临时用电负荷

建筑施工现场临时用电负荷的计算方法

(2011-03-24 13:07:34)

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标签：杂谈	分类：导线载流量及选择

为了实现施工现场临时用电安全,必须加强临时用电的技术管理工作。按照JGJ59—99《建筑施工安全检查标准》，JGJ46—88《施工现场临时用电的技术规范》的规定：“临时用电设备在5台及5台以上或设备总容量在50kW及50kW以上者，应编制临时用电施工组织设计。”编制临时用电施工组织设计是施工现场临时用电管理应当遵循的第一项技术性原则，在施工现场临时用电的施工组织设计中，首先遇到的计算问题是全场需要用多少电，即现场中的计算负荷是多少？这是我们选择变压器（发电机）、导线、开关电器时的基础。
所谓负荷是指电器设备（发电机、变压器、电动机等）和线路中通过的电流或功率。所谓满负荷是指负荷达到了电器设备铭牌所规定的数值，一般指电器设备的额定负荷。
在实际工作中，必须要考虑以下三个问题：
a. 光端机机箱所有的设备不可能同时运行；
b. 所有的设备不可能同时满载运行；
c. 性质不同的设备，其运行特征各不相同。
一、负荷曲线：
负荷曲线是电力负荷随时间变化的图形。按时间可分为日负荷曲线和年负荷曲线。
如图1日负荷曲线所示，曲线内所包围的面积为24小时消耗的电能，即耗电度数。其中，Pmax=——一日的最大负荷，Pp—平均负荷，△P—“高峰负荷”。

图1日负荷曲线
如图2半小时平均的日负荷曲线,即阶梯状日负荷曲线,且Pmax=P30。

图2 半小时平均的日负荷曲线

为此,选择导线、开关电器时，只要能承受有功负荷Pmax==P30量值和无功负荷Qmax=Q30量值就能达到既安全又经济的目的。将P30称为该同类设备组的计算负荷，则视在功率的计算负荷S30=，Q30=P301-甲基环戊醇·tgδ (kVAr)其中,P30——用千瓦（kW）表示，Q30—用千乏（kVAr）表示，tgδ —为该设备组功率因数角的正切。
二、按需要系数法确定计算负荷
1．图2阶梯形日负荷曲线可知：
a.用电设备的实际负荷并不等于其铭牌功率不Pe（或称额定负荷），而是随时都在变动着的；
b.同一类用电设备组的负荷曲线，均有大致相似的形状，于是定义需要系数：
Kx=负荷曲线最大有功负荷/额定负荷
=P30/Pe （1—1）
同一类用电设备的负荷曲线的需要系数Kx的数值是很相近,可以用一个典型的值代表它。
2．定额负荷Pe应是换算后的设备容量，假设每台用电设备的铭牌功率为Pe′(或Se′)换算后的设备容量为Pe,则Pe与Pe′（或Se′）的关系为：
（1）长期工作制电动机的设备容量（Pe），等于铭牌上的额定功率（Pe′）。Pe=Pe′
（2）反复自顾不暇地工作制电动机(如吊车)的设备容量(Pe)应统一换算到暂载JC=25%(或用JC25表示)时的额定功率。即：
Pe=Pe′=2JC25 (1—2)
式中Pe—核算到JC25=25%电动机的设备容量（Kw）；
JC—电动机铭牌暂载率计算时应用百分值代入分式；
Pe′—电动机铭牌额定功率（Kw）；
电弧螺柱焊机（3）电焊机或电焊装置的用电设备（Pe）是指统一换算到JC=100%时的额定功率。若JC≠100%，则：
Pe= Se′ cosδ
= Se′ cosδ (交流)
或Pe= Se′ (直流)
式中，Pe一核算到JC100=100%时电焊机的设备容量（kW）；
Pe′一直流电焊机换算前的额定功率（Kw）；
Se′一交流电焊机及电焊装置换算前的额定视在功率（kVA）；
JC一同Se′或Pe′相对应的铭牌暂载率；
cosδ—在Se′时的功率因数，即额定功率因数。
（3）照明设备的设备容量：
（a）白灯、碘钨灯的Pe是指灯泡上标出的额定功率（kW）；
（b）日光灯要考虑镇流器的功率损失，其Pe应为灯管额定功率的1.2倍（kW）；
（c）高压水银荧光灯的Pe应为灯泡额定功率的1.1倍（kW）；
（d）金属卤化物灯采用镇流器时的Pe应为灯泡额定功率的1.1倍（kW）；
（5）不对称负荷的设备容量Pe：应将单相用电设备均匀地分散到三相负荷平衡状态。设计导则规定，在计算范围内单相用电设备总容量的15%时，可按三相平衡分配考虑。如单相用电设备不对称容量大于三相用电设备总容量的15%以上时，则设备容量Pe应按3倍最大相负荷的原则进行换算，再参与负荷的计算。根据不同的接法有：
（a）对接于相电压的单相用电设备：
Pe=3Pexa′ （1—4）
（b）对接于线电压的单相用电设备：
Pe=Pex′ （1—5）式中Pe—三想等效设备容量（kW）；
Pexa′—接于相电压的单相设备铭牌功率（kW）；
Pex′—接于线电压的单相设备铭牌功率（kW）；
2．确定计算负荷：
一般在进行负荷计算时，首先绘制供电系统图，如图（1—3）所示，以便按程序进行计算。
（1）单台用电设备的计算负荷：
对于单台电动机及其效率的单台用电设备的计算负荷为：
Pj1=Pe/η (1—6)
（2）确定用电设备组的计算负荷：
确定各用电设备容量Pe之后，就要将各设备按Kx分类法分成若干组，进行用电设备组的负荷计算。用电设备组的计算负荷Pj2为：

Pj2= KxΣPe
Qj2=Pj2×tgδ
Sj2=
式中，Pj2、Qj2、Sj2、———该用电设备组的有功（kW）、无功（kVAr）、视在（kVA）计算负荷；
Σpe—该用电设备组的设备容量总和，但不包括备用设备容量（kW）；
Kx—该用电设备组的需要系数，可查工厂电器设备手册确定。
tgδ—与功率因素角相对应的正切值，可查工厂电器设备手册确定。

图3 供电系统示例
(3)确定配电干线与低压母线上的计算负荷
将该干线上各用电设备组的计算负荷相加后乘以最大负荷的同期系数（或最大负荷的混合系数、或参差系数），Kp（有功负荷的同期系数），Kq（无功负荷的同期系数），即得该配电干线的计算负荷Pj3、Qj3、Sj3。而Sj3则是选择电力变压器的依据。
Pj3=KpΣPj2
Qj3=KqΣQj2
Sj3=
式中，ΣPj2、ΣQj2-各用电设备组的有功、无功计算负荷的总和（kW、kVAr）；
Kp、Kq-最大负荷时有功及无功负荷的同期系数可查工厂电器设备手册确定，Kp一般与Kq采用相同数值。
三、按二项式法确定计算负荷：
1．对同一工作制的单组用电设备：
由图（1-2）知，Pj=Pmax=P30都是表示有功计算负荷，并且
Pj=△P+PP (1—9)
式中，PP —平均负荷同设备组容量有关的量值，则可写PP=bPe；
△ P-主要是由大型用电设备投入运行所造成的“高峰负荷”，因而提出经验公式△P=cPx
将PP、△代入（1—9）式：
Pj=cPx+bPe
Qj=Pj、tgδ
Sj=
式中pj、Qj、Sj一核用电设备组的有功、无功、视在计算负荷（Kw、kVAr、kVA）；
Px—该用电设备组中x台（x≤5台）容量最大用电设备的设备容量之和 (kW)；
Pe—该用电设备组的设备容量和（kW）
c、b一随用电设备组类别而定的系数，可查工厂电气设计手册确定；
b×Pe—由x台容量最大设备所造成的使计算负荷大于平均负荷的一个附加负荷（kW）。
当用电设备台数n=x≤3时,一般将用电设备容量总和作为最大计算负荷(Pj)
2.对不同工作制的多组用电设备：
Pj=（cPx）max+ΣbPe
Pj=（cPx）maxtgδx+Σ（b×Pe×tgδ）
Sj=
式中，（cPx）max—从各用电设备组附加负荷cPx中选出的最大值（kW）；
Σb×Pe—备用电设备组平均负荷b×Pe的总和（kW）；
tgδx—与（cPx）max相对应的功率因数角的正切值；
tgδ—与各用电设备组相对应的功率因数角的正切值。如有m个用电设备组，就有m个tgδ值。
3．注意的几个问题：
（1）二项式法负荷计算公式是一个经验公式。
（2）二项式法不乘最大负荷同期系数（Kp、电子蚊香Kq），因它与需要系数法的定义、概念不同。
（3）用二项式法计算时，应将计算范围内的所有用电设备统一分组，不应逐级计算后再代数相加。
（4） n≤3时，其设备容量总和为Pj。对每组中的用电设备容量n〈x时，则采用小于x0663.us的两组或更多组中最大的用电设备的第一项总和，作为计算公式中的第一项（cPx）max。
（5）对不同工作性质的各用电设备的设备容量（Pe），其换算方法与需要系数法中换算设备容量的方法相同。
为此，在建筑施工现场的临时用电负荷的计算中，应优先使用需用系数法，以确保计算的准确性。

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