工程临时供电方案

建筑工程临时用电设计是保证整个工程施工全过程中动力设备安全可靠的运行，使整个施工过程各工序、工种有序进行的重要的技术文件。建筑施工用电有其特殊的地方，具有临时性，用电设备的搬迁、移动、拆建频繁，施工过程中负荷在不断发生变化，易受环境、气候的影响。因此对施工现场的电力供应，必须在施工前做出周密、合理的安排，制定出最佳的供电方案及相应的安全保障措施，以保障施工正常用电。

建筑工程临时用电设计工作应包括现场勘察，确定电源进线、变电所、总配电箱、分配电箱等的位置及线路走向，进行负荷计算，确定变压器容量、供电线路的电线、电缆截面及各配电箱、开关箱的选型，绘制电气平面图、立面图，接地系统图，制定用电安全技术措施和电气防火措施等主要内容。 1.1 负荷计算

负荷计算的目的是为了合理选择供配电系统的变压器、电线电缆和开关设备等，也是计算线路电压水平的依据。其方法有“需要系数法”、“二项式法”和“利用系数法”等几种，由于需用系数法比较简洁方便，故适合建筑工地的临电负荷计算。需要系数法的计算公式为

Pc = Kx Ps （1-1）

式中 Pc—计算负荷，kW；

Kx—需要系数 ； Ps—用电设备的设备功率，kW。

1.1.1 建筑工地施工用电负荷分类

现场负荷主要分两类，即动力负荷和照明负荷。

动力负荷有：塔式起重机、电焊机、混凝土搅拌机、输送泵、砂浆机、电动打夯机、钢筋加工机械、木工加工机械等。

照明负荷有：施工现场、道路、工棚、办公室、工人宿舍等的照明。 1.1.2 负荷计算

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建筑工地施工用电负荷一般采用需要系数法进行负荷计算，施工用电负荷按照以下步骤计算，见图1。 单台设备 施工用电设备组 多个用电设备组 确定施工 容量的确定 负荷计算 负荷计算 用电总负荷 图

1 用电负荷计算步骤

另外，也可通过估算方法求得施工现场总容量。通过简化公式，简便易用，又能满足需要。施工现场总用电量是施工动力用电和照明用电两部分之和，可按负荷性质分组需用系数法计算。其计算公式为

S =（1.05~1.10）(K1∑P1/cos + K2∑P2+ K3∑P3+ K4∑P4) （1-２） 式中 S —总电力负荷，kVA；

P1 —电动机额定功率，kW； P2 —电焊机额定功率，kVA； P3 —室内照明容量，kW； P4 —室外照明容量，kW；

cos—电动机平均功率因数（在施工现场最高为0.75~0.78，一般为0.65~0.75）；

K1、K2、K3、K4 —需要系数。(见表1)

表1 需要系数表

需 要 系 数 用电名称 电动机 电焊机 室内照明 室外照明

数量 3~10台 11~30台 30台以上 3~10台 10台以上 K K1 K2 K3 K4 数值 0.7 0.6 0.5 0.6 0.8 1.0 1.２ 变压器容量的选择

根据负荷计算得出的SC选择变压器容量ST，应使

ST ≥SC

式中 ST—变压器额定容量，kVA；

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结合五棵松文化体育中心工程浅谈建筑工程临时用电设计与施工 SC—现场总用电量的计算视在功率，kVA。

变压器容量不能选的过大。选的过大时，不能充分发挥设备能力，从而使变压器损耗相对增加，功率因数降低，变压器的负荷率一般在75%～80%比较合适。选变压器时留20%左右的裕量就可以了。 1. 3电线电缆的选择

电线电缆的选择主要是确定其截面积，要同时满足下列三个条件。 满足机械强度要求

线路采用不同的架设方式，按机械强度允许的最小截面不同，可查相关资料确定。

按允许电流选择

电线电缆必须能承受负载电流长时间通过所引起的温升，所以对导线的允许电流要有限制。所选电线电缆截面的允许电流必须大于或等于线路上的计算电流。

按允许电压降选择

线路电压损失不能超过允许值。线路上引起的电压降必须在一定限度之内，以确保电压质量。

（1）支干线、总干线电缆截面的选择要考虑电压损失，其计算公式为 S=〔(∑P×L)/(C×ε)〕 (1-3) 式中：S—导线截面，mm2；

∑P—负载的电功率或线路输送的电功率，kW（取包含无功功率的总用电负荷）；

L—输送电路的距离，m； C—系数(见表2)； ε—容许的电压降。

表2 按允许电压降计算时的C值

系 数 C 值 线路额定电压（V） 线路系统及电流种类 铜线 铝线 380/220 三相四线 77 46.3 380/220 二相三线 34 20.5 220 12.8 7.75 110 单相或直流 3.2 1.9 36 0.34 0.21 （2） 分配电箱至开关箱开关电线电缆长度不大于30m,开关箱至固定式用电设备的导线电缆长度不超过3米，电压损失较小，选择其截面时，可不考虑电

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结合五棵松文化体育中心工程浅谈建筑工程临时用电设计与施工 压损失。

1.４ 开关的选择

施工现场的配电系统实行分级配电，即总配电箱、分配电箱、开关箱。在选择干线和分干线路的开关时，要计算不同线路上的电力负荷，再计算负荷电流，根据负荷电流选择线路上的开关。整定各开关的保护整定值，要考虑上下级的配合，以保护设备和线路安全运行。 1.５ 防雷与接地 1.５.1 防雷保护

施工现场内的塔吊、外用电梯、高大架子等易受雷击的设备，若在相临建筑物、构筑物的防雷装置的保护范围以外，按表3规定安装防雷装置。施工现场内的最高机械设备上的避雷针，按滚球法计算其保护范围，现场最高点必须装设避雷针。

表3 施工现场内机械设备需安装防雷装置的规定

地区年平均雷暴日（天） 机械设备高度（米） ≤15 ≥50 >15 , <40 ≥32 ≥40 , <90 ≥20 ≥90及雷暴特别严重的地区 ≥12 1.５.２ 接地形式

当施工现场设备供电的变压器低压侧为380V/220V中性点直接接地时，低压系统的接地形式必须采用TN-S系统。如图２所示。在TN-S系统中，工作零线N与保护线PE除在变压器中性点共同接地外，两线不再有任何的电气连接，PE线平时不通过电流，只在发生接地故障时通过故障电流，PE线连接的设备外壳及金属构件在系统正常运行时始终不会带电。

TDKRCDL1L2L3NPE21223专用变压器供电时TN－S接零保护系统示意1－工作接地；2－PE线重复接地；3－电气设备金属外壳（正常不带电的外露可导电部分）；L1、L2、L3－相线；N－工作零线；PE－保护零线；DK－总电源隔离开关；T－变压器；RCD－总漏电保护器（兼有短路、过载、漏电保护功能的漏电断路器）

图2 TN-S系统

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结合五棵松文化体育中心工程浅谈建筑工程临时用电设计与施工 1. 6 施工现场临电设计应注意的问题

本人参阅多个工程临电设计方案，发现工程技术人员在编制施工现场临电设计方案时，对某些方面常常考虑不周、针对性差，现归纳整理如下：

1、忽视将单相负荷换算为等效三相平衡负荷。单相负荷与三相负荷同时存在时，应先将单相负荷换算为等效三相平衡负荷后，再与三相负荷相加进行负荷计算。

当只有线间负荷时（单相电焊机工作组），等效三相负荷取最大线间负荷的3倍加上次线间负荷的（3-3）倍。设a, b, c为三条相线，Pab≥Pbc≥Pca，则 Pd= 3Pab+ (3-3) Pbc (1-4)

式中 Pd — 等效三相负荷，kW；

Pab— 接于ab 线间负荷之和，kW； Pbc— 接于bc 线间负荷之和，kW； Pca— 接于ca 线间负荷之和，kW。

当多台单相用电设备的设备功率小于计算范围内三相负荷设备功率１５％时，则不必换算。

2、对各支路(总箱到各分箱)负荷计算重视不够，计算不完整。支路负荷计算量多面广，计算正确与否将直接影响供电运行的质量和安全。对于树干式配线，应该做到分段计算，放射式配线应分回路计算负荷。

3、对线路允许电压降没有进行验算。特别是大功率设备投入运行时，对线路末端电压影响很大，当允许电压降超出规定范围时，有可能造成设备因欠压不能投入使用，影响设备的正常运行。

4、没有根据项目工程的特点编制有针对性的安全用电与电气防火措施，对外电线路的防护措施、线路进入建筑物的防护方式、民工宿舍电气线路的搭设要求、配电箱的安装位置选择、配电箱的固定方式、防雨防水措施、接地装置的做法等方面很少涉及。

２ 五棵松文化体育中心工程的临时用电设计与施工具体做法 ２.1工程概况

五棵松文化体育中心位于北京长安街延长线复兴路与西四环交汇处，毗临一线地铁五棵松站。该工程是2008年北京第29届夏季奥运会的重要的比赛场地，届时将承办奥运篮球和棒球、垒球赛事。该工程总建筑规模为28.6万平方米。该项目含五棵松体育馆、五棵松棒球场、文化体育产业设施和商业设施。五棵松体育馆地下一层，地上四层，体育馆长轴（南北向）237.7m，短轴（东西向）186.8m，屋顶轴线跨度为120m×120m，建筑檐口距室外街道地面高度为27.86m，建筑檐口距下沉广场地面高度为37.36m，建筑±0.000绝对标高为50.15m。结构形式为框架剪力墙、钢结构。该工程钢结构用钢量约1.9万吨，

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结合五棵松文化体育中心工程浅谈建筑工程临时用电设计与施工 施工作业面广，涉及专业项目多，临时用电量大。 ２.２ 设计步骤

2.2.1 施工现场布置及进度安排

根据使用功能不同，施工现场划分为民工生活区、办公区、施工区、加工区。其中民工生活区建在施工场区东部，包括三个住宿区，一个中心活动区，总面积为18000 m2，施工高峰期满足2400人居住，办公区设在施工场区的西部。

施工阶段划分为：土方与桩基，土建主体结构，钢结构、装修及设备安装三个阶段 。

2.2.2施工现场用电总负荷

根据不同施工阶段拟投入的用电设备数量及其容量，可以判断钢结构、装修及设备安装阶段用电负荷最大，下面以该阶段为例进行用电量负荷计算，钢结构、装修及设备安装阶段主要用电设备负荷见表4。

表4 钢结构、装修及设备安装阶段主要用电设备负荷

序号 名 称 设备型号 数量 单台设备容量 总设备容量 备 注 1 塔吊 H3/36B 6 90 kW 540 kW 单相220V 三相380V 三相380V 三相380V 220V 2 施工电梯 SCD100/100A 4 3 电动卷扬机 JJMW5 8 4 砂浆搅拌机 400L 4 5 6 7 8 9 10 11 12 50 kW 200 kW 11 kW 88 kW 7.5kW 30 kW 38kVA JC=0.6 电焊机 BX1-500 30 513 kW cos=0.58 42kVAJC=0.6 交直流焊机 ZXE1-500 60 cos=0.9 1758kW 15kVAJC=0.6 CO2焊机 CPXD-350 150 1575 kW cos=0.9 46kVAJC=0.6 直流弧焊机 ZX5-630 20 642 kW cos=0.9 焊条烤箱 ZYHC-150 10 8.1kW 81 kW 电加热器 DWK-A3 6 180 1080 kW 木工压刨 MB106C 10 5.5kW 55 kW 木工平刨 513 10 2kW 5.5kW 11kW 0.5 20 kW 55 kW 66kW 10 kW 13 木工圆盘踞 MJ106 10 14 空压机 CZ-0.43/60 6 15 云石机 4100NB 20 第 6 页 共 13 页

结合五棵松文化体育中心工程浅谈建筑工程临时用电设计与施工 16 砂轮切割机 Y100l-2 20 10 40 60 10 10 3 kW 1.1 kW 0.65kW 0.55 kW 1.1 kW 1.1 kW 150kW 60 kW 11kW 26 kW 33 kW 11 kW 11 kW 150 kW 220V 220V 220V 17 电动试压泵 4DSY-165 18 电锤 TE-15 19 手电钻 FDV16T WYQ108 Z3T-R6 20 电动弯管机 21 电动套丝机 22 照明 该施工阶段单相负荷的总容量是695kW，三相对称负荷总容量是6321kW，由于单相负荷的总容量小于计算范围内三相对称负荷总容量的15%，因此全部按三相对称负荷计算，不必考虑单相负荷换算为三相负荷。

钢结构、装修及设备安装阶段用电设备组的负荷计算：

Pc = KXPsi (2-1) Sc =Pc tg (2-2)

式中Psi ——用电设备组的各设备的设备有功功率之和，kW。 该阶段用电设备分组负荷计算表见表5。

表5 钢结构、装修及设备安装阶段主要用电设备分组负荷计算表 序号 用电设备组名称 台数 Ps/kW KX cos= tg Pc/kW Qc/kVA 1 垂直运输 18 828 0.7 0.7 1.02 580 591 2 电焊机 260 4488 0.35 0.5 1.73 1571 2717 3 砂浆搅拌机 4 30 0.7 0.7 1.02 21 21.4 4 木工机械 30 130 0.5 0.6 1.33 65 86.5 5 空压机 6 66 0.75 0.75 0.88 49.5 43.6 6 焊条烤箱 10 8.1 0.6 1 0 81 0 7 电加热器 6 1080 0.6 1 0 648 0 8 试压泵 10 11 0.7 0.65 1.17 7.7 9 9 机械加工 40 82 0.5 0.6 1.33 41 54.5 10 移动工具 140 79 0.1 0.45 1.99 7.9 15.7 11 室外照明 150 1 1 0 150 0 总计 3222 3539 钢结构、装修及设备安装阶段现场总负荷计算：取同期系数K∑=0.8

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结合五棵松文化体育中心工程浅谈建筑工程临时用电设计与施工 Pc =K∑Pci =0.8×3222 =2578 kW

111Qc= K∑Qci=0.8×3539=2831kVA

111Sc=Pc2Qc2=3828 kVA

按照上述步骤和方法，可以计算出民工生活区的总负荷计算为： Pc =250.2 kW；Qc=0 kVA；Sc= 250.2kVA

按照上述步骤和方法，可以计算出办公区的总负荷计算为： Pc =282.6 kW；Qc=0 kVA；Sc= 282.6kVA

现场总用电量=民工生活区用电+办公区+钢结构、装修及设备安装阶段用电 Pc =250.2+282.6+2578=3110.8kW

Qc =0 + 0 + 2831 =2831 kVA

Sc=Pc2Qc2=4206.1kVA

由于施工用电设备组是经变压器供电，必须考虑变压器的有功损耗ΔPB和无功损耗ΔQB，因变压器的容量尚未选出，ΔPB和ΔQB可分别按低压侧计算负荷SC估算。所选电力变压器的损耗：

ΔPB=0.02SC=0.02×4106.1=84.1 kW ΔQB=0.08SC=0.08×4206.1=336.5 kVA

ΔSB=Δ

2PB2QB=346.8 kVA

施工现场电源为高压10KV进线，故选择10/0.4kV电压等级的变压器。根

据负荷计算得出的现场总用电量计算视在功率Sc选择变压器容量ST,应使 ST≥（Sc+ΔSB） = 4206.1+346.8=4552.9KVA。

变压器经济运行容量S =（Sc+ΔSB）×（1+20%）=4552.9×120%=5463.5kVA。 2.2.3 现场用电规划

施工现场根据场地情况布置7台容量均为800kVA箱式变电站，以380/220V电压采用TN-S系统方式供现场施工用电，供电方式为区域内的放射式供电。每台厢变的低压侧均设六路DZ20系列的自动空气开关断路器，控制施工现场二十八条配电支路，为现场二十八台FXB配电箱提供电源，其他为备用开关。1#至5#箱变为现场施工供电，6#箱变用于民工生活区用电和活动中心供电，7#箱变用于办公区供电。施工现场用电分区布局示意图见图3

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商业及文化体育设施西西翠路篮球馆现状树林

图3 施工现场用电布局示意图

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2.2.4配电线路电缆截面选择

以支路2（1#箱变至FXB-1-2箱）的电缆选择为例说明如何进行电缆截面的选择，其临时供配电系统示意图见图4 。

KXC1-2-1塔吊专用分配电箱90kW1#箱变(ZXA-1)FXB-1-2DZL25-200DZ20Y-400DZ20Y-400300AL=200mDZL25-200DZL25-200DZL25-200KXC1-2-2焊机分配电箱4X38kVA2X3kW 钢筋弯曲机2X9.5kW 钢筋调直机2X4kW 减速机2X3kW 钢筋弯曲机2X9.5kW 钢筋调直机2X4kW 减速机DZ20Y-1600800KVA1600AKXC1-2-3钢筋加工组分配电箱KXC1-2-4钢筋加工组分配电箱一级配电二级配电三级配电 图4 1#箱变至FXB-1-2箱临时供配电系统示意图

2.2.4.1满足机械强度要求

该段电缆采用直接埋地敷设方式，故电缆的机械强度要求可略去不计。 2.2.4.2按允许电流选择

FXB-1-2箱供电范围内的用电设备负荷、用电设备分组负荷计算表见表6、表7

表6 FXB-1-2箱供电范围内的用电设备负荷

单台设备容量换算后的序号 名 称 设备型号 数量 备 注 及技术数据 设备容量 1 塔吊 K30/21 1 90kW 90 kW 38kVA 2 电焊机 BX1-500 4 80.9kW 三相等效容量 JC=0.6 cos=0.58 3 钢筋弯曲机 GW40 4 3kW 12 kW 4 钢筋调直机 CT4-14 4 9.5kW 38 kW 5 减速机 XWD-5 4 4kW 16 kW 第 10 页 共 13 页

结合五棵松文化体育中心工程浅谈建筑工程临时用电设计与施工 单台电焊机的设备功率：Pe=Se×JC ×cos=38× 0.6×0.58=17.1Kw 根据公式（1-4）电焊机设备组的等效三相负荷：

Pd= 3×Pab+ (3-3) Pbc =3×34.2+ (3-3)×17.1=80.9Kw 表7 用电设备分组负荷计算表

tg Pc/kW Qc/kVA Sc/kVA 塔吊 1 90 0.7 0.7 1.02 63 64.3 90 电焊机 4 80.9 0.35 0.5 1.73 28.3 49 56.6 钢筋加工1 6 33 0.5 0.6 1.33 16.5 21.9 27.5 钢筋加工2 6 33 0.5 0.6 1.33 16.5 21.9 27.5 FXB-1-2箱供电区域内总负荷计算：取支干线同期系数K∑=0.9

用电设备组台名称 数 Pe/kW KX cosIc/A 136.7 86 41.8 41.8 Pc =K∑Pci =0.9×(63+28.3+16.5+16.5) =111.9 kW

14Qc= K∑Qci=0.9×(64.3+49+21.9+21.9) =157.1 kVA

14Sc=Pc2Qc2=192.9 kVA Ic = Sc/1.73 Un= 293.4 A

查表YJV22 型五芯电缆在环境温度为25。C、埋地敷设、S=150mm2时，电缆载流量为309A，大于计算电流293.4 A。

2.2.4.3按电压降考虑:

支路2的主要负荷为电动机、电焊机，此段线路长度200 m，允许相对电压损失5%，查表得采用铜线作380/220三相四线供电时，C=77，电缆截面积为：

S=〔(∑P×L)/(C×ε)〕=（192.9×220）/(77×5) = 110 mm2 取以上三个条件中的最大值，作为支路2电缆的截面积。故该线路的电缆选择为YJV22 - 3×150 +2×75 mm2。 2.３ 主要施工工艺 2.3.1配电箱的安装

所有的FXB配电箱要选择自然通风的地点，必须安装防雨棚和围栏，围栏高度1.7米，隔栅间隙0.15米。安装示意图见图5。

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图5 FXB配电箱安装示意图

2.3.2电缆敷设

因施工区域属于起重机频繁活动区域且又有各种露天堆场，不宜采用架空线路敷设，该区域内临时供电电缆采用直接埋地方式敷设，埋设深度0.8m，电缆沟深度0.9m,宽度根据电缆截面、根数确定。在电缆的上下各均匀铺设10㎝厚的细砂，上方盖电缆盖板或砖作为电缆的保护层。当直埋电缆敷设遇到地面上有障碍物或此段将修建设施（如马路、建筑物等）时，直埋电缆应集中通过此段，并加防护套管保护，防护套管内径为电缆外径的2倍。由7#箱变供电的民工生活区采用电缆架空敷设。 2.3.3电缆头制作

电缆头制作是关键工序，电缆终端头及中间对接头的制作要选择无风的天气，作业环境温度在+5。C以上，施工过程中应注意从剥切电缆到制作完毕，必须连续进行，一次完成，以免受潮。 2.3.4防雷措施

本现场施工阶段施工机械最高点为塔吊，因北京地区年平均雷暴日为35.6天，现场塔吊设计高度大于32m，根据JGJ46-2005规范规定，塔顶必须按要求设置避雷针。避雷针长度为1m~2m，用Ф20以上圆钢制作，引下线利用金属结构体，但要保证电气连接的可靠。接地电阻值≤4Ω，接地冲击电阻值≤30Ω。安装避雷针的设备上所用动力、照明、信号及通信等线路穿钢管敷设。并将钢管与设备的金属构架作电气连接。

施工现场防雷装置每年雨季前检查一次。检查外观接闪器、引下线等各部分连接是否牢固、有否锈蚀等；测量接地电阻值、绝缘电阻值、泄漏电阻、工频放电电压大小等内容。 2.3.4 接地

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结合五棵松文化体育中心工程浅谈建筑工程临时用电设计与施工 7台箱变做工作接地装置。接地极采用ф25*25000mm的镀锌圆钢；接地网干线采用40*40mm的镀锌扁铁呈“田”型分布，接地网焊接好后，根据引出线位置，焊接40*40mm的镀锌扁铁，向上引出400mm。经测量，7台箱变人工接地装置的接地电阻均小于4Ω。

在FXB配电箱、塔吊处做重复接地，使其与接地体形成可靠的电气连接。 3 结论

临时用电设计中，变压器容量、开关容量、电缆截面的选择十分重要，它直接关系到临时用电的可靠性，一旦临时用电发生的故障将严重影响到施工生产的进度、质量等，同时可能带来重大经济、财产损失。因此必须重视临时用电设计。

而在实际计算中变压器、开关容量、电缆截面的选择都以用电负荷的计算为基础，这就需要特别关注施工现场的用电负荷的统计及其在现场的分布情况，根据其动态变化的特点，对现场负荷变化情况及时进行修改，变更临时用电施工组织设计时必须履行规定手续，并补充有关图纸资料。

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