建筑电气设计节能措施分析

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1变压器的节能措施

变压器是配电系统中的主要电源设备，其自身也会消耗一定的电能，产生无功功率。经计算，变压器消耗的无功功率约为其额定容量的10%～15%，因此，如何降低变压器的损耗成为节能降耗的焦点。变压器应选择国家认证机构确定的符合国家节约能效标准的节能型产品。比如SCB11系列非晶合金铁芯变压器，具有低噪声，低损耗的优点，且全密封免维护，运行费用极低，与国家标准相比，它的空载损耗下降14%，负载损耗下降10%，是较为理想的节能产品，应在建筑项目中推广使用。变压器的空载无功功率约为满载时的30%，如果空载运行或者是长期处于低负载运行工况，会造成功率因数降低，变压器损耗增大。综合考虑设备投资、运行、维护等费用，变压器的负载率β以控制在60%～75%为宜，可以充分的降低变压器的损耗。如果是多台变压器并列运行时，还应考虑经济运行方式，通过合理准确的计算，全面分析相同台数与不同台数之间的临界条件，准确地确定变压器经济运行方式，适当减少变压器运行的数量，也是降耗节能的重要措施之一。

2配电系统线路的节能措施

1)减少导线长度

要想缩短供电半径，减少配电线路的供电长度，首先应根据负荷分布情况，选择变配电所的位置，使其处于负荷中心。如果是在高层建筑中，变配电所可以尽量靠近电气竖井，电气竖井也应该设置在建筑物中部，低压配电回路以及配电箱上出线回路应以直线方式敷设，不走或少走弯路，杜绝回头线，以减少电缆的敷设长度，从而减少线路的损耗。

2)加大一级线路截面

直观的看来，加大线路截面会增加投资，但在满足热稳定、电压降、减少线路损耗方面却有很好的效果，长期运行下来，能够显著的节约电能，减少运行费用，综合考虑，增加线路截面也是一个比较合算的节能措施。

3)三相配电平衡

建筑供配电线路中的中性线线路电流值越小，整个供配电线路的电能耗也就越低。如果线路长期以三相负荷不平衡的方式运行，会增加自身的损耗，同时还会增加一次高压侧的线路损耗。当配电变压器处于最大不平衡运行工况时，其高压线路的电能损耗会增加12．5%。所以调整三相负荷，使电能均衡的分布，既简单可行又效果良好，也是降低配电系统损耗的一个重要技术手段。

3功率因数补偿的节能措施

由公式I=P/Ucos可推断出，当有功功率给定时，负荷电流与cos成反比。而配电线路中的负荷电流越大，有功损耗也越大。因此，在设计中要尽量提高配电网络的功率因数值，以降低配电线路中的有功损耗。当功率因数由0．7提高到0．9时，线路损耗可减少约40%。功率因数的大小与电路的负荷性质有关，由于电气设备中大量的使用电感性负荷，如电动机、变压器、日光灯、各种家用电器以及大型电弧炉等，造成了无功功率的大量需求，使得功率因数显著降低，整个系统处理非经济运行状态，引起电压质量下降，系统损耗增加，既浪费了电能，又影响供电设备的使用寿命。在配电系统中经常使用电容器来抵消用电设备的滞后无功电流，以达到提高功率因数目的。一般选择安装成套的电容补偿柜，通过电容柜内的静止电容器来进行无功补偿。在设计中对于变电所10kV母线，可集中加装高压补偿电容器。对于低压系统采取低压就地分散补偿和集中补偿相结合的方式加装电容器，要求分散补偿cos＞0．85，集中补偿cos＞0．90。同时也要注意过补偿的问题，尽量选用可以按功率因数自动投切的电容器组，更加合理地补偿无功功率，提高电能质量，减少系统损耗。

4照明系统的节能措施

在建筑电气中，照明系统是比重最大的一个系统，同时也是电能消耗最大的一个单元，做好照明系统的节能可以很大程度上降低电能的消耗。照明系统的节能，在保证不降低作业面视觉要求，不降低照度标准、不降低照明质量的前提下，选用合适的照明光源及高效节能灯具，并根据建筑物的使用条件和天然采光情况，采用具感应等功能的智能照明控制装置，全方位的节约电能。在进行照明系统的设计时，应参照GB50034—2013建筑照明设计标准中各项指标来综合考虑，包括照度标准、照明均匀度、统一眩光值、光色、LPD、能效指标等。应优先选用效率高的灯具以及开启式直接照明灯具，其反射罩也要具有较高的反射比。一般室内的灯具效率不宜低于70%。规范规定使用镇流器后荧光灯的单灯功率因数不小于0．9，气体放电灯单灯功率因数不小于0．85。镇流器应选择电子镇流器或者节能型高功率因数电感镇流器。白炽灯的发光效率低、寿命短，一支9W的节能灯就可以完全替代一支40W的白炽灯，并且寿命也远远高于白炽灯的寿命，所以应尽量减少白炽灯的使用量，一般的室内外照明应采用高光效节能细管荧光灯或紧凑型荧光灯。如稀土三基色细管荧光灯(T8，T5)，就具有光效高、寿命长、显色性好等品质，可用于办公、商店、教室、图书馆、公共场所等。有特殊要求下必须使用白炽灯时，额定功率不应超过100W。充分的利用自然光、太阳能等清洁能源，也可以节省一部分电能。智能照明控制系统，是全数字化、模块化、分布式总线型控制系统，可靠性高，可用于酒店、体育场馆、写字楼、影剧院等场所，合理进行灯光的控制，满足环境对照明的要求，可以有效减少对电能的浪费。

5电气设备的节能措施

建筑中最大能耗电气设备主要包括:空调系统设备、给排水系统设备、电梯以及一些电动机等。在对一些建筑的用电情况调查统计中，电梯、给排水设备用电量占总用电量的25%，空调系统的用电量占到总用电量的35%。因此，如何减少电气设备耗电量，在电气节能设计中尤为重要。空调系统和给排水系统的节能，是通过设备监控系统的监测、控制功能来实现的。主要采用模糊控制和变频技术，使定流量系统转变为变流量系统。在技术可靠又经济合理的前提下，尽量采用新工艺新技术，智能化控制的成套设备，以达到挖掘系统潜能的效果。选择高效节能型电动机，根据实际情况选用启动方式，并注意其负荷率在其最高效率范围内运行，还可以将异步电动机同步化运行，提高功率因数，是电动机节能的重要手段。电梯是高层建筑中不可缺少的固定式升降设备，可以在短时间内输送大量人员与货物，也是建筑中消耗能量较大的设备之一。选择电梯可首先进行客流分析，然后确定电梯的型号、台数、配置方案、运行速度，最后合理选择较为先进的信号控制方案。电梯的控制是一个复杂的过程，用于电梯的拖动系统主要有:单、双速交流电动机拖动系统，交流电动机定子调压调速拖动系统，直流发电机—电动机可控硅励磁拖动系统，可控硅直接供电拖动系统，VVVF变频变压调速拖动系统。在这几种系统当中，VVVF变频变压调速拖动系统采用的是交流电动机驱动，却可以达到直流电动机的水平。它具有体积小、重量轻、效率高、节省能源等特点，是选择电梯的首选方案。多台电梯排列运行时，还应具有高度集中调度和控制的群控功能。这样可以减少候梯时间并减少电能消耗。在电梯容量计算时应该计入同时系数，同时系数可根据《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇》来选取。准确的容量计算，是合理降低电梯电能消耗的前提。

6结语

如今我国成为了世界上第二位的能源消费国，只有合理利用有限的能源，不断创新技术，淘汰落后的高耗能产品，才能加快建设节约型社会。每一个设计人员都应树立安全、高效、节能、环保的意识。选择高效率的节能设备，应用先进的科学技术，严格按照节能标准进行设计。提高资源利用效率，为建设资源节约型社会，促进人与自然和谐发展做贡献。

作者：刘彩云 单位：吕梁市建筑勘察设计院