电气工程的节能设计思路

电气工程的节能设计思路

林建东

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摘要：随着国民经济的高速发展，我国处于大量消耗原材料支持经济增长的工业化时期。合理节能是国家经济可持续发展的重要措施。现代建筑中广泛采用变压器等耗能系统，我国建筑能耗占总能耗的26．7%，节能技术的运用可以节约宝贵的能源资源，建筑电气工程运用节能技术可减少工程项目中资源浪费现象。建筑用电节能技术可通过建筑物冷热源系统，给排水系统等机电设备实时监视，使设备处于最佳运行状态。我国国建筑能耗处于初级发展阶段，发达国家建筑用能占总能耗的30%，必须采取相应技术措施加强建筑节能。国家就节能问题出台《民用建筑节能条例》等系列相关技术规范标准，实际工程建设中应用节能技术，可以有效解决建筑电气节能问题。

关键词：电气工程；节能设计；思路

1导言

随着生活水平的提高，“环保低碳”的理念越来越受到大众的重视，越来越多与节能减排相关的政策也在引导着行业与社会发生改变。在此背景下，各类工商企业为了适应政策与市场的要求，也必将越来越重视各类节能技术的应用，电气工程节能设计技术符合当下的社会理念和产业需求，具有非常广大的发展前景。

2电气工程节能设计的重要意义

随着科技的快速发展，人们对物质生活追求不断提高，过度依赖能源消费经济发展的模式为社会环境造成很大负面影响。随着社会经济的快速发展，能耗问题日益加重，能耗量急剧增多，提高能源利用率成为急需解决的问题。我国成为最大的能源消费国，单纯依赖常规能源不利于社会可持续发展。建筑业能耗量巨大，加剧我国能源压力。虽然建筑电气节能受到广泛关注，但目前仍存在许多问题亟待解决。目前电气工程节能设计中，许多设计人员对建筑电气运行特点缺乏深入了解，在设计电气系统时往往照搬以往设计经验，有的设计人员盲目追求采用新技术，如多数建筑节能设计标准未把电气节能系统纳入其中，不少工程项目由于负荷计算不合理导致变压器选择过大；照明光源选择不当，未考虑节能控制方式等导致浪费较大。建筑电气工程设计对电气系统节能有重要影响，但往往得不到设计人员足够重视，设计收费与产生经济效益不挂钩等原因，有的单位忽视质量，使得设计系统初期投资大。深入研究电气工程节能设计有效技术措施对指导电气工程节能设计具有重要意义。电气化广泛应用于生产生活中，电能借助可再生优势得到各行业的应用。建筑行业是我国支柱型产业，建筑是城市基建系统的核心构成，对其开展节能化设计是确保建筑物设计施工中贯彻节能宗旨的保障，对其节能方法研究非常迫切。建筑物中装设照明等系列消耗电能设备，建筑电气工程节能设计技术融合光伏发电技术系列先进技术，有效降低建筑电气工程能耗。绿色建筑电气应用从开源节流两方面入手，电气工程在绿色建筑中应用潜力巨大，但存在各系统管理复杂等问题。目前我国节能领域与先进国家具有一定差距，需要研究建筑节能技术提高节能水平。

3电气工程的节能设计思路

3.1设置无功补偿

电气系统的内部组成较为复杂，部分电气设备产生无功功率，随之出现电能浪费的情况，此时电压失衡，电能的利用效率大打折扣。对于各类存在无功功率的电气设备，在设计时应该注重补偿措施的应用，以保证功率维持在平衡的状态，减少不必要的能耗。节能设计过程中，可对无功功率进行补偿，具体应考虑到此类电气设备在自然功率、电压负荷等方面的情况，采取科学的补偿方案。对于无功功率补偿设计方案，需要合理调整补偿容量，以免在实际运行中出现无功倒送的情况。此外，还可合理应用有源滤波器，在该装置的支持下能够达到调节效率高、灵活性强等多重效果，运行期间无谐振现象，是补偿无功功率时较为可行的一种方式。

3.2新能源在建筑工程中的设计使用

在绿色节能发展理念倡导下，社会对绿色生产、绿色发展越来越重视，各类新型节能施工材料、可再生新能源不断被发现，建筑工程绿色节能设计可通过使用新型节能材料和利用可再生新能源的方式，达到建筑电气系统节能工作目的。如以低能耗的电气设备代替高能耗的电气设备工作，建筑工程中的热水器系统、照明系统可更换为太阳能，以典型的可再生资源代替电能使用消耗，达到节能目的。具体的新能源使用设计需要由专业的建筑工程电气系统设计人员，结合工程实际需求与建设要求进行确定，以便更准确地进行建筑工程电气系统节能工作。

3.3供配电设备

供配电系统的设计必须具有科学性，以保证系统能够维持稳定运行的状态，同时其操作也应当具有便捷性，兼顾用电设备、供电距离等方面的因素，从而采取科学的配置方案。结合经验，需以负荷中心为基准，将变配电相关装置布设于周边区域，此举的优势在于可缩短供电距离，节省线路，减少电力资源在传输途中的电能损耗。对于变压器的选择，需以建筑用电需求为基本依据，满足季节性变化的要求，提高居民建筑用电的合理性。此外，功率因数也应当成为重点考虑对象，理论上，在提高功率因数后有助于减少能耗量。电能的传输需以电缆或电线为基本载体，而线缆存在一定的电阻值，因此，电能传输途中存在线路损耗，此问题难以从根本上避免，但可以通过科学的措施有效提高回路中的有功功率，减少无功功率，从而达到降低能耗、保护线路等多重效果，结合既有设计及施工经验，皆在降低设备的无功功率，同时显著提高其功率因数等指标。线路的电流大小、线路的电阻值等均会影响线路的损耗情况，在电流不变的前提下，若要达到降低电耗的效果，则需要降低线缆的阻抗。进一步分析，线缆的材质、截面积均会对线缆的阻抗产生影响，对此，可选择小电阻型导线，例如，应用较为广泛的铜线就是可行的导线材料；而根据电阻与截面积的关系可知，可适当增加导线的截面积，以达到降低电阻的效果。供电距离也将决定电能损耗的高低，在线路设计时应尽可能采取走直线的方式，尽可能不倒送，以便缩短供电距离，目的在于降低线路上的电能损耗；若布设的变压器临近负荷中心，也能够缩短供电距离。电气节能设计工作中，若建筑物每层平面面积较大时，应在设备层分散设置多个变配电所，通过此方式缩短供电干线的长度；若为高层建筑，则需要注意对低压配电室位置的选择，应尽量临近电气竖井。

3.4节能灯具的安装

变压器作为电气工程的主要原件，变压器的质量和效率能够直接影响整个建筑物电力系统的效率。变压器首先需要保证整个建筑物的需求，其次考虑节能、环保、低损耗。选择变压器时要考虑变压器的容量，容量过低容易损坏甚至烧坏变压器；而高容量的变压器虽然能够满足建筑物的需求，但是会造成资源浪费。因此，如何选择适宜的变压器是减少变压器能耗的关键步骤。目前，常用的选择变压器依据是变压器的经济负荷率，而当负荷率能够维持在70%左右时是比较适合的变压器。此外，选择变压器时，还需要因地制宜。不同的环境和建筑物，选择变压器的方式也不同。当建筑物类型为大型时，如图书馆、体育馆时，通常采用节能的干式变压器；而当所处环境为电压波动较大的场所时，则应采用有载调压功能的变压器。

结束语

总之，电气工程节能核心是将合理节能技术应用于工程中，随着绿色建筑的推广，节能减排在电气设计阶段更加常见，建筑电气工程节能设计具有广阔研究空间。应用建筑内的节能产品丰富，如何合理安排成为电气设计阶段的重要课题。本文论述建筑电气工程节能设计的意义，分析国内外建筑节能技术发展现状，介绍建筑电气工程节能设计的应用。电气技能技术应不断进行技术创新，促进电气节能技术的发展。

参考文献：

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