建筑供配电系统的节能设计

建筑供配电系统的节能设计

李江恒

云南机电职业技术学院云南昆明650203

摘要：随着经济社会的发展，资源的使用效率受到人们的普遍重视，“节能”成为社会经济发展中的一个重要问题，节能设计成为各行各业加工生产中的重要环节，尤其是建筑供配电线路的节能设计越来越受到人们的普遍关注。随着我国的建筑用电量越来越大，供配电系统节能降耗的效果就开始显现出来。但是在现行的情况下，人们仅仅只考虑对节能设备的使用以及提高系统功率两个方面，而忽视了提高系统整体节能效果的因素，提出一个提高系统整体节能效果的措施是尤为重要的，只有这样才能在建筑供配电系统中实现最大化的“节能”社会效益。

关键词：建筑供配电系统；节能；变压器损耗；线路损耗；节能设计

建筑节能的话题早就被人们所提出，但是建筑节能的作用具体有多大，却是少有人知。研究数据表明，全世界的能源总消费量的30％都是建筑能耗，而中国却占了23％，这个比例极为惊人。要实现我国的科学发展观，首先必须实现中国节能战略，而建筑节能是中国节能战略的首要选择和方向。何为建筑节能，建筑节能是指在建筑中合理使用和利用能源，其目的是不断提高能源的利用效率，最终实现最大化的社会效益。随着我国经济的快速发展，人口剧增，人们的生活水平的提高和对物质需求的提高都使得我国的能源消耗急剧增加。现实中，人们的日常生活每一分钟都离不开电，各种建筑设施也同样离不开电，建筑供配电系统是建筑生产过程的最基本的、也是应用最广泛的一个系统，实现建筑供配电系统的节能显得尤为重要。建筑电气节能是一项技术性十分强、而且影响复杂，持续建设的工程。一个国家的电力系统顺利运行与这个国家的国民经济和人民生活水平密切相关，不可分割。建筑供配电系统的设计中必须保证安全可靠，以节能为建设前提，采用国外的先进技术和企业的先进技术理念等，综合考虑，最大化程度节省消耗，杜绝浪费，真正实现电力节能的目的。

一.供配电系统节能分析

供配电系统的节能跟我们往常所说的其他设施的节能是有区别的。供配电系统的节能主要体现在，它的节能是减少供电设备本身的能源消耗以及减小供配电系统损耗的过程，而且必须是在满足供配电系统使用功能的前提下。事实上，节能发展早在许多年前就在发达国家被提出和实施。当然，各种各样的高效节能的设备也被设计出来，这主要是基于世界性的能源短缺问题的影响，电气设计人员的作用是十分重要的，设计人员必须认真了解新的节能设备并熟练掌握，管理人员的支持也十分重要，在整个建筑供电系统的设计过程中，只考虑采用节能设备是完全不够的，必须认真的考虑整个供配电系统的合理性和效益性，采取最有效的设计方案来努力减小系统的损耗。分析发现系统损耗是由线路损耗和变压器损耗着两部分导致的。可以把损耗分类按损耗的变化情况分为固定损耗和可变损耗。其中固定损耗是指由变压器的铁损和线路上电器介质损耗所导致的损耗，影响的因素是系统电压和频率。固定损耗只要有电就会存在，降低固定损耗的办法是利用合理选用节能设备的方法。而可变损耗也被称之为铜损，即电流通过导体和变压器所产生的损耗，大小与通过导体电流的平方及线路的阻抗成正比。降低可变损耗的方法是在满足用电设备功能的条件下，减小通过导体的电流和降低线路的阻抗。

二.供配电系统的节能措施

对供配电系统的节能设计应从以下几个方面进行考虑，并采取有效的节能措施。

1、降低供配电系统的传输损耗。实现降低传输损耗的方法，首先是降低变压器的有功损耗，电力变压器的基本结构是将一、二次侧的绕组缠绕在由相互绝缘的硅钢片叠成的铁心上，利用电磁感应原理实现电压等级变换，在这个过程中，变压器的铁心产生“铁损”，与负载变化有关的电阻中产生“铜损”，降低变压器损耗的方法是：选用节能型变压器，常见的节能型变压器有S9、SL9及SC8等型的油浸变压器和干式变压器，这样的结构设计可以减少变压器的铁损；其次是在技术经济性合理的条件下，选择一个最合适的变压器容量，其目的是减少传输系统的变压级数和变压器数量，最终实现建筑供配电系统的经济运行，减少电能损耗，降低变压器的铜损。

2、降低线路损耗。线路损耗是指交流电流在传输线路的阻抗中产生的损耗。导线是供配电中功率传输的载体，选择一个合适的导线是十分重要的，它关系到供电系统的安全和经济运行，导线会影响传输损耗。不同的导线的阻抗和允许通过的电流大小是有差异的，降低线路损耗可以通过以下方法，首先是降低传输线路的电阻和电抗，设计和实施过程中尽量选择合理的导线形式和截面来降低传输线路的阻抗。其次是在有功功率不变的情况下，通过降低传输的电流有效地降低传输线路损耗。也可以通过提高传输系统的功率因数，降低传输系统的电流，最终达到减小线路的损耗目的。现实中还可以通过合理设置变配电所、配电箱等分配电能设备的方式来降低供电半径和减少电线长度，最终减小无谓损耗的能量。

3、降低照明损耗。照明节能设计是供配电系统的节能中一大环节，在照明设计的过程中，首先必须根据照明空间的环境特点与使用性质等特殊情况来考虑节能要求，并选择一个高效的光源、灯具等照明设备来实现节能效果。照明设备的布局必须合理，照明空间足够，与照明环境适宜。首先是对灯具的选择，前提是在满足照明空间的使用功能要求及装饰要求的情况下，要选择控光性能合理的高效灯具。其次是对照明配电回路的控制，电力节能运行和管理的要求是核心。必须根据不同的环境条件、电力的使用特点等采用不同的照明控制方式：在公共场所的照明以及室外照明等，可以采用集中遥控节能管理的方式或自动照明控制装置，实现室外照明系统根据自然光的亮度自动开启或关闭照明系统及深夜减光控制等功能。在体育馆、影剧院等公共场所的照明可采用集中控制方式，兼具有按需要采取调光或降低照度的控制措施。通过在不同的场所采用不同的照明控制设计，能够较好地达到照明节能效果。

三．结语

从上述的分析中我们知道，我国的供配系统的节能措施中依然存在着许多问题亟需解决，节能管理直接关系到社会的可持续发展，关系到一个国家的未来经济建设和民生需求的供给，对供配电系统的节能管理的好坏关系到我国的未来经济建设，必须引起人们的重视。一个先进的供配电节能管理系统，离不开那些先进有效的节能产品和控制系统，同时通过提高系统功率因数，选定合理的供配电中心，采用较高电压输电线路，才能有效降低系统损耗、线路损耗及用电设备损耗，从而提高整体节能效果。

参考文献：

[1]徐晓宁主编，建筑电气设计基础，华南理工大学出版社，2007.5。

[2]朱英.建筑电气节能设计方法[J].科技信息化，2007，（2）。

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