現場臨電變壓器容量選擇、配電係統設計、電纜選型以及配電箱設計
現場臨電變壓器容量選擇、配電係統設計、電纜選型以及配電箱設計
施工現場臨時用電做法詳解係列
一、施工現場臨時用電負荷計算詳解，內含實例
二、現場臨電變壓器容量選擇、配電係統設計、電纜選型以及配電箱結構設計
三、施工現場臨時用電施工組織設計詳解
01、變壓器容量選擇
選擇變壓器時要考慮以下三點：
1、變壓器本身的有功損耗和無功損耗。
2、變壓器的容量應大於其供電現場的總視在計算負荷。
3、在裝設變壓器時，應留有15％~25%的富裕容量。
變壓器有功損耗△PB和無功損耗△QB的計算
通常在負荷計算時，變壓器的有功損耗和無功損耗可按下列近似公式計算：
△PB ≌ 0.02Sj
△QB ≌ 0.08Sj
△SB＝√（△PB2 + △QB2）
變壓器選擇示例
△PB ≌ 0.02Sj＝0.02*1988.88＝397.78 KW
△QB ≌ 0.08Sj＝0.08*1988.88＝1591.10 KVAR
△SB＝√（△PB2 + △QB2）＝1640.07 KVAl
則根據Sj=1988.88KVA和△SB=1640.07KVA，可選擇總容量為2050KVA以上的變壓器幾台。條件允許可選擇相應規格的箱式變電站，也可以選擇杆上變壓器。此工程中業主提供了3台800KVA的箱變，即業主提供的變壓器能夠滿足施工現場需要。
02、設計配電係統
臨電係統基本結構：
1、采用三級配電係統
2、采用TN-S接零保護係統
3、采用二級漏電保護係統
何謂三級配電係統
所謂三級配電是指施工現場從電源進線開始至用電設備之間，經過三級配電裝置配送電力。即由總配電箱（一級箱）或配電室的配電櫃開始，依次經由分配電箱、開關箱到用電設備。這種分三個層次逐級配送電力就稱為三級配電係統。
何謂TN-S接零保護係統
1）TN-S係統是指整個係統中的中性線與保護零線是分開的。
2）保護零線嚴禁通過任何開關和熔斷器。
3）保護零線除了在工作接地線或總配電箱電源側從零線引出外，在任何地方不得與工作零線有電氣連接。
4）保護零線必須在配電室或總配電箱處作重複接地外，還必須在配電線路的中間或末端處做重複接地，重複接地必須接在保護零線上。
有專用變壓器供電時TN-S接零保護示意圖
1—工作接地；2—PE線重複接地；3一電氣設備金屬外殼(正常不帶電的外露可導電部分)；L1、L2、L3—相線；N—工作零線；PE—保護零線；DK—總電源隔離開關；RCD—總漏電保護器(兼有短路、過載、漏電保護功能的漏電斷路器)；T—變壓器
三相四線製供電時局部TN-S接零保護示意圖
1—NPE線重複接地；2—PE線重複接地；L1、L2、L3—相線；N—工作零線；PE—保護零線；DK—總電源隔離開關；RCD—總漏電保護器(兼有短路、過載、漏電保護功能的漏電斷路器)
何謂二級漏電保護
二級漏電保護係統是指在施工現場基本供配電係統的總配電箱和開關箱首末二級配電裝置中，設置漏電保護器。
漏電保護器使用接線方法示意
L1、L2、L3—相線；N—工作零線；PE—保護零線、保護線；1—工作接地；2—重複接地；T—變壓器；RCD—漏電保護器；H—照明器；W—電焊機；M—電動機
配電係統設置規則
1）總配電箱以下可設若幹分配電箱；分配電箱以下可設若幹開關箱；
2）總配電箱應設在靠近電源的區域，分配電箱應設在用電設備或負荷相對集中的區域；
3）分配電箱與開關箱的距離不得超過30米，開關箱與其控製的固定式用電設備的水平距離不宜超過3米。
4）每台用電設備必須有各自專用的開關箱，嚴禁用同一個開關箱直接控製2台及2台以上用電設備(含插座)。
5）動力配電箱與照明配電箱宜分別設置。當合並設置為同一配電箱時，動力和照明應分路配電；動力開關箱與照明開關箱必須分設。
配電線路設置
施工現場臨時用電通常采用的結構型式有放射式和鏈式配線。
放射式配線是指一些獨立負荷或集中負荷按它所在位置依次連接到某一條配電幹線上，施工現場的一級箱向二級箱供電，以及對塔吊、施工電梯等供電，均采用放射式供電。
放射式供電示意圖
鏈式配電多用於大麵積廠房施工以及裝修階段樓層用電。示意圖如下：
設計配電線路，選擇導線或電纜
以教學樓為例，根據現場情況，業主提供一台500KVA變壓器，下設兩路400A斷路器及一路250A斷路器，故現場設兩個一級配電箱，每個一級配電箱下設四個二級配電箱，每個二級配電箱可依據現場施工情況，帶若幹移動式開關箱。配電線路幹線圖如下：
教學樓配電線路圖
03、電纜的選型
1）架空線必須采用絕緣導線。
2）電纜中必須包含全部工作芯線和用作保護零線或保護線的芯線。需要三相四線製配電的電纜線路必須采用五芯電纜。
3）五芯電纜必須包含淡藍、綠／黃二種顏色絕緣芯線。淡藍色芯線必須用作N線；綠／黃雙色芯線必須用作PE線，嚴禁混用。
4）埋地敷設宜選用鎧裝電纜；當選用無鎧裝電纜時，應能防水、防腐。架空敷設宜選用無鎧裝電纜。埋地電纜通常選型可選VV22型或YJV22型。
電纜截麵選擇
1）導線中的計算負荷電流不大於其長期連續負荷允許載流量。
2）線路末端電壓偏移不大於其額定電壓的5％。
3）三相四線製線路的N線和PE線截麵不小於相線截麵的50％，單相線路的零線截麵與相線截麵相同。
4）按機械強度要求，架空絕緣銅線截麵不小於10mm2，架空絕緣鋁線截麵不小於16mm2。
5）在跨越鐵路、公路、河流、電力線路檔距內，絕緣銅線截麵不小於16mm2，絕緣鋁線截麵不小於25mm2。
電流計算
Ijs＝Sjs /(√3*U）=Pjs /(√3*U*cosФ）
Sjs—視在功率
U —額定電壓0.38KVl
Ijs —計算電流
電流計算示例
以教學樓箱變至A1箱電纜為例，A1箱所帶用電設備如下：
Sjs=K(K1ΣP1/COSΦ+K2ΣP2+K3ΣP3)
＝1.05*(0.5*252.6/0.75+0.6*96)
＝237.3KVA
Ijs＝Sjs /(√3·U）
＝237.3/（1.732*0.38）
＝328.6A
電纜載流量表
電纜載流量可參考各電纜廠家樣本及92DQ1的數據；也可參考下表。
電纜截麵選擇
查表可知，VV3*240+2*120電纜允許載流量為335A，計算電流Ijs＝328.6A小於此電纜允許載流量，故選取VV3*240+2*120電纜。
目前常用VV22電纜截麵與電流對照表
電纜壓降校核
⊿u% =ΣM /（C×S）……………………（1）
ΣM =Σ（P×L）…………………………（2）
⊿u%—電壓損失百分數；
ΣM—負荷力矩總和（KW×M）；
P—電路總功率（KW）；
Ｌ—電源距離負荷的距離（M）
S—導線截麵麵積（平方毫米）
C—材料係數，銅導線時取83，鋁導線時取50。
⊿u% = P×L/（C×S）
＝237.3*80/83*240
=0.95％＜5％
其中電纜長度為80米。故電壓降符合要求
04、配電箱結構設計
總配電箱的電器應具備電源隔離，正常接通與分斷電路，以及短路、過載、漏電保護功能。電器設置應符合下列原則：
1、當總路設置總漏電保護器時，還應裝設總隔離開關、分路隔離開關以及總斷路器、分路斷路器或總熔斷器、分路熔斷器。當所設總漏電保護器是同時具備短路、過載、漏電保護功能的漏電斷路器時，可不設總斷路器或總熔斷器。
2、分配電箱應裝設總隔離開關、分路隔離開關以及總斷路器、分路斷路器或總熔斷器、分路熔斷器。其設置和選擇應符合規範JGJ46-2005第8.2.2條要求。
3、開關箱必須裝設隔離開關、斷路器或熔斷器，以及漏電保護器。當漏電保護器是同時具有短路、過載、漏電保護功能的漏電斷路器時，可不裝設斷路器或熔斷器。隔離開關應采用分斷時具有可見分斷點，能同時斷開電源所有極的隔離電器，並應設置於電源進線端。當斷路器是具有可見分斷點時，可不另設隔離開關。
4、其它具體要求可見JGJ46-2005第六章、第八章。
配電箱開關裝置選型
選型原則：
1、線路必須有短路保護。
采用熔斷器做短路保護時，其熔體額定電流不應大於明敷絕緣導線長期連續負荷允許載流量的1.5倍。
采用斷路器做短路保護時，其瞬動過流脫扣器脫扣電流整定值應小於線路末端單相短路電流。
2、線路必須有過載保護。
采用熔斷器或斷路器做過載保護時，絕緣導線長期連續負荷允許載流量不應小於熔斷器熔體額定電流或斷路器長延時過流脫扣器脫扣電流整定值的1.25倍。
斷路器的短路保護與過負荷保護
l采用斷路器做短路保護時，其瞬動過流脫扣器脫扣電流整定值應小於線路末端單相短路電流。l短路電流計算比較複雜，需要的各項數據非常多，專業性也比較強，下表為低壓出口處的短路電流，可作為計算的參考，如有興趣可參閱《全國民用建築工程設計技術措施-電氣》中短路電流的計算。l瞬動過流脫扣器脫扣電流整定值一般為長延時脫扣器脫扣電流整定值的15倍。斷路器的極限分段能力一般在幾十千安，長延時脫扣整定值一般為斷路器額定值的0.6到1。斷路器的具體參數需參見各斷路器的性能。
各配電箱示例如下：
一級配電箱係統圖
二級配電箱係統圖
焊機專用箱係統圖
動力開關箱係統圖
配電箱內元器件的一些基本原則
1）開關箱中漏電保護器的額定漏電動作電流不應大於30mA，額定漏電動作時間不應大於0.1s。
2）使用於潮濕或有腐蝕介質場所的漏電保護器應采用防濺型產品，其額定漏電動作電流不應大於15mA，額定漏電動作時間不應大於0.1s。
3）總配電箱中漏電保護器的額定漏電動作電流應大於30mA，額定漏電動作時間應大於0.1s，但其額定漏電動作電流與額定漏電動作時間的乘積不應大於30mA·s。
4）總配電箱漏電一般選用DZ20LE係列，二級配電箱漏電一般選用DZ15LE係列，開關箱漏電一般選用DZ47LE係列。
5）斷路器選擇時多選用可視斷路器。