浅谈建筑施工现场耗电现状及节电措施

浅谈建筑施工现场耗电现状及节电措施节约能源是我国一项重要的经济政策，而节约电能不但能缓解国家电力供应紧张的矛盾，也是企业自身降低成本，提高经济效益的一项重要内容。

在建设节约型社会的今天，建筑施工现场电能浪费仍很严重，同时也影响安全用电。

笔者从事建筑施工管理多年，现结合施工现场耗电现状，谈谈节约电能的措施。

一、建筑施工现场耗电现状1．建筑施工现场使用旧式变压器多，甚至还有六十年代的SJ系列老式变压器，电能损耗大。

建筑施工现场变压器的负荷变化大。

建筑施工连续性差，周期变化大，同时与季节气候变化有关，用电有高峰有低谷。

工地变压器的年平均负荷一般都在50％以下，变压器的空载无功功率占满载无功功率的80％以上，变压器在低负载时，输出的有功功率少，但使用的无功功率并不减少，功率因数降低。

同时在施工高峰期变压器超负荷运行，短路电能损耗大；在施工低谷期变压器长期轻负荷或空负荷运行，空载电能损失惊人。

2．电动机的负载变化大。

建筑施工现场的电动机负荷变化很大，建筑机械用电量选择总以最大负载为准，实际使用时，往往处在轻载状夺。

电动机在轻载下运行对功率因数影响很大，因为感应电动机空载时所消耗的无功功率是额定负载时无功功率的60％～70％。

加之建筑工地使用的电动机是小容量、低转速的感应电动机，其额定功率因数很低，约为0．7左右。

3．建筑施工现场大量使用电焊机、对焊机以及各种金属削切机床，而这些设备的辅助工作时间比较长，占全部工作时间的35％-65％，造成这些设备处在轻载或空载状态下运行，从而浪费了部分有功功率和大量的无功功率。

电焊机、点焊机、对焊机等两相运行的焊接设备，其感性负载功率因数更低。

4．建筑施工现场临时用电量的估算公式不尽合理，选择配电变电器容量大，不利于节约电能。

5．建筑施工现场的用电设备多是流动的，乱拉乱接线的现象相当严重，使供电接线方式不合理，线路过长，导线载面与负载也不配套，造成线路无功损耗增大，以致功率因数下降。

6．部分现场管理人员甚至个别领导对施工用电抱有临时观点，断芯、断股、绝缘层破损的旧橡皮线仍在工地上使用。

在断芯、断股处往往产生电火花，消耗电能。

也极易引起触电、火灾事故。

7．建筑施工现场单相、两相负载比较多，加上乱接电源线现象严重，造成三相负载不平衡，中性点漂移，便产生了中性线电流，中性线电耗大。

8．建筑施工现场低压电源铝线与变压器低压端子的连接多不装铜铝过渡接线端子，直接将铝线绕在变压器铜质端子上，用垫圈、螺母紧固。

显然，铝线与铜端子两种不同材质在接触处产生电化学腐蚀，加之接触面积也不够，造成接触电阻加大而发热，消耗电能，由于连接不可靠往往造成低压停电，甚至引起火灾。

9．由于建筑施工现场管理不善，部分工地长明灯无人问津，白白浪费电能；建筑企业大量使用民工，一旦进入冬季，民工用电炉取暖也是屡见不鲜，浪费电能又不安全。

二、节约电能的措施在编制施工组织设计时，要充分考虑现场临时用电的设计，在考虑使用功能和安全用电的情况下，把节约电能作为一项主要内容考虑，对大型施工现场要编制临时用电专项施工组织设计，要把节约电能作为重要内容考虑。

同时要加强安装及日常用电管理。

1．选用合理的计算公式，正确估算用电量建筑施工现场临时用电量的估算是施工组织设计的主要内容，正确地估算施工用电量，选择适当的配电变电器供电对节约电能十分重要。

建筑施工现场施工用电大体上分为动力用电和照明用电两大类。

还有的分为照明、电动机和电焊机用电三大类。

目前有关施工用电量估算的计算公式繁多。

常见的下列几种：第一种计算公式S SH＝1.25Kx∑Pe (1)S Z≥0．8S SH式中：S SH ――广施工设备所需容量(kVA)；∑Pe ――施工现场电动机、电焊机、照明所需容量之和；K x ――同时需要系数。

根据∑Pe(KW)值选用，K x取值可查下表。

S Z供电设备总需要容量(KVA)；第二种计算公式：S SH＝K（K1∑P D/cosφ＋K2∑S H） (2)求得施工用电设备用电量后，另加10％的照明用电，即是需供电设备总容量。

S z≥1.10×S sH式中：S sH、S Z ――含义同(1)式；K ――容量损失系数取1.05～1.10；∑P D一全部电动机额定功率之和(kW)；K1 ——电动机同时需要系数(含有空载运行影响用电量因素)，10台以内取0.7，11～30台取0.6，30台以上取0.5：K2 ――电焊机同时需要系数，3～10台取0.6，10台以上取O.5；cosφ——电焊机同时需要系数，施工现场最高取0.75～0.78，一般取O.65～0.75。

第三种计算公式：S SH＝K1∑P D/ηcosφ＋K2∑S H (3)求得施工用电设备用电量后，另加8％～10％的照明用电，即是需供电设备总容量。

S Z≥1.08～1.10×S SH式中：S Z、S SH、∑P D、S H、K1、K2、cosφ含义同(2)式；η——电动机效率系数，平均为O.75～0.9，一般取0.86；根据施工用电经验得知，如果在一个计算公式里同时采用1.05～1.10容量损失系数和η两个系数，一般所选用的配电变电设备其容量偏大，因此不宜同时使用这两个系数。

第一种计算公式∑Pe将电动机的千瓦数、交流电焊的千伏安数、照明用电的千瓦数三者直接相加，显然是不合理的，从而使变电配电设备选择不当。

第二、第三种公式进行施工用电量的估算，比较切合实际。

2．合理确定变压器台数，选用新型节电变压器选用变压器时，最好采用两台变压器并联运行。

因为变压器一次侧功率因数不仅与负荷的功率因数有关，而且与负荷率有关。

若变压器满载运行，一次侧功率因数仅比二次侧降低3％～5％：若变压器负载率小于60％时，一次侧的功率因数就显著下降，可达10％～20％，所以，变压器在负载率为60％以上运行时才较经济，一般应在75％～80％比较合适。

为了充分利用设备和提高功率因数，变压器不宜作轻载运行。

当变压器的负荷经常低于其容量的30％时，则需更换容量较小的变压器。

在条件允许的地方，采用两台并联运行或把生产、生活与照明用电分开用不同的变压器供电。

这样，可以在轻负载的情况下，将一台变压器退出运行，以减少变压器的损耗，同时提高供电的可靠性。

选用变压器时，应考虑低损耗新型变压器。

目前建筑工地大部分使用的是S3、S5型旧式变压器，电能损耗大。

建议建筑企业对旧型号变压器进行有计划有步骤地更新，以国家重点推广的低损耗新型变压器或节能产品干变压器和箱变取代。

如国内生产的S9、S11系列变压器，与旧型号S5系列变压器相比，空载损耗减小45％～50％，负载损耗减小25％～30％；SC9、SC l0系列干式变压器空载损耗比S9系列变压器相比又下降30％左右。

3．找准用电负荷中心，周密确定变电所位置当工地附近有高压电网输电时，可以在工地设置降压变电所，将电压从10 kv或6 kv降到380／220V，通常变电所有效供电半径不宜超过500m。

大型工地可根据具体用电情况分设几个变电所供电。

在施工组织设计编制过程前，要认真调查研究，周密考虑，跟据用电设备的位置找准用电负荷中心，确定好变电所位置，尽可能缩短低压线路长度，以降低线路的电压损耗。

据有关资料介绍线路负荷为500kVA，全年用电时间为2000h，变压器向用电中心移近180m，则每年可节约电能5320kW·h，而180m高压架空线与低压架空线相比，投资是微不足到的。

可见，确定好变电所位置，是节约电能的主要途径之一。

4．减少负载取用的无功功率，提高供电线路功率因数提高功率因数的途径主要在于如何减少电力系统中各部分所需的无功功率，特别是减少负载取用的无功功率。

目前建筑施工现场供电线路功率因数普遍低，一般在0.6左右，有的甚至更低。

大家知道P=√3UI cosφ，我们从这个关系式中可以看出：当要求输出功率P不变时，若cosφ小，则I 就大，显然线路损耗就大；若输电线路在一定压降下，当cosφ小时，则P也就小，即用同样的设备其有效输送容量减小，浪费了设备，增加了投资。

根据上述分析，我们可以从提高变压器、电动机的负载率，尽量使供电线路布局趋于合理方面来提高功率因素。

在供电线路中接入电容器，用电容电流来补偿电感电流，从而达到补偿感性负载所消耗的无功功率，提高功率因数。

目前，在10／0.4 kV供电系统中，广泛应用△接法并联电容补偿方法，对提高功率因数，降低电网损耗效果显著。

现列举一例，某施工现场使320kVA变压器一台，变电所高压侧安装有功和无功电能表，低压侧安装电流表和电压表。

用每天耗用的有功电能P和无功电能Q数值，根据tgφ=Q／P，求出平均φ角为52.42°。

功率因数cosφ=0.61。

低压侧的电流表通常电流在380A范围内变动，320kVA 变压器的额定电流值为463A，说明负载电流已达到的额定电流82％，但是，根据P=√3UI cosφ关系式得出该变压器实际输出功率仅为153kW，说明该供电系统损耗很大，而设备利用率却很低。

针对这种情况，采用△接法并联电容补偿方法来提高功率因数。

将功率因数补偿到cosφ=0．9。

当cosφ＝0.9时，输出功率仍为153kW，而电流I=P／√3UI cosφ＝258A，大家知道线损与电流平方成正比，这样与补偿前的电流380A相比，线损降低到原来的46％。

由于电流只有258A，输出功率只有153kW，可选用240kVA的变压器，该变压器额定电流为347A，负荷电流258A占额值的74％。

还有26％的裕量为生产发展留有余地。

可以看出，应用△接法并联电容补偿方法，更换变压器容量后，提高了功率因数，减少了投资，改善了用电质量，节约了电能。

5．推广使用节能用电设备，提高用电效率电动机是建筑施工现场消耗无功功率的主要设备，一般工地电动机所需的无功功率在总用电功率的50％以上，甚至高达总用电功率的70％。

目前建筑工地使用得电动机主要是Y系列和Y2系列，对新建项目应选用YX、Y2－E系列高效节能电动机，YX、Y2－E系列高效节能电动机总损耗平均较Y系列下降20％～30％。

建筑施工现场使用的电动机，经常处于轻重载交替或轻载下运行，功率因数和效率都相当低，电能损耗比较大。

因此，除电动机的容量应根据负载特性和运行状况合理选择外，还采取节电措施，对空载率高于60％的电动机，应加装限制电动机空载运行的装置，JDI型自动转换节电器能提高电动机在轻载时的功率因数和效率，节约有功电能5％～30％，降低无功损耗50％～70％；对工地用的水泵、通风机，由于流量变化较大，可采用变频调速节能等措施。

电焊机是工地常用的电气设备，由于间断工作，很多时间处在空载运行状态，消耗大量电能。

电焊机加装空载自动延时断电装置，限制空载损耗，是一项行之有效的节电措施。