临时用电设计课件中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所2007.031一、基本知识和概念一、基本知识和概念2临时用电有关概念和要求1.概念：为了保证施工现场的施工用电需求， 对施工现场的机械、照明等用电 设备的用电量以及对设备和人员采取的措施需要进行设计，来保证施工现场的安全和用电需求的过程就是临时用电的设计。 2.规定根据国家行业标准施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-2005规定：临时用电设备在5台及以上或设备总容量在50kW及以上者，应编制临时用电施工组织设计。 3.临时用电组织设计是一个单独的专业技术文件，为保障其对临时用电工程和施工现场用电安全的指导作用，其相关图纸需要单独绘制，不允许与其它专业施工组织设计混在一起。3临时用电设计内容临时用电施工组织设计应包括如下内容：1.现场勘测；2.确定电源进线、变电所或配电室、配电装置、用电设备位置及线路走向；3.进行负荷计算；4.选择变压器；5.设计配电系统：1)设计配电线路，选择导线或电缆；2)设计配电装置、选择电器；3）设计接地装置；4）绘制临时施工用电工程图纸，主要包括用电工程总平面图，配电装置布置图、配电系统接线图、接地装置设计图。6.设计防雷装置；7.确定防护措施；8.确定安全用电措施和电气防火措施。4临时用电设计内容说明：说明：1.临时用电工程图纸应单独绘制，临时用电工程应按图施工。2.临时用电设计应由电气工程技术人员编制，必须经编制、相关部门审核及具有法人资格企业的技术负责人批准后实施。并且一定要经过编制、审核、批准和使用单位共同验收，合格后方可使用。3.在编制施工组织设计前要对施工现场的施工条件进行分析并且要对有施工设备用电统计表。统计用电量要依据用电设备的类型及各设备的安装容量、台数确定总的安装容量。依据安装容量进行负荷计算。用电统计表一般按照机械设备的用途进行分类5临时用电设计说明：4.施工图及甲方提供电源的情况。施工前建设单位应提供全套的施工图纸。施工单位要按建筑物的栋数、建筑面积、层数、结构类型来确定施工现场用电设备的数量。如果用电设备较少，为了节约投资，可与甲方协商后共用单位的一台变电系统，这就要弄清甲方的供电系统保护形式是TT系统还是TN系统，输电线路是架空还是电缆埋地，以及向现场供电方向、位置等情况后再做临电设计。如果甲方的变电装置不能满足施工用电，就应该弄清高压侧电压等级，计算出报装容量得到供电局批准后，在做临电设计。6临时用电的参数1.环境温度。我国生产的电气设备是取周围环境为40作为参考值。如果安装地点的日最高气温超过40时，因为散热条件不好，电气设备的最大连续工作电流应降低。导线的电流载流量依据导体工作的温度及环境温度进行调整。因此在在气温超过40的地区应考虑一个温度校正系数。即下面的公式：其中：K=（t1-t0）/（t1-t2）式中K温度校正系数；t1导体最高允许工作温度()；t0敷设处的环境温度（）；t2导体载流量标准中所采用的环境温度（）。7用电计算的参数2.铭牌暂载率：指负载时间占电源整个工作周期的百分比。比如常见的电焊机：家用小型的虽然也标称容量10KVA，但又标明暂载率25，说明此电焊机在10KVA负载下，只能在25的时间内工作；也就是说，在100分钟内只能工作25分钟，否则就要过热烧毁；而工业用大型电焊机标称容量10KVA，暂载率100，就说明此电焊机在10KVA负载下，能长时间连续工作。还有一个说明：电焊机的负载是不固定的，焊接电流大负载就大，焊接电流小负载就小；再反过来说，如果小型电焊机在25的负载下就可以连续工作。8用电计算的参数3.有功功率又叫平均功率。交流电的瞬时功率不是一个恒定值，功率在一个周期内的平均值叫做有功功率，它是指在电路中电阻部分所消耗的功率，以字母P表示，单位瓦特。4.无功功率；就是在具有电感和电容的电路里，这些设备的储能元件在半周期的时间里把电源能量变成磁场（或电场）的能量存起来，在另半周期的时间里对已存的磁场（或电场）能量送还给电源。它们只是与电源进行能量交换，并没有真正消耗能量。我们把与电源交换能量的速率的振幅值叫做无功功率。表示电感与电容交换能量大小的量。用字母Q表示，单位为芝（Var）。9用电计算的参数5.视在功率：在具有电阻和电抗的电路内，电压与电流的乘积叫做视在功率，用字母S来表示，单位为伏安。电力变压器用视在功率表示容量，单位为千伏安(KVA)。意思是不管有功功率与无功功率是多少，只能输出这么大的电压与电流。6.需要系数：在线路中许多负载不一定同时使用，也不一定同时满载，需要打一个折扣，就称为需要系数，一般是查表求得。7.功率因数：在直流电路里，电压乘电流就是有功功率。但在交流电路里，电压乘电流是视在功率，而能起到作功的一部分功率（即有功功率）将小于视在功率。有功功率与视在功率之比叫做功率因数，以COS表示。10用电计算-负荷计算（1）计算负荷确定方法和原则：计算负荷是按发热条件选择电气设备的一个假定负荷，它所产生的热效应与实际变动负荷产生的最大热效应相等。依据计算负荷的结果选择导线及电气设备，在运行中的最高温升不超过导线和电器的温升允许值。目前施工中常用的方法是需要系数法。在确定计算负荷计算之前，应首先确定设备的设备容量。负荷计算包括三部分的计算：1.用电设备容量的确定2.负荷计算方法的确定3.负荷计算11用电计算-负荷计算（2）1.用电设备设备容量的确定用电设备设备容量的确定建筑供电系统中各用电设备铭牌上都标明有额定功率，但由于各用电设备的额定工作条件不同，有的可直接相加但有的在计算中就不能简单的把铭牌上规定的额定功率直接相加，必须首先把额定功率换算到统一规定的工作制下的功率后才能相加。换算到统一规定的工作制下的额定功率称为“设备容量”，用Pe表示。用电设备按工作制可分为三类：1）长期连续工作制：指在规定环境温度下连续运行，设备任何部分的温度和温升均不超过允许值。这类设备的“Pc”值就是其铭牌的额定容量。2）短期工作制：指运行时间短而停歇时间长，设备在工作时间内的温升不足以达到稳定温升而在间隔时间内足以使温升冷却到环境温度。这类设备的设备容量就是其铭牌上标明的额定值。12用电计算-负荷计算(3)3）反复短时工作制：指设备以断续方式反复进行工作，工作时间与停歇时间相互交替重复。这类用电设备的设备容量就是将设备在某一暂载率下的铭牌统一下换算到一个标准暂载率下的功率。1.吊装电动机组规定统一换算到暂载率下Jc=25%时的额定功率，其设备容量为：Pe=Pn（Jc/Jc25）1/2=2PnJc1/2Pe：换算后电动机的设备容量，KWJc：铭牌暂载率，以百分值代入公式Pn：电动机的名牌功率，KW2.电焊机组规定统一换算成暂载率下Jc=100%时的额定功率，其设备容量为：Pe=Pn（Jc/Jc25）1/2=SnPnJc1/2cosPe：换算后电焊设备的设备容量，KWSn：名牌额定视在功率（交流焊机），KVAcos：铭牌额定功率因数13用电计算-负荷计算(4)4）照明设备的设备容量：白织灯、碘钨灯设备容量等于灯泡的额定功率；荧光灯的设备容量等于灯泡额定功率的1.2倍；高压汞灯，金属卤化物灯的设备容量等于灯泡额定功率的1.1倍。5）不对称单相负荷的设备容量多台单相设备应均匀的分别接在三相上，在计算时若单相设备的总容量小于三相设备总容量的15%，则设备容量按最大相不对称负荷的3倍进行计算。14用电计算-负荷计算(5)2.计算负荷方法的确定计算负荷方法的确定计算负荷的方法很多，目前我国常用的方法有需要系数法和二项式法。需要系数法一般使用于计算用电设备组中设备容量相差不大的情况。当用电设备组中设备数量较少且存在大容量设备时用需要系数法计算得到的计算负荷偏低，对这种情况用二项式法计算能较好的符合实际。对于建筑供电系统目前通常采用需要系数法进行计算，因此这里主要介绍需要系数法。需要系数就是用电设备组在最大负荷时需要的有功功率与其设备容量的比值。实际上需要系数与用电设备的工作性质、设备效率和线路损耗等因素有关，它是一个综合系数，很难准确的计算，实际常用查表的方式。15用电计算-负荷计算(6)3.负荷计算负荷计算1.各用电设备组计算公式：2.总的计算负荷公式：Kx：用电设备组的需要系数各用电设备组的最大负荷不会同时出现的同期系数16用电计算-变压器的选择(1)1.变压器台数的选择变压器台数的选择（1）当施工现场用电量不大于Sjs750KVA时应优先选用单台变压器，因为它接线简单，运行维修经济，运行的可靠性也高（2）当施工现场较大，用电量多，只有少量从邻近取得低压备用电源或设备发电机用来满足一、二级负荷供电。这个时候可选择1台变压器，其优点是投资少，接线简单、运行经济。（3）当施工周期很长，施工现场规模很大（小区工程）、或者是季节负荷变动较大时，可考虑选择2台变压器。接线时两台变压器的电源侧应分别接在两个不同的电源上，以保证一、二级负荷的用电要求，使供电的可靠性进一步提高。17用电计算-变压器的选择(2)2.变压器容量的选择变压器容量的选择（1）只装有1台变压器时，其变压器容量Se应满足全部用电设备总计算负荷Sjs的需要即：SeSjs（2）装有2台变压器时，其安装容量Se应该同时满足以下两个条件：a.任一台变压器单独运行时，应满足总计算负荷的70%，即SeSjs；每台变压器如按总负荷的70%来选择,则两台变压器同时运行，每台变压器在最大负荷下的负荷系数0.5/0.70.7，这时变压器的效率是比较高的。而在事故情况下一台运行时，由于变压器在日负荷KH0.75时，每天允许过负荷40%连续运行6小时时，并可连续运行5天，因此一台变压器可承担负荷1.470%100%，即一台变压器运行能够连续5天满足全部负荷的要求（当然每天过负荷运行持续时间不超过6小时），由此可见，这样选择变压器是合理的。18用电计算-变压器的选择(2)b.任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷Sjs(+)需要即：SeSjs(+)（3）单台变压器的容量以750KVA及以下为宜，不宜大于1000KVA，以使变压器更能接近负荷中心，减少电能损耗。（4）选择变压器的容量时，应适当考虑一定的增容系数，一般要留有15%25%的余量；但同时可考虑变压器的正常过负荷能力。最后应指出：变电所主变压器台数和容量的最后确定，应结合变电所主接线图的选择，最好作几个方案的技术经济比较才行。19用电计算-变压器的选择(3)3.变压器位置的选择变压器位置的选择（1）尽可能靠近高压线路，不得让高压线路穿过施工现场。（2）尽量靠近负荷中心，兼顾到负荷中心的发展（3）当变压器低压为380V时，其供电半径一般一般不大于700m（4）应选在变压器安装方便、运输也方便、地基坚固的地方。室内变压器地面应高出室外0.15m以上。20用电计算-导线截面的选择（1）为了保证供电线路安全、可靠、经济的运行，选择导线截面时必须满足以下的三个条件。选用时一般先按安全载流量进行计算，初选后再对其它两个条件进行核算，直到满足要求。1.导线应能承受最低的机械强度的要求。导线应能承受最低的机械强度的要求。按照规范要求，架空线必须采用绝缘导线，施工中常用的是绝缘铜线或绝缘铝线。为满足机械强度要求，绝缘铜线截面不小于10mm2,绝缘铝线截面不小于16mm2。在跨越铁路、公路、河流、电力线路档距内，绝缘铜线截面不小于16mm2，绝缘铝线截面不小于25mm2。2. 按导线安全载流量选择导线截面按导线安全载流量选择导线截面按照规范要求，导线中的计算负荷电流不大于其长期连续负荷允许载流量。导线必须能够承受负荷电流长期通过所引起的温升，不能因过热而损坏导线的绝缘。（接下页）21用电计算-导线截面的选择（2）导线所容许长时间通过的最大电流成为该截面的安全载安全载流量流量。同一导线截面，在不同的敷设条件下，安全载流量是不一样的，例如同一截面的导线作为架空敷设比穿管敷设的安全载流量大。计算方法是先求出负载实际电流，再按电流查安全载流量表即可得到导线截面。负载的计算电流公式为：Kx：需要系数，因为许多负载不一定同时使用，也不一定同时满载，还要考虑电机的效率不等于1，所以需要打一个折扣，称为需要系数U线：线电压P：各负载铭牌上标志的功率的总和；cos：负载的平均功率因数22用电计算-导线截面的选择（3）3.按容许电压降选择导线截面当供电线路很长时，线路上的电压降就比较大，导线上的电压降应不超过规定的容许电压降。如果供电线路容许电压降为额定电压的U%，需要系数为Kx，则按容许电压降选择的导线截面应为如下公式：23用电计算-导线方式和材料的选择1.干线和电机线的敷设方式：按照施工现场不同的环境选择它的敷设方式。选用空气明敷，要验算导线的机械强度。依据选择敷设方式的不同，导线的安全载流量不一样的。三种方式：1.空气明敷2.埋地敷设：包括穿焊接钢管和穿硬塑料管2.导体材料一般推荐用铜导体.110kV及以上的电缆,电厂厂用电缆,高温与易爆场所的电缆,应指定采用铜导体.负荷较低的一般场所的配电电缆线路,可选用铝导体.导线绝缘材料现在常用的是交联聚乙烯电缆，可根据实际进行选择；24用电计算-电缆线保护层的选择电缆线的保护方式主要有三层：护套层、铠装层、外被层。电缆铠装层主要为了防止电线受机械损伤，承受外力和腐蚀，电缆铠装常采用钢带、细钢丝、粗钢丝三种保护材料；电缆外被层是恺装恺装层外的防腐层,能防止恺装恺装层和护套遭受电化学腐蚀.常用外被层材料是聚氯乙烯，聚乙烯。.电缆铠装材料的选择：1.钢带：承受机械外力,但不承受较大拉力的多芯电缆选用钢带2.细钢丝：承受较大拉力,如敷设于水底,竖井中的电缆,应选用钢丝3.粗钢丝：同细钢丝，只不过受拉力的大小不同而选择不同的材料25二、软件的操作26临时用电软件操作1.菜单操作2.工程的设置：定义施工现场的导线工作温度，使电线电缆按敷设方式的安全载流量要进行采用相应的公式进行修正；3.电器参数的选择（注：此步的主要作用是方便下步定义各级干线、分配箱及电机，用户也可以不进行此步操作，在定义各级干线分配箱及电机时在【节点属性】中进行设置）4.增加节点或者配电箱。5.用电计算（负荷计算、变压器的选择、导线的选择、熔断器的选择、漏电保护器的选择）6.计算（出临时用电施工组织设计）保存计算书为.doc。27