建筑电气供配电系统节能设计研究孔君

建筑电气供配电系统节能设计研究孔君

孔君

东营筑城建筑设计有限公司山东东营257000

摘要：近年来，建筑电气供配电系统节能设计问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了建筑电气供配电系统节能设计常见问题，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就供配电系统节能设计方法要点展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

关键词：建筑电气；供配电系统；节能；设计

1前言

作为一项实际要求较高的实践性工作，建筑电气供配电系统节能设计的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对建筑电气供配电系统的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化其设计相关工作的最终整体效果。

2概述

供配电系统的节能是电气节能的一个重要途径，该系统主要包括变压器和供配电线路。在民用建筑施工图供配电系统的设计中，电能消耗指标是最重要的组成部分。在满足供配电设备使用功能的前提下，使供配电系统节能，就必须尽量减少供配电设备本身和系统的能源消耗，在对供配电系统进行设计中，只考虑采用节能设备是不够的，并尽量减少供配电系统中设备的能源消耗，认真考虑整个供配电系统的合理性。所以，应在经济合理、保护环境、系统低损耗的原则下设计有效方案。其中系统损耗是由变压器损耗和线路损耗组成。按损耗的变化情况，还可以将系统损耗分为两部分，即可变损耗和固定损耗。可变损耗，也称为铜损，是导体和变压器在电流通过时所产生的损耗;固定损耗是指线路上电器介质的损耗和变压器的铁损。

3建筑电气供配电系统节能设计常见问题分析

3.1缺乏对相关规范的了解

我国《10kV及以下变电所涉及规范》中明确做出规定：变配电房不能设置在浴室、经常积水的地下室、厕所等地方，并且也不能与这些场所相毗邻。一般而言，建筑小区住宅楼在设计时通常将电配电房设计在一层，楼上的卫生间位置设置局部夹层。但是这种设计通常会由于屏蔽性能差、降噪处理措施不到位等原因而导致楼上住户的频繁投诉。我国于2011年最新颁布并实施的《住宅建筑电气设计规范》中明确规定：当配变电所设在住宅建筑内时，配变电所不应设在住户的正上方、正下方、贴邻和住宅建筑疏散出口的两侧，不应该设置在住宅建筑低下的最底层。这些规定都比较明确的要求住宅楼下不能设置变配电房。

3.2供电设备的设置不符合规范

根据我国《民用建筑电气设计规范》中规定：当消防用电负荷为二级并采用交流电源供电时，宜采用双回路树干式供电，并按防火分区设置自动切换应急照明配电箱。当采用集中蓄电池或灯具内附电池组时，可由单回线路树干式供电，并按防火分区设置应急照明配电箱。但是，在实际设计中，由存在着在理解上的偏差，建筑供配电设计人员、建筑的审查人员、校对人员经常会要求在住宅楼消防电梯前室的一两个应急灯也要求单独设置双电源切换箱。从设计的经济性考虑，这样做很明显比较浪费。如果在建筑的每一层的每个防火分区都设置应急照明配电箱，那就更不合理了。

3.3电梯井道的照明供电及检修插座设置不合理

在实际操作中，很多设计人员会在自己的供配电设计中说明，电梯的井道照明供电及检修用插座的设置有电梯厂家来成套设计完成，很显然这是不合理的，电梯厂家并不完全了解建筑中的供配电设置情况，不了解建筑中的电路分配情况，只能凭借经验或工程图纸来分析。设计人员的不负责任设计将给用户用电带来安全隐患。

3.4选择电缆及导体截面时考虑欠周全

在建筑供配电设计中，很多设计人员在对电缆及导体的截面积选择进行设计时，通常只对负荷计算出的电流满足要求即可，根本不考虑用电设备的端电压，远距离供电。例如：在高层建筑中的电梯、建筑屋顶的小风机等设备。由于电能在传输过程中存在线路的电压损失问题，当电能传输到用电设备端时，此时的电压已经无法满足电压的偏差与电机启动的要求。

4供配电系统节能设计方法要点

4.1准确计算电力负荷

准确计算电力负荷，依据参数选择合适的设备，保障其安全运行，就能达到节能的目的。对电力负荷的计算，主要有三种方法：需要系数法、二项式法、单位指标法。

4.2合理选择变压器

电网中运行的l0kV和35kV级变压器，是被广泛使用的建筑物变压器，因此，根据工程需要，选择合适的变压器，具有较大的节能效果。

在具体的施工中，地下设施、高层建筑等建筑物对消防的要求比较高，建议使用低损耗节能型干式电力变压器，比如：SG10、SGI1、SC6等系列。

它们的共同特点是所采用的硅钢片性能优良，铁芯结构进行了改进，使用了新型绝缘材料，针对空载损耗问题，改进了若干指数，从而有效地降低了负载损耗。至于具体选择哪一个变压器，要详细计算负荷，根据负荷性质，选择变压器，达到合理分配负荷，降低能耗的目的。

4.3合理安排线路布局

根据铜芯线比铝芯线的导电性能良好的原理，结合节约铜材的实际情况，可以在重要的部位、电量流量大的区域布置为铜芯线；根据电阻与导线长度成正比的物理原理，尽可能地根据施工实际情况，合理选择导线的粗细，尽可能避免导线绕弯，减少导线长度；另外，根据电力损耗原理，要缩短供电距离.减少线路损失。

4.4合理均衡三相负荷

配电线路按照三相四线制分配载荷的时候，当各个相线上的负荷相互均衡的时候，零线电流为零，即没有能耗。所以在分配三相四线配电系统的时候，应该把同类负荷均匀地分配各个相线上，避免如第一相线都为电热负荷，第二相线都为照明负荷，第三相线都为插座负荷的情况出现。避免出现因电力负荷不均匀而出现零线产生能耗的情况。

4.5合理选择导线截面

根据电阻与导线的横截面积成反比的物理原理，在满足允许栽流量的条件下，根据横截面合理选择导线，并应从降低电能损耗、减少投资和节约有色金属等方面综合衡量。

4.6合理提高供配电系统的功率因数

必要时候应对配电系统进行无功补偿，提高功率因数，使得系统自然功率因数达到接入电网的标准，避免能量损耗。具体方法如下：

（1）从设计入手，提前预见，选择高功率因数设备，提高用电设备的自然功率因数，减少用电设备无功损耗。

（2）增设无功补偿设备。目前，在民用建筑中，多使用变压器低压侧集中补偿方式。该方法是通过减少区域变电站与用户之间的高压线路的无功传输，提高了用户处数表上的功率因数，从而避免电业局的检查和处理。实际上对用户而言，低压线路上的无功传输并没有减少，无功传输依旧是由变压器的低压母线输送到用户，实际上并没有达到节能目的。真正能够起到无功补偿作用的做法是：对于容量大、负荷平稳的大型用电设施，增设无功补偿设备，进行就地单独补偿。

4.7合理调剂季节性负荷

随着季节的变化，各类用电设备的对电量的使用必然会出现高低起伏情况，在电费计量标准相同的前提下，在满足电力负荷的条件下，可以把它们的供电系统集中在一起，通过相同的主干线提供电力，既方便对电力线路的控制，又可以减少重复铺设工作，还可以减少电能的损耗。

5结束语

综上所述，加强对建筑电气供配电系统节能设计问题的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的供配电系统节能设计工作过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。

参考文献：

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[2]黄云峰.绿色节能在建筑电气设计中的应用[J].安装.2017（01）：115-116.

[3]马吉，王会玲.民用建筑供配电设计中存在的问题及解决对策[J].硅谷.2016（21）：88-89.