小议供配电的电气节能设计丁欣

小议供配电的电气节能设计丁欣

丁欣

深圳机械院建筑设计有限公司广东深圳518027

摘要：新时期下，经济飞速发展的今天，人们节能意识越来越强烈，供配电系统是建筑电气系统的重要组成部分，在建筑能耗中供配电系统占据着重要部分。尤其是体现在建筑电气供配电系统设计方面，其不仅减小了能源的消耗，同时为工程的质量提供一定的保障，所以需要引起我们的重视，对此本文将重点探讨如何进行建筑电气供配电系统节能设计。

关键词：建筑电气；供配电系统；节能设计

众所周知，当前我国社会经济的迅猛发展也给国家的能源资源提出了更高的挑战，资源的紧缺问题越来越突显出来，社会一定要加强节约意思，坚持可持续发展战略的基本国策，创建绿色环保理念，继续执行节能减排策略。电能作为能量消耗的主要形式，更应该得到广泛的关注，在人们对节能建设的重视程度越来越高的背景下今后应该加强这方面的研究，对供配电系统进行科学设计。这是可持续发展的必然要求，今后要高度重视这方面。

1、供配电系统节能设计所需要坚持的原则

一般而言，供配电系统要想实现科学地节能设计就必须要坚持科学的原则。在实际工作过程中设计人员必须要根据现场的实际环境来进行科学的节能设计。在今后节能设计过程中应该坚持以下原则：

一是经济效益原则。在实际工作过程中设计人员要综合考虑实际经济效益，要尽量减少供配电系统运行期间的维修费。在实际设计过程中应该从长远利益出发，通过科学设计要能够实现增加的投资费用同节约出来的费用，两者能够互相抵扣。二是要满足建筑物的电气功能。建筑物对供配电系统是具有硬性要求的。在实际设计过程中应该在满足硬性要求的基础上来进行科学的节能设计。对于照明系统则是要满足色彩、显色度数以及照度的要求。对于电梯系统则要保证电梯能够处于畅通无阻的运输通道；对于通风空调系统则是要要求其能够提供舒适的温度以及恰当的新风量。三是要全面考虑。供配电节能设计是一项长远工作。在实际节能设计过程中应该从材料、技术、经济以及人员素质等方面来进行科学全面地考察。只有这样才能真正适应时代发展的要求。今后应该高度重视这方面的工作，加强这方面的研究。

2、配电系统节能设计

建筑供配电系统节能设计是一个系统工程，在实际设计过程中必须要从工程实际结合工程设计规范来进行科学高效地设计。在实际工作过程中可以从变压器设计、照明系统、供配电线路、动力系统等方面来采取针对性措施。

（1）变压器设计。在进行变压器设计之前工程人员首先是要根据建筑物电气系统总用电量需求来进行科学合理地选择供配电电压等级。如果建筑电气系统总用电量在250kw以上的时候则在设计过程中要采用10kv线路来进行供电。配电变压器的设计工程人员首先是需要准确统计楼宇电气系统负荷，而后根据该复合来确定配电变压器的供电电压、供电容量和变配电所基址等。在实际设计过程中尽量要使得电力负荷曲线能够保持平坦，能够具有较高的三相平衡度。在实际设计过程中还应该尽量减少闲置电气设备和闲置配电容量。

设计过程中首先是要慎重选择节能型变压器。节能型变压器类型的选择对于建筑节能极为重要。在选择过程中设计人员应该优选铁心材料，这主要是因为采用铁心材料能够用有效降低变压器的空载损耗。非晶合金铁心变压器就是当前最为典型的节能型变压器。该变压器的主要材料就是铁心材料。

在实际选择过程中还需要合理选择配电变压器的容量以及台数。对于配电变压器的容量及台数需要从投资费用和损耗这两个角度来进行考虑。在容量设计过程中应该预留适当的容量。通常情况下应该把变压器的负载率设计为75%到85%，在这一区间之内是最为适宜的。台数与容量的确定是一项重要工作，在实际设计过程中应该结合负荷特性合理分配用电负荷。要通过科学合理地设计保证供配电变压器能够长期有效的运行。在2台或者是2台以上的配电变压器在工作过程中应该建立起联合的经济调度运行模式。在实际工作过程中应该根据实际需要来合理分级负荷。要在保证配电系统稳定运行的前提下减少变压器的设计台数。

（2）照明系统。照明系统节能设计非常重要，照明系统能耗较大，科学地节能设计有助于降低建筑能耗。在实际节能设计过程中应该按照以下措施来进行节能设计：一是要进行精确的照度计算。在以往的照明系统设计过程中对照度计算要求不严格，计算也过于粗略。仅凭经验来进行估算是难以把照度控制在规定误差范围内的，很容易造成能源浪费。因而为了有效节能就必须要进行精确的照度计算。二是要慎重选择照度标准和照明方式。照度标准有高、中、低三档。在设计过程中要结合视觉作业特点、混光照明以及非均匀照明等来进行合理选择。总的要求就是要能够实现灯光的物尽其用，从而达到省电节能效果。三是要高度重视照明配电回路的设计。在实际工作过程中要充分利用自然光，可以根据自然光的照度变化来控制电器照明。采取分区控制灯光或者适当增加照明开关点的方式有助于节能。在实际设计过程中还应该尽量选择光电自动控制器、调光开关、定时开关以及智能照明控制系统来控制照明配电回路。对于公共场所的照明则可以通过集中遥控节能管理或者自动光控制装置来进行有效管理。

（3）供配电线路。为了实现建筑节能，在实际设计过程中还需要对供配电线路进行优化设计。在设计过程中首先是要合理选择供配电导线类型。针对导线类型的选择需要结合建筑电气系统设计情况，从技术和经济效益等多方面来进行考察。对于导线的经济截面主要是通过经济电流密度来予以确定，而经济电流密度则主要是根据年综合运行费用最小设计原则来予以确定。通常情况下铜芯电缆传输效率较高，但是它的成本也较高。因而在实际设计过程中就需要合理选择铜铝等材质导线。对于负荷较大的系统应该优先选择铜导线。对于负荷较小的则要选择铝导线。除了要慎重选择导线类型之外，在工作过程中还要合理布线。要把变配电所设置在负荷中心、低压配电室则要设置在靠近强电竖井的位置，大容量负荷通常应该设置在距离电源点较近的位置。这对于缩短供电距离是有好处的，同时还有助于降低线路运行损耗。

（4）动力系统。建筑动力系统的设计也是一项重要工作。在实际设计过程中要动力系统容量较大，消耗电能也较多。建筑动力系统的能耗能够占到整个建筑能耗的40%到60%。因而在设计过程中要科学设计。要正确选择启动方式，选择正确的启动方式有助于使得频繁启动的电动机产生节电效果。减压启动有助于节电。变频器启动是一个典型例子，在实际设计过程中应该负载变化来调整节电动机转速。在设计过程中应该尽量选择节能型电动机、选择热节能型电动机能够减少能耗20%到30%。此外还需要选择合理的控制系统，对于控制系统要尽量把动力设备纳入到建筑设备监控系统管理中，通过程序来控制其启动和运行。这有助于达到节能效果。

建筑电气供配电系统节能设计是时代发展的必然要求，是缓和能源紧张形势的必然要求。对建筑电气供配电系统进行节能设计具有重要意义。在今后应该选择合理的供配电方案，要选择先进技术和高效设备来构建供配电系统。

3、筑电气供配电系统节能设计

3.1、合理确定供配电系统的电压等级。在对建筑电气的供配电系统进行设计的过程中，应以建筑电气的总用电量需求为依据，对供配电系统的电压等级进行合理确定。当建筑电气系统总用电量在250kW及以上或配电变压器所需容量在160kVA及以上时，设计过程中宜采用10（6）kV线路进行供电，以下则按照低压供电系统进行设计：对于单台大容量用电设备（如：给排水水泵、中央空调等）的供电电压优化节能选择时，宜根据建筑电气供电条件、电机起动控制方式以及电机起停过程对配电变压器的影响等因素来合理确定，通常以350kW作为高、低压供电的设计分界点。在进行低压供电系统设计过程中，尤其对于照明负荷而言，当线路电流在40A及以下时，宜采用220V单相进行供电，而当线路电流大于40A时，则宜采用380/220V的三相供电模式。

3.2、合理选择变压器的容量。变压器能耗量较大，所以对于建筑内变压器台数和容量选择时需要根据负荷的情况进行合理设计，同时还要对不同季节负荷的变化进行充分的考虑，确保变压器能够做到灵活的投切，确保其运行的经济性，对于可能导致损失的轻载运行则尽量避免。因此对于季节性用电设备，则宜设立单独的变压器，同时将一些重要的负荷和维持正常工作需要的负荷要集中在一台或是几台变压器上，其他不重要的设备另设变压器，这样有利于在使用备用电源时方便切除。

3.3、优化供配电线路的设计

1）合理优选供配电导线类型。在对建筑的供配电系统进行节能设计过程中，应根据建筑的电气系统实际情况，综合考虑技术、经济性等因素的影响，优先选电导率较小的新型材质节能型导线。严格按照经济电流密度来确定所选导线的经济截面积，通常按照年综合运行费用最小设计原则来合理确定导线单位面积的经济电流密度。在实际工程优化节能设计过程中，铜芯电缆的电能传输效率较其它材质优越，但由于铜自身成本偏高，因此在进行供配电线路综合布线优化设计过程中，要充分考虑设计方案的经济效益特性，合理选择铜、铝等材质导线。对于建筑电气系统中，负荷容量较大的一类、二类负荷，则应优选铜导线，而对于三类或负荷容量偏小的其它电力负荷，则宜优选铝导线，以提高整个供配电系统设计方案的技术性和经济性能。2）合理布线避免迂回供电问题。在对变配电所的选址、线路布线、负荷位置进行设计的过程中，应考虑到建筑结构的合理性，对供电线路进行综合布线，尽量将变配电所设置在负荷中心，将低压配电室设置在靠近强电竖井部位，将大容量负荷设置在离电源点较近、易于供电的区域，以缩短线路的供电距离，降低线路运行损耗。低压线路其设计供电半径应控制在200m范围内，而当建筑物每层面积超过10000m2时，应结合建筑物结构平面图设置2个以上变配电台区，提高供电的可靠性，减少供电主干线的长度，降低线损。对于供电距离超过经济范围区时，应在满足额定载流量、动热稳定、电压偏差等基本条件的基础上，合理增大一级供电线路线缆的截面积，以降低线路损耗。

3.4、照明系统选择。除了使用起来较为简单之外，还需要具备较高的性价比和较高的发光发热效率，并且没有较高的能源消耗。我们以节能降耗为标准，对一些比较特殊的建筑物进行分析。比如一些商业性建筑、居住类建筑或者其他的公共场所，都需要合理选择光源。同时，要严格控制设备运行时需要的时间，这样设备运行时间所带来的损耗就可以得到减少。在照明系统中，可以将一些声光或者人体感应的控制系统给应用过来，这样资源浪费问题可以得到减少，为了最大限度的降低损耗，就需要科学规划照明路线。要严格控制电机运行过程中产生的损耗，在这个方面，可以将一些比较新型或者有着较高智能化程度的节电设备给应用过来，利用计算机控制变频技术，跟踪那些产生负荷情况的设备，并且随时随地的调节风机风量的大小，在日常生活中，使用的水泵能够实现变频调速，这样方可以最大限度的发挥节能降耗的作用。

参考文献：

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[2]宋淘.建筑供配电设计中的节能措施[J].甘肃科技.2012（19）.

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