李立強

（陜西建工集團第十一建筑工程有限公司  712000  咸陽）

    節約能源是我國一項重要的經濟政策，而節約電能不但能緩解國家電力供應緊張的矛盾，也是企業提高經濟效益的一項重要內容。在建設節約型社會的今天，建筑施工現場電能浪費仍很嚴重。筆者從事建筑施工管理多年談談節約電能的措施。

 

    施工現場臨時用電量的估算是施工組織設計的主要內容，正確地估算施工用電量，選擇適當的配電變電器供電對節約電能十分重要。

 

    施工現場施工用電大體上分為動力用電和照明用電兩大類。目前有關施工用電量估算的計算公式繁多。現推薦常見的兩種。

 

    第一種計算公式

      S_SH＝K(K₁∑P_D／cosф﹢K₂∑S_H )…(1)

    求得施工用電設備用電量后，另加10%的照明用電，即是需供電設備總容量。

         S_Z≥1.10×S_SH

   式中: S_SH、S_Z——含義同(1)式；

           K ——容量損失系數取1.05～1.10；

          ∑P_D——全部電動機額定功率之和（kW）；

           K₁——電動機同時需要系數（含有空載運行影響用電量因素），10臺以內取0.7，11～30臺取0.6，30臺以上取0.5；

           K₂——電焊機同時需要系數，3～10臺取0.6，10臺以上取0.5；

           cosф——電焊機同時需要系數，施工現場最高取0.75～0.78，一般取0.65～0.75。

 

    第二種計算公式

           S_SH＝ K₁∑P_D／ηcosф﹢K₂∑S_H   … (2)

           求得施工用電設備用電量后，另加8%～10%的照明用電，即是需供電設備總容量。

           S_Z≥1.08～1.10×S_SH

      式中: S_Z 、S_SH  、∑P_D 、 S_H 、K₁ 、 K₂ 、 cosф含義同（1）式；

              η——電動機效率系數，一般取0.86；

 

    選用變壓器時，最好采用兩臺變壓器并聯運行。大家知道，變壓器一次側功率因數不僅與負荷的功率因數有關，而且與負荷率有關。若變壓器滿載運行，一次側功率因數僅比二次側降低3%～5%；若變壓器負載率小于60%時，一次側的功率因數就顯著下降，可達10%～20%，所以，變壓器在負載率為60%以上運行時才較經濟。為了充分利用設備和提高功率因數，變壓器不宜作輕載運行。當變壓器的負荷經常低于其容量的30%時，則需更換容量較小的變壓器。在條件允許的地方，采用兩臺并聯運行或把生產、生活與照明用電分開用不同的變壓器供電。這樣，可以在輕負載的情況下，將一臺變壓器退出運行，以減少變壓器的損耗，同時提高供電的可靠性。

     

    選用變壓器時，應考慮低損耗新型變壓器。建議建筑企業對舊型號變壓器進行有計劃有步驟地更新，以國家重點推廣的低損耗新型變壓器或節能產品干變壓器和箱變取代。如國內生產的S9、S11系列變壓器，與舊型號S5系列變壓器相比，空載損耗減小45%～50%，負載損耗減小25%～30%； SC9、SC10系列干式變壓器空載損耗比S9系列變壓器相比又下降30%左右。

 

    當工地附近有高壓電網輸電時，可在工地設降壓變電所，將電壓從10kV或6kV降到380／220V,通常變電所有效供電半徑不宜超過500m。大型工地可根據用電情況分設幾個變電所供電。

     

    在施工組織設計編制過程前，要認真調查研究，周密考慮，跟據用電設備的位置找準用電負荷中心，確定好變電所位置，盡可能縮短低壓線路長度，以降低線路的電壓損耗。據有關資料介紹線路負荷為500kVA，全年用電時間為2000h,變壓器向用電中心移近180m，則每年可節約電能5320kW.h，而180m高壓架空線與低壓架空線相比，投資是微不足到的。

 

    提高功率因數的途徑主要在于如何減少電力系統中各部分所需的無功功率。目前，在10/0.4kV供電系統中，廣泛應用△接法并聯電容補償方法。現列舉一例，某施工現場使用320 kVA變壓器一臺，變電所高壓側安裝有功和無功電能表，低壓側安裝電流表和電壓表。用每天耗用的有功電能P和無功電能Q數值，根據tgΦ＝Q/P，求出平均Φ角為52.4°，功率因數cosΦ＝0.61。低壓側的電流表通常電流在380A范圍內變動，320 kVA 變壓器的額定電流值為463A，說明負載電流已達到的額定電流82%，但是，根據 P＝ UIcosΦ關系式得出該變壓器實際輸出功率僅為153kW ，說明該供電系統損耗很大，而設備利用率卻很低。針對這種情況，采用△接法并聯電容補償方法來提高功率因數。將功率因數補償到cosΦ＝0.9。

 

    當cosΦ＝0.9時，輸出功率仍為153 kW，而電流I＝P／ UIcosΦ＝258A，大家知道線損與電流平方成正比，這樣與補償前的電流380A相比，線損降低到原來的46%。由于電流只有258A，輸出功率只有153kW,可選用240kVA的變壓器，該變壓器額定電流為347A，負荷電流258A占額值的74%。還有26%的裕量為生產發展留有余地。可以看出，應用△接法并聯電容補償方法，更換變壓器容量后，提高了功率因數，減少了投資，改善了用電質量，節約了電能。

 

    電動機是建筑施工現場消耗無功功率的主要設備，建筑施工現場使用的電動機，經常處于輕重載交替或輕載下運行，功率因數和效率都相當低，電能損耗比較大。因此，除電動機的容量應根據負載特性和運行狀況合理選擇外，還采取節電措施，對空載率高于60%的電動機，應加裝限制電動機空載運行的裝置，JDI型自動轉換節電器能提高電動機在輕載時的功率因數和效率，節約有功電能5%～30%，降低無功損耗50%～70%；對工地用的水泵、通風機，由于流量變化較大，可采用變頻調速節能等措施。

     

    電焊機是工地常用的電氣設備，由于間斷工作，很多時間處在空載運行狀態，消耗大量電能。電機焊加裝空載自動延時斷電裝置，限制空載損耗，是一項行之有效的節電措施。據統計，對17～40kVA交流電焊機，加裝空載自動延時斷電裝置后，在通常情況下，每臺焊機每天按8 h計算，可節約有功電能5～8 kW.h，無功電能17～25 kW.h，其投資可在2年內從節電效益中得到回收。

 

    在施工組織設計階段就必須充分調查研究，根據不同用電設備，按照負荷性質分類，盡量做到三相負載趨于平衡。

    舉例，某工地供電線路每相線電阻R為0.2Ω，中性線電阻r為0.2Ω（線路感抗X很小，可忽略不計），經測試三相電流不平衡， I₁為70A、I₂為50A 、I₃為30A ，根據對稱分量法求得中性線電流I₀²＝I₁²＋I₂²＋I₃²－（I₁·I₂）－（I₁·I₃）－（I₂·I₃）＝34.64A

     

    根據公式P ＝UI ＝I ²R 三相電流不平衡時電能的損失為：⊿P₁＝[（I₁²＋I₂²＋I₃²）R＋I₀²r] ×10^-3＝1.9kW；三相電流平衡時：三相電流均為50A，中性線電流為零。電能的損失⊿P₂＝（I₁²＋I₂²＋I₃²）R ×10^-3＝3×50² R ×10^-3＝7.5×0.2＝1.5kW。每年損耗電能⊿A ＝（⊿P₁－⊿P₂）×24×30×12＝3456kW·h。顯然，這不是一個小數目，說明平衡三相負載可以節約大量電能。

 

    在現場臨電施工時，應盡量采用同種材質的導線，接頭安裝，特別是鋁線連接中，一定要采取防氧化措施，比較簡單的辦法是：在接頭連接之前用鋼絲刷刷去線頭表面氧化鋁，并涂上一層中性凡士林，當兩個接觸面互相壓緊后，接觸表面的凡士林便被擠出，包圍了導體而隔絕了空氣的侵蝕，防止鋁的氧化。在銅線與鋁線連接中，銅與鋁之間產生電位差，由于空氣或雨水中含鹽溶液的侵蝕，以致產生嚴重的電化學腐蝕，使表面接觸不良，應采用銅鋁過渡接頭。

     

    電接觸導電膏是高分子有機原料、抗氧化穩定劑和特殊的導電微粒組成的一種新的導電敷料，其接觸效果非常顯著。經測試表明，涂敷導電膏比未涂敷導電膏接觸電阻可下降25%～65%，溫升比未涂敷導電膏下降25%～75%，還可降低接觸電壓和防止搭接處腐蝕，不僅可以取代電氣連接點連接時（特別是鋁材電氣連接點）所需涂敷的中性凡士林，而且可以代替搪錫、鍍銀等傳統工藝。

 

     （1）要克服臨時用電“臨時湊合”的觀點，選用合格的電線電纜，嚴禁使用斷芯、斷股的破舊線纜，防止因線徑不夠發熱或用接觸不良產生火花，消耗電能，引起火災。

    （2）施工作業小組搭接電源必須向工地供電管理部門書面申請（注明用電容量和負載性質），供電部門批準后，按指定線路和接線處搭接電源，不經供電部門允許，任何人不得擅自在供電線路上亂拉亂接電源。

    （3）制定臨時用電制度，教育職工隨手關燈，嚴禁使用電爐取暖、做飯，嚴禁使用土電褥子，保證既節電又安全。