度；各阶段投入的用电设备需要的数量；要有充分的预计，用电设备的施工现场的布置情况合理电源的远近；施工现场大大小小的用电设备的容量进行统计。在这些已经掌握的情况下，就可以计算了。

通过对施工用电设备的总负荷计算，依据计算的结果选择变压器的容量及相适应电气配件；对分路电流的计算，确定线路导线的规格、型号；通过对各用电设备组的电流计算，确定分配电箱电源开关的容量及熔断丝的规格、电源线的型号、规格。

对高压用电的施工现场一般用电量较大，在计算它的总用电量时，可以把各用电设备进行分类、分组进行计算，然后相加。

1、在计算施工现场诸多的用电设备时，对各类施工机械的运行、工作特点都要充分考虑进去：

（1）有许多用电设备不可能同时运行，如卷扬机、电焊机等；

（2）各用电设备不可能同时满载运行，如塔式起重机它不可能同时起吊相同重量的物品；

（3）施工机械的种类不同、其运行的特点也不相同，施工现场为高层建筑提供水源的水泵一般就要连续运转，而龙门架与井架却是反复短时间停停开开；

（4）各用电设备在运行过程中，都不同程度存在功率的损耗致使设备效率下降；

（5）现场配电线路，在输送功率同时也会产生线路功率的损耗，线路越长损耗越大。对线路功率一事不应忽视。

目前符合计算方法常采用需要系数法和二项式法，当不管采用哪种计算方法都需使用在实际中早已测定的有关系数。

2、一般说进行负荷计算时，首先绘制供电系统图，然后按程序进行计算。

（1）单台用电设备：长期运转的用电设备，设备容量就是计算负荷，但对每台电动机及其它需计及效率的单台用电设备的计算负荷为：

Pj1=Pe/η（2-1）

式中P

—用电设备的有功计算负荷（KW）；

j1

Pe—用电设备的设备容量；

η—用电设备的效率。

（2）确定用电设备组的计算负荷：确定了各用电组容量设备容量Pe

之后，就应将各用电设备按Kx 分类法分成若干组，进行负荷计算应为：

P j2=K x ∑P e

Q j2= Pj2tg （2-2）

S j2=j2

2j22Q P +

式中 P j2—用电设备组的有功计算负荷（KW ）; Q j2—用电设备组的无功计算负荷（KV AR ）; S j2—用电设备组的视在计算负荷(KV A)；

∑P e —用电设备组的设备总容量之和，但不包括备用设备容量（KW ）;

K x —用电设备组的需要系数可查工厂电气设计手册或参考表。 tg —与功率因数表相对应的正切值，可查工厂电气设计手册或参考表

确定。

（3）确定配电干线或低压母线上的计算负荷：将干线或母线上各用电设备组 的计算负荷相加，然后再乘以最大负荷的同期系数（或最大负荷混合系数， 或称参差系数） Kp(有功负荷的同期系数)、K Q （无功负荷的同期系数），即 得到该配电干线或低压母线上的计算负荷P j3 、Q j3 、S j3 而S j3则是选择电

力变压器的依据。于是有下列关系式： P j3=K P ∑P j2 Q j3= K Q ∑Q j2 (2-3)

S j3=j3

2

j3

2

Q

P

+

式中 ∑P j2 、∑Q j2——各用电设备组有功、无功计算负荷的总和（KW 、KV AR ）；

K P 、K Q ——最大负荷时有功、无功负荷的同期系数，可查工厂电气设计手册确定。

K P 、K Q 是考虑各用电设备组的最大负荷不会同时出现而引用的一个系数K Q 一般采用与K P 相同的数值，如机械加工的同期系数K P =0.7～0.9.

在选择变压器时要考虑到变压器本身的有功损耗?P B 和无功损耗?Q B 。其数值可通过查阅电力变压器的技术数据中查到。通常在负荷计算中，变压器的有功

}}

}

损耗和无功损耗可分别用下列近似公式计算： ?P B =0.02 S j3 （2-4）

?Q B =0.08 S j3 (2-5)

式中 ?P B —电力变压器的有功损耗（KW ） ?Q B —电力变压器的无功损耗（KV AR ）；

S j3—电力变压器的总视在计算负荷（KV A ）.

此外，还应考虑电力变压器经济运行的容量，一般增加计算负荷S j3的 20%～30%容量为宜。查电气设备手册。

（4）确定单项照明负荷：对照明负荷的计算，白炽灯的设备功率是指 灯泡上标明功率数、而对日光灯及高压水银汞等、金属卤化物灯（在 高压等内添加金属卤化物的400W 钠、铊、铟灯等）采用外镇流器式的 灯具，还应计入镇流器的损耗功率，即灯管的核定功率应分别增加20% 及8%。

单相负荷和三相负荷同时存在时，应该将单项负荷换算成等效的三相负荷，再与 三相负荷相加。三相不平等的单项负荷应该取其最高项的3倍；当只有单项负荷 也应该乘以3作为等效的三相负荷。其估算公式如下：

S JS =K X

×

α

ηcos ?∑Pe

（KVA ） （2-6）

式中 ∑P e —表示现场每台电动机铭牌上标明的额定功率的相加总和；

η—表示各台电动机的平均效率。电动机的效率一般在0.75～

0.92之间，计算时可采用0.86；

COS α—表示各台电动机的平均功率因数(对于用KVA 表示的用电设备如电

焊机类即应该直接相加，不必除以COS α)；

K X —表示用电设备的需要系数。也就是每台用电设备不一定同时工作，也

不一定同时满负荷运转，所以计算时应打一个折扣；

S JS —表示用电设备组所需的总容量（KVA ）。

照明部分只考虑需要系数，把现场上用途不同的照明分别乘上相对应的需要系数，然后加起来就是照明用电的总容量（一般照明用电的功率因数可以取1）。

各用电设备组的需要容量（称计算容量）相加之后，应该再乘上一个同时系数

K X（因为各用电设备组之间也存在着一个同时和不同时使用的问题，所以需要在打一个折扣），折扣的K X值一般可取0.8-1；设备组越多，同时他的系数越小。这样计算下来的结果，就是施工现场动力设备的用电总容量，再加上照明用电的总容量，就是全施工现场的用电总容量。

高压用户在选择变压器的容量时，应首先考虑变压器的损耗（可以在说明书中查到）。负荷率一般取85%左右，变压器的容量可根据电动机或其它负荷冲击条件下的影响，所谓的冲击条件，主要是指用电设备的高峰集中用电时的电流，即持续1～2h的短时间最大负荷电流。

选择变压器容量的原则是变压器的容量应大于其供电现场的总视在计算负荷。在装设一台变压器时应至少留有15%～25%的富裕容量。各用电设备组的K X 、COS 、及tg 的近似可参考表2-1。表2-2是某施工现场实例。

用电设备组K X 、COS 、及tg 表2-1

某施工现场用电设备组的K X 、COS 及tg 表2-2

求计算电流：

Ue

3 S

≈S ×1.52

式中 I jS —计算电流（A ）；I jS =

S

S —容量单位（KV A ），只视在功率； Ue —用电设备额定电压（KV ）。

在低压供电的现场，除用公式2-1和公式2-4计算外，还有其他估算方法。对于用电量不大的施工现场，可以把所有的用电设备的额定功率加在一起，取一个综合需要系数K X 为0.5-0.75之间，这样的估算出现用电设备的总用电功率，然后乘上2极

为总电流。

此时再考虑照明用电量时，只要去动力用电总功率的10%就可以了，再根据各级用电量和电流的估算，可以按照有关要求选择设备和导线的规格、型号。

2.2施工现场临时用电负荷计算举例

例1某施工现场主体结构为16层的框架结构的居民住宅楼，建筑面积为12000m2。所选用的施工机械如表2-3所示。假定所有的施工用电机组为同类用电设备组，现场提供的总需要系数的实测数据为K X=0.47，COS =0.6，试求该现场的变压器容量。

先解：不同暂载率的用电设备的容量计算：

1号塔吊容量 Pe=2 P/e JC

=2×100×%

15=77.5KW

7号电焊机容量Pe=S/e JC×COS

=21 ×65

.0×0.87=14.7KW

从7号设备中可以看出，单项用电设备的不对称容量即两台电焊机29.4KW 大于三相用电设备总容量的15%，所以电焊机的三相等效设备容量为：

Pe=3P /ex=3×14.7=25.5KW

日光灯和高压水银荧光灯的设备容量可按其的总功率的1.2倍计算：

Pe=1.2×3.8=4.6KW

除照明外，所有用电的施工机械的总设备容量为：

∑P e =77.5+22+7.5+10+3+14+51+5.6+7+6=203.6KW 由式（2-2）求的计算负荷为： P J1= K X ∑P e =0.47×203.6=95.7KW Q J!= P J1×tg =95.7×1.33=127.3KVAR

S J1=J12J12Q P + =2

2127.395.7+=159.3KVA

照明的计算负荷为： P J2=4KW+3.8KW=7.8KW

查（照明用电设备的COS 及 tg ）表，取日光灯、高压水银灯的COS =0.55，即tg =1.52，则：

Q J2=3.8×1.52=5.8KVAR S J2=228.58.7+=9.7KVA 整个施工现场的计算负荷为： S J =22)8.53.127()8.77.95(+++=168.6KVA

由式（2-4）、（2-5），所有电力变压器的损耗为：

?P B =0.02 S j =0.02×168.6KV=3.37KW

?Q B =0.08 S j =0.08×168.6=13.5KVAR 即 ?S B =

2

213.5 3.37+=13.9KV A

电力变压器的容量主要根据S J的量值和?S B的值来选择。在考虑到变压器的经济运行容量。查电气手册，可采用SL7—200/10低损耗、高效率的电力变压器。

例2 根据例1列出的施工现场和用电设备的技术参数，采用查表（2-1）、（2-2）的方法，即按各用电设备组选取K X值和COS 值，来求计算负荷和确定变压器的容量。

解：关于不同暂载率的用电设备容量换算和单相设备不对称容量换算，均按例题1所算数据取用，不再重复计算。

现求设备组的容量：

（1）塔吊、施工升降机、卷扬机：按查表得到K X=0.3；COS =0.7；tg =1.02由式（2-2）计算负荷：P J1=0.3×（77.5+22+14）=34.1KW

Q j1= P j1×tg =34.1×1.02=34.73KVAR

(2)搅拌机、砂浆搅拌机，查表得K X=0.7；COS =0.68；tg =1.08

P J2=0.7×（7.5+10+3）=14.35KW

Q j2= 14.35×1.08=15.5KVAR

（3）电焊机，查表得K X=0.45；COS =0.45；tg =1.98

P J3=0.45×（25.5+25.5）=22.95KW

Q j3= 22.95×1.98=45.44KVAR

（4）圆盘机、切断机，查表得 K X=0.7；COS =0.75；tg =0.88

P J4=0.7×（2.8+2.8+7）=8.82KW

Q j4= 8.82×0.88=7.76KVAR

（5）震动器，查表得 K X=0.7；COS =0.65；tg =1.17

P J5=0.7×（1.5+1.5+1.5+1.5）=4.2KW

Q j5=4.2×1.17=4.91KVAR

由式（2-3）计算以上五组用电设备的计算负荷、取同期系数K P=K Q=0.9则

P J（1-5）=0.9×（34.1+14.35+22.95+8.82+4.2）=84.42KW

Q j(1-5)=0.9×（34.37+15.5+45.44+7.76+4.91）= 108.31KVAR

例1中已算出照明的计算负荷：

P J0=7.8 KW Q j0=5.8 KVAR

所以整个施工现场的计算负荷为： S j =22)8.531.108()8.782.84(+++=146.97KVA 考虑变压器本身的损耗，由式（2-4）和（2-5）得：

?P B =0.02 S j =0.02×146.97=2.94KW

?Q B =0.08 S j =0.08×146.97=11.76KVAR ?S B =

2

211.76

2.94+=12.1KV A

考虑电力变压器的容量，应根据S j 的量值和?S B 的量值来选择，再考虑变压器经

济运行的容量，查电气设备手册，可采用SL 7—160/10低损耗、高效率的电力变压器。 以上计算结果同例1作比较。例2取用的K S 值和COS 值是查表确定的，而例1则是在施工现场实测得出的K S 值和COS 值。因此例1所得到的数据是符合实际的，而例2求得的计算负荷比例1小21.64KVA ，占13%左右。

例1、例2求得的计算负荷的值，相差较大的主要原因是没有对施工现场的进度计划、劳动力的安排、施工的工艺等没有做出详细的调查造成的。 例3

介绍估算方法，公式在第二节中已作介绍。

解：按估算方法，取K X =0.8，η=0.86、COS 平均=0.79：

公式：S JS =K X ×

α

ηcos ?∑Pe

（KVA ）

式中：∑Pe 取例1中计算出的计算负荷为203.6KW 。

则S JS =0.8×

79

.086.06

.203? =239.7KVA

例1中已计算出照明的计算负荷为9.7KVA ，这样就将动力总容量239.7KVA+照明用电量9.7KVA 就等于全工地的总用电量。

但是，从估算出的用电量与例1计算出的负荷相差较大。比计算负荷多出36KVA ，

占18%左右。但前面例1、例2的计算负荷，都未将工地上线路损耗考虑进去，稍大也无妨，过大超出实际则是浪费。