本站原创【摘 要】文章就电气节能设计应遵循的原则,从供配电系统设计、合理使用电动机、功率因数补偿、谐波治理、照明节能、可再生能源利用、能源管理系统等方面,论述了建筑电气节能的合理应用.
【关 键 词】电气节能；供配电系统功率因数；谐波治理；照明节能；能源管理
随着我国经济的持续快速增长,作为二次能源的电能供需矛盾日益突出.在积极倡导节能减排、发展低碳经济的今天,如何把节能措施贯穿于整个电气设计过程则显得尤为重要.下面结合工作实际,就建筑电气设计的几种节能措施谈谈一些看法.
1.电气节能设计应遵循的原则
电气节能是建筑节能的重要组成部分,电气设计人员在设计过程中,应从适用性、安全性、可靠性及经济性多方面综合考虑,通过合理的设计及运行方案减少不必要的能源损耗.
2.建筑电气节能策略
2.1高效光源、高效灯具和节能控制措施
对于住宅公共部分节能控制措施即是指采用节能自熄开关.由于住宅公共部分是无人值守的,所以灯具在人来时点亮,人去时熄灭是很重要的.对于高层住宅电梯前室,由于其对于保证人员疏散的重要意义,所以此处只能采用翘板开关,但对于住宅大部分公共楼梯间,节能自熄开关的采用可作为一条重要节能措施.高效光源顾名思义具有高光效,显色好等优点.试验证明,白炽灯只有10％的电能转变为可见光,90％的电能转变为热辐射,而这种热辐射性又往往带来火灾隐患.细管径荧光灯、紧凑型荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯和节能灯均为高效光源,应积极推广应用,尽量减少白炽灯的使用量.好的光源有了,如何使这种好光源发挥其功效能,这就要求灯具的效率要高.灯具的效率为灯具出射光通量与光源总光通量的比值,其值越高,照明的效率也就越高.灯具反射面设计科学,这样才能使好的光源物尽其用.高效光源、高效灯具不仅适用于住宅公共部分照明,在民用建筑中也可大量采用.
2.2供配电系统节能措施
应采取提高系统的运行电压和功率因数,减少无功功率及导线中的电阻,降低供配电系统线路损耗等措施.节能途径主要有：(1)根据负荷容量、供电距离及分布、用电设备特点等因素,合理设计供配电系统和选择供电电压,供配电系统应尽量简单可靠,同一电压供电系统变配电级数不宜多于两级.(2)变电所应尽量靠近负荷中心,以缩短配电半径,减少线路损耗,电力用户内部变电所之间宜敷设联络线,根据负荷情况,可切除部分变压器,从而减少损耗.(3)降低线路电阻,线路截面选择要与国际接轨,推广应用“电力电缆截面的经济最佳化”,按经济电流密度法合理选择导线截面,以减少损耗.此外,对于环形供电方式,为降低线路的电阻值,将开式网运行改为闭式网运行,同样可明显降低线路损耗.(4)传输上可以采用提高电压等级的方法.通过计算可知,当电压提高10％耗损可降低17．4％,因此,提高电压传输,是降低线损的有效途径.(5)提高功率因数减少电能损耗.线损与电力用户的功率因数的2次方成反比,故提高功率因数也是降损的有效措施.提高功率因数,可从合理选用电气设备容量及装设并联补偿电容器两方面着手.
2.3太阳能节能措施
目前住宅热水系统虽然已不少设计采用了太阳能设备,但本人认为在大型住宅小区以及公共建筑的室外照明系统应该可以设计采用太阳能蓄电的照明设备.目前这类产品以太阳能LED灯具为主,其产品的工作原理是：白天太阳光照射到太阳能组件上,使太阳能电池组件产生一定幅度的直流电压,把光能转换为电能,再传送给智能控制器,经过智能控制器的过充保护,将太阳能组件传来的电能输送给蓄电池进行储存；到了夜晚太阳能组件因接收不到光能,其输出的直流电压降到接近为零时,智能控制器自动开启控制装置,向LED提供电能,促使LED发光源发出足够的亮度用于照明；到天亮时,太阳能组件又接收到光能产生电压时,智能控制器又自动转换到充电模式工作.随着太阳能蓄电的照明设备的产业发展,这种产品的制造成本将会越来越低,相信在不久的将来太阳能蓄电的照明设备应该会在室外照明领域得到普及应用.
2.4变压器节能措施
变压器损耗包括有功功率损耗和无功功率损耗两部分.变压器有功功率损耗可用下式计算：
p2等于p0+β2pk
式中:p2——变压器有功功率损耗(kw)；
P0——变压器空载损耗(kw)；
Pk——变压器短路损耗(kw)；
β——变压器负载率(％).
一般,在50％～60％时,变压器效率最高.在设计中,要正确选择变压器的负载率,以便合理选择变压器容量.变压器的经济运行在节能的同时,还能降低运行费用(包括设备折旧、正常维护和能耗),取得经济效益.铁损对变压器来说虽为常数,但可通过合理选型与运行而达到节能的目的；变压器铜损是变化的,合理地确定最佳运行,保持变压器在正常条件下,选择最大效率点,可达到经济运行的目的.故变压器节能措施主要为：1)合理选择变压器容量和台数,选择容量与电力负荷相适应的变压器,对负荷进行合理分配,使其工作在高效区内.对车间停产后仍不能停电的负荷,宜设置专用变压器,大型厂房及非三班制车间宜设置照明专用变压器.2)选用节能型变压器,更换或改造高能耗变压器.近年来逐渐推广的S10、S11系列油浸变压器比s9系列更为节能.S11型卷铁芯变压器与s9型变压器相比：空载损耗平均降低30％,空载电流平均下降70％.新型干式变压器SC9系列以及非晶合金变压器等产品也都显示了低损耗的节能潜力.
3.结束语
电气节能已成为电气设计中的重中之重,作为建筑电气设计人员,应结合工程项目自身特点,精心设计、精心比较,采用切实可行的节能措施,把节能贯穿于电气设计过程始终,真正把节能理念落到实处,促进资源节约型社会的更好建立.
【参考文献】
［１］建筑照明设计标准.(GB50034-2004)中国建筑工业出版社,2004．
［２］建筑节能设计统一技术措施.(上海现代建筑设计(集团)有限公司编),2009．