2012年二级建造师考试矿业工程：施工临时用电设计经济性分析
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1 引言
随着国民经济的发展，现代工程建设出现了规模大、周期长、科技含量高等特点。在整个施工过程中对电力的依赖越来越突出，用电量也越来越大。因此做好施工临时用电设计，对节约投资、降低施工成本、提高施工企业的竞争能力和经济效益都有着极其重要的意义。
施工临时用电设计包括施工现场总用电量计算、电源的选择及位置确定、电线电缆的选择及敷设、绘制电力供应平面图等几个方面。
施工临时用电设计应满足安全、可靠、优质、经济等要求，所谓经济就是尽量做到投资省，运行费用低，尽可能减少有色金属消耗量和电能损耗，提高电能利用率。下面仅就用电量计算、电源的选择、电线电缆的选择就施工临时用电设计的经济性进行分析。
2 施工现场用电量计算
2.1施工现场电力设备的类型及设备容量换算施工现场用到的电力设备主要有电动机、电焊机、电热设备及照明设备等，尤其以电动机应用最广。
不同的机械设备其工作的连续性也不一样，有些是连续工作，如水泵，这种设备称为连续工作制负荷;有些是工作时间短、停歇时间长的用电设备，如闸门升降电动机，这些称为短时工作制负荷;有些是时而工作、时而停歇、反复运行的设备，如起重机、电焊机等，这些称为反复短时工作制负荷。不同工作制负荷的用电设备对电能的消耗是不同的，因而在进行用电量计算时不能直接将它们的额定功率进行相加，而必须换算成同一工作制下的额定功率再进行相加。换算成统一规定工作制下的额定功率即称为“设备容量”，用Pe表示。
除此之外，各用电设备并不时同时工作的，既使同时工作也不可能同时达到额定功率，表征这一特征用需用系数K表示;电动机消耗的功率并未完全输出对外做功，有一定的损耗，电动机输出功率与输入功率之比用效率η表示;用电设备大部分为感性负载，有部分功率要反馈回电源，称为无功功率，负载实际消耗的功率为有功功率，两者的矢量和为视在功率，有功功率与视在功率之比叫功率因数，用cosφ表示。
2.2施工现场总用电量计算施工临时用电除照明外，多为电动机和电焊设备，当照明设备占总用电量较少时，可取电动机和电焊机总用电量的10%作为照明用电，因而在大部分教材或资料中都采用下式来计算总用电量。
(1)式中：S—总用电量，kVA;Σpe—各电动机设备容量之和，kW，其中包括暂载率为25%的起重机电动机的设备容量;Se—暂载率为100%时电焊机的视在功率之和，kVA;Cosφ—电动机的平均功率因数，一般为0.75～0.90，计算时取0.85;η—电动机的平均效率，取0.86;K1、K2—电动机和电焊机的需要系数;Sc1—所有电动机的计算负荷容量，kVA;Sc2—所有电焊机的计算负荷容量，kVA;1.1—以照明用电量占用其它设备10%计时的系数。
然而我们知道，视在功率S是矢量，如果直接用代数和作为用电总量显然数值偏大，为使计算结果更趋准确，引入下面公式
(2)式中：ΣPc—所有用电设备计算有功功率之和，kW，k为各用电设备的需要系数;ΣQc—所有用电设备计算无功功率之和，kvar ;1.1—以照明用电量占用其它设备10%计时的系数。
对于式(1)，需要系数只能取所有设备的平均值，一般根据电动机和电焊机的数量来确定，而对于式(2)，采用了各用电设备自身的需要系数，取值更具体，也更接近实际情况。当用电设备数量较少且种类较为为单一时，两种计算方法结果所得结果相差不大，但如果设备种类较多时，需要系数就会产生较大差异，用推荐公式则可以获得较准确的计算结果，为电源和导线的选择提供更为科学的依据。
3电源的确定及变压器的选用施工工地临时用电的电源有两种，一是网电，一是交流发电机发电。在此仅讨论网电供电。网电供电是通过变压器将66KV～10KV的电压降为200V/380V电压供配电使用，因而网电供电的关键就是确定变压器的容量。
电力变压器在供电设备中效率最高，功率损耗也较小，但由于是长期连续运行，因而其力能损耗也十分可观。变压器的经济负荷与额定容量之比称为经济负荷系数或经济负荷率，一般变压器的经济负荷率为50%左右。假若直接按此原则选择变压器，则使初次投资加大，基本电费也增多，因而，选用70%作为变压器的经济负荷率比较适合我国国情。
在确定变压器容量时，首先要满足计算用电量并有10%余量，同时要考虑到变压器的经济运行(70%的经济负荷率)，因此，单台变压器的容量应满足以下关系：SN=(1.15～1.4)S。
系数越大，变压器的功耗越小，但变压器的投资较大。具体选择时应综合考虑多面的因素如工期长短、临时性用电设备的容量等。