浅谈办公楼电气供配电系统节能设计

浅谈办公楼电气供配电系统节能设计

孙万水付伟旗张少华

（国网正阳县供电公司河南正阳463600）

摘要：随着国家建设的发展，能源消耗剧增，能源浪费严重，电力系统节能和人民生活息息相关，几乎所有的建筑设备都离不开电，因此建筑供配电系统是建筑中最基本、应用最广泛的系统。我国的能源状况并不乐观。建筑设计与城市的发展密切相关，民用建筑的电力能耗问题日渐突出，节能降耗，进行电气系统的节能设计已势在必行。供配电系统的节能设计是不容忽视的问题。

关键词：办公楼；供配电系统；节能设计

一、供配电系统节能分析

供配电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。据有关研究报道，在整个损耗中固定损耗仅占总损耗的百分之十到百分之二十，固定损耗的大小不仅和电压有关，还和频率有关，只要在接通电源的情况下，固定损耗就会存在，降低固定损耗主要是要靠合理选用节能设备实现。

二、办公楼建筑对供配电系统节能设计的要求

办公楼电气供配电系统的节能主要体现在满足使用功能的前提下，尽可能减少设备本身的能源消耗进而减小系统损耗。做为电气设计人员，应不断了解并采用新的节能设备以减少系统中设备的能源损耗，还应考虑整个系统的合理性，建筑供配电系统的设计作为建筑的关键部分，它的设计是否合理将对整个建筑使用功能及安全有着重大的影响。在对本办公楼电气工程进行供配电系统设计时，需要对建筑本身的性质、建筑电力负荷等级，建筑规模有清晰的了解，再结合具体实情，最终确定各项设计要求。

三、办公楼电气供配电系统节能设计要点

1、降低供配电线路的损耗

线路的参数和负荷值的大小密切相关，只有减少负荷值的大小，才能使电阻和电网功率的无用功率降到最低，需做到以下几点：第一，负荷计算必须准确。电力负荷是供电设计的依据参数。计算准确与否，对合理选择设备及安全可靠与

经济运行，均起决定性作用。用电负荷计算方法选择得当，会达到节约有色金属、节约能源的目的，若选择不当，会给用户带来不必要的投资和能源浪费。用电负荷计算方法宜按下列原则选取：在方案设计阶段可采用单位指标法；在初步设计阶段及施工图设计阶段，宜采用需要系数法；对于住宅建筑，在设计的各个阶段均可采用单位指标法和单位面积法。第二，合理选择线路路径以减小导线长度。变配电室及配电箱应尽量靠近负荷中心，以缩短线路供电距离，减少线路损失。低压线路的供电半径一般不超过两百米，当建筑物每层面积不少于一万平方米时，至少要设两个变配电所，以减少干线的长度。在高层建筑中，低压配电室应靠近强电竖井，而且由低压配电室提供给每个竖井的干线，不应产生“支线沿着干线倒送电能”的现象，线路尽可能走直线，少走弯路，以减少导线长度。第三，增大线缆截面，阻抗与输电线路的截面积为反比关系，因此，首先应减少输电线路的长度，以此为基础，应当增加导线的截面积，进而逐渐降低线路损耗。导线截面积的增加，供配电企业会投资较多的经济成本，但是，在输电线路以后运行的过程中，将会为输电线路节约很多的电能。因此，要想有效降低损耗、节约能源，增加导线截面积具有很大的现实意义。

2、合理选择变压器

供配电系统节能设计中要准确地统计系统中最大用电负荷，根据用电量合理选择变压器容量、供电电压和所址。合理调配负荷和设计完善方案，使负荷曲线尽量保持平稳，减少闲置电容量。设计中尽量选用承受热冲击能力强、难燃、防

火性能高、低损耗、局部放电量小的卷铁芯结构干式变压器；从损耗、经济等方面进行综合考虑，变压器的设计负载率在百分之七十五到百分之八十五之间为宜。

3、提高供配电系统的功率因数

现阶段，在供配电系统运行的过程中，要想改进和完善电能的传输质量，在使用用电设备的过程中，管理人员应提高其功率因数，如果功率因数由零点八上升到二点零，线路损耗将减少百分之五十。提高功率因数的方法包括很多方面，

例如，可以完善变压设施，以及减少变电设备对电网功率的影响，这种方法还能够确保电力设备的顺利运行。此外，提升无功功率的主要模式还包括集中补偿与就地补偿。

4、谐波抑制

办公楼和一般建筑不一样，其中的非线性用电设备多，这些设备给配电系统带来严重的谐波问题。据美国某实验室的数据，谐波可使电机发热，工作效率下降百分之四到百分之六，线损增加一点五到二点五倍，使变压器局部严重过热，使铜耗和铁耗增加二到二点五倍；大量的三次谐波会使中性线过热甚至发生火灾；谐波对电机会产生机械振动、噪声和过电压；使电力电容器、导线等设备局部过热、绝缘老化、使用寿命缩短一点五到二倍甚至损坏；谐波会引起电网中局部的并联谐振和串联谐振，引起继电保护装置误动作从而引起严重事故，使测量仪表产生误差，有时误差可达百分之二到百分之二十。目前，治理谐波主要采用有源电力滤波器。其特点是：实现了动态补偿，可对实时变化的谐波及无功进行补偿，对补偿对象的变化有快速响应能力；可对无功和谐波同时进行补偿，且对无功的大小的补偿可做到连续调节；对无功补偿时不需要贮能元件；即使补偿设备中的电流过大，有源滤波器也不会发生过载，正常发挥补偿作用；一般不受电网阻抗的影响，不容易和电网阻抗发生谐振；既可对单个谐波、无功源进行单独补偿，也可对多个谐波、无功源集中补偿。

5、应用智能照明系统

下面例举智能照明系统在实际工程中的应用。本工程采用C-BUS系统智能控制。第一，办公室照明。因为办公室具有较强的独立性和随意性，照明回路分为三个调光回路，每路八百瓦，六个开关照明回路，每路5A，一个窗帘开关，在门外进门处，安装红外感应控制灯具，保证人到门口灯具自动亮起。办公室需要设置办公场景，开会场景，休息场景，会客场景。场景的切换只需通过简单的开关控制即可完成。第二，会议室照明。按下开关即可进入会议模式。当会议开始时，桌面上方灯自动光调亮；若光看多媒体时，桌面上方灯光亮度调低，清洁人员工作时，可在墙上的场景开关中呼出该灯光状态，此时照度仅为正常的百分之七十，既保证清洁人员有足够的工作照度、又节省了能源。本工程中，光源采用节能型灯具，以荧光灯为主，功率因数满足0.9以上，其控制方式大面积场所采用集中控制方式，其他小面积场所采用一对一控制方式。C-BUS的控制，数字信号传入到工作站，智能自动调节灯光，数据都可在主机自动保存，并可在显示器显示和打印。在智能照明系统中，弱化了计算机的作用，它主要起到监视作用，这样即使计算机出现了故障，无法使用，也不会影响到C-BUS系统的工作，这是传统照明无法到达的。

结束语

建筑电气供配电系统的节能设计能保证国民经济持续、高速、健康地发展。合理的进行节能设计不仅能降低工程造价，还能提高工程质量。因此，在节能设计时一定要把握设计要点，采用先进技术，并选用高效设备，以此提高设计效果，进而实现节能目标。

参考文献：

[1]张婷婷,姚小春.浅谈办公楼照明控制系统节能设计[J].民营科技.2015(08).

[2]刘军.浅谈办公楼电气供配电系统节能设计[J].工程技术:文摘版,2016(3):00171-00171.