胥文星

(江西省化學(xué)工業(yè)設(shè)計院，江西 南昌 330002)

一、線路損耗節(jié)能

1.供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計，根據(jù)負荷容量、供電距離及分布，用電設(shè)備特點等因素合理設(shè)計供配電系統(tǒng)，做到系統(tǒng)盡量簡單可靠，操作方便。變配電所應(yīng)盡量靠近負荷中心，以縮短配電半徑減少線路損耗。合理選擇變壓器的容量和臺數(shù)，以適應(yīng)由于季節(jié)性造成的負荷變化時能夠靈活投切變壓器，實現(xiàn)經(jīng)濟運行減少由于輕載運行造成的不必要電能損耗。供電時盡量采用高壓供電，例如條件允許的話可以采用20KV供電來代替10KV供電;采用線路－變壓器組的形式將高壓電能直接輸送到各個負荷中心;對于大容量電動機采用高壓電動機來取代低壓電動機。

2.減少供配電線路損耗線損是供配電線路經(jīng)濟運行的重要指標(biāo)，由于配電線路有電阻，有電流通過時就會產(chǎn)生功率損耗，其公式為:ΔΡ=3I2R·10－3式中:ΔΡ為三相輸電線路的功率損耗(KW);I為線電流(A);R為線路相電阻(Ω)。其中“R”線路電阻在通過電流不變時，線路長度越長則電阻值越大。在具體工程中，線路上電流一般是不變的，那么要減少線損，只能盡量減少線路電阻。而線路的電阻R=ρL/S，即與導(dǎo)線電阻率ρ、導(dǎo)線長度L成正比，與導(dǎo)線截面S成反比。

要減少電阻值應(yīng)從以下幾個方面考慮:

(1)盡量選用電阻率ρ較小的導(dǎo)線:如銅芯導(dǎo)線較佳，鋁線次之。

(2)盡可能減少導(dǎo)線長度:在設(shè)計中線路應(yīng)盡量走直線少走彎路，另外在低壓配電中盡可能不走或少走回頭路。變電所應(yīng)盡可能地靠近負荷中心，以減少供電半徑。

(3)增大導(dǎo)線截面積:對于較長的線路，在滿足載流量，熱穩(wěn)定，保護配合及電壓降要求的前提下，在選定線截面時加大一級線截面。這樣增加的線路費用，由于節(jié)約能耗而減少了年運行費用，綜合考慮節(jié)能經(jīng)濟時還是合算的。

3.提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù):功率因數(shù)提高了可以減少線路無功功率的損耗，從而達到節(jié)能的目的。輸電線路損耗中既有傳輸有功功率引起的損耗、也有傳輸無功功率引起的損耗。傳輸有功功率是滿足供電要求所必需的，是不變的。而在供配電系統(tǒng)中存在大量的電感性電氣設(shè)備，會產(chǎn)生滯后的無功電流，它要從系統(tǒng)中經(jīng)過高低壓線路傳輸?shù)接秒娫O(shè)備末端，無形中增加了線路的功率損耗。為了降低這部分損耗，一要盡量減少用電設(shè)備的無功損耗，提高用電設(shè)備的功率因數(shù)。在設(shè)計中盡可能采用高功率因數(shù)的用電設(shè)備，電感性用電設(shè)備可選用有補償電容器的用電設(shè)備等;二用電容器進行集中無功補償，電容器可以產(chǎn)生超前的無功電流來抵消用電設(shè)備的滯后無功電流從而達到提高功率因數(shù)同時有減少整體無功電流。針對三相不平衡的場合，可以采用三相補償和單相補償相結(jié)合的自動補償方式，提高補償效率。

二、建筑電氣中變壓器的節(jié)能

建筑設(shè)計電氣節(jié)能首先要考慮的是配電系統(tǒng)選用的電氣產(chǎn)品必須是節(jié)能型，我國配電系統(tǒng)中變壓器數(shù)量高達幾百萬臺以上，在電力系統(tǒng)中配電變壓器的損耗占輸配電系統(tǒng)損耗的三分之一，占配電系統(tǒng)損耗的一半以上。因而節(jié)約配變的能耗，成為了最為重要與緊迫的任務(wù)。針對變壓器損耗大的問題，在此結(jié)合民用建筑設(shè)計的特點闡釋配電變壓器的節(jié)能措施。變壓器節(jié)能的實質(zhì)就是降低其損耗、提高其運行效率，具體有以下幾項措施:

(1)變壓器降耗改造。變壓器數(shù)量多、容量大，總損耗不容忽視。因此降低變壓器損耗是勢在必行的節(jié)能措施。若采用非晶合金鐵芯變壓器，具有低噪音、低損耗等特點，其空載損耗僅為常規(guī)產(chǎn)品的五分之一，且全密封免維護，運行費用極低。選用節(jié)能型變壓器，更換或改造高能耗的變壓器。新建或改建工程應(yīng)選用SL7、S9、SC(B)9、SGB10及 SGB11－R 等型號的節(jié)能型變壓器。與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，SL7無勵磁調(diào)壓變壓器，10kV系列的空載損失和短路損失分別降低41.5%和13.9%;S9系列變壓器與SL7系列變壓器相比，其空載損失和短路損失又分別降低5.9%和23.3% 。SGB11－R系列卷鐵心干式變壓器比SC(B)9系列變壓器空載損耗降低40%，空載電流降低70% ～85%;比SGB10系列變壓器空載損耗降低24%，負載損耗降低11.7%。S11系統(tǒng)是目前推廣應(yīng)用的低損耗變壓器，空載損耗較S9系列低75%左右，其負載損耗與S9系列變壓器相等。因此，應(yīng)在輸配電項目建設(shè)環(huán)節(jié)中推廣使用低損耗變壓器。

(2)變壓器經(jīng)濟運行。變壓器經(jīng)濟運行指在傳輸電量相同的條件下，通過擇優(yōu)選取最佳運行方式和調(diào)整負載，使變壓器電能損失最低。變壓器經(jīng)濟運行無需投資，只要加強供、用電科學(xué)管理，即可達到節(jié)電和提高功率因數(shù)的目的。每臺變壓器都存在有功功率的空載損失和短路損失，無功功率的空載消耗和額定負載消耗。變壓器的容量、電壓等級、鐵芯材質(zhì)不同，故上述參數(shù)各不相同。因此變壓器經(jīng)濟運行就是選擇參數(shù)好的變壓器和最佳組合參數(shù)的變壓器運行。

選擇變壓器的參數(shù)和優(yōu)化變壓器運行方式可以從分析變壓器有功功率損失和損失率的負載特性入手。

(3)加強運行管理，實現(xiàn)變壓器的經(jīng)濟運行。在符合變化的情況下，使其超出經(jīng)濟運行范圍，因此要及時投入或切除部分變壓器，以防止變壓器輕載或空載運行。對長期輕載的變壓器，必要時應(yīng)按實際負荷更換小容量變壓器，以實現(xiàn)變壓器節(jié)能的目的。

三、照明節(jié)能

(1)照明控制是十分重要的節(jié)能措施，美國標(biāo)準對此有很詳細的規(guī)定。目前，我國還未普遍采用控制系統(tǒng)，因此，本文對室內(nèi)照明提出幾種控制方式:對走廊等公共區(qū)域考慮到白天自然光較強或深夜人員很少時，能方便地手動或自動方式關(guān)閉一部分或大部分照明燈，另外也為了充分利用自然光，將采光充足和不充足的地區(qū)分開控制，以利節(jié)電。對于旅館建筑中的客房，為的是保證旅客離開房間后能自動切斷電源，以達到節(jié)電的目的。對于大開間的房間及場所，控制燈列與窗平行，這樣可以充分利用自然光，尤其是在采用了光敏傳感器，分組自動控制時，則實現(xiàn)按日光的變化自動調(diào)節(jié)燈光強度。對于電化教室、會議廳等大空間場所，按靠近或遠離講臺進行分組是為了在使用投影儀等類設(shè)備時，便于關(guān)閉講臺和鄰近區(qū)段的燈光。對于體育館、大型宴會廳等公共場所，應(yīng)集中控制，便于管理。在插座面板上設(shè)置翹板開關(guān)控制，當(dāng)用電設(shè)備不使用時，可方便切斷插座電源，消除設(shè)備空載損耗，達到節(jié)電的目的。

(2)有效控制單位面積燈具安裝功率。按照照明設(shè)計規(guī)范的視覺要求、照度標(biāo)準、照明功率密度等，在滿足照明質(zhì)量的前提下，一般房間及公共場所應(yīng)優(yōu)先采用緊湊型熒光燈及高效發(fā)光的熒光燈，體育館場及廠房的室外照明等一般照明宜采用金屬鹵化物燈、高壓鈉燈等高效氣體放電光源。

(3)在選取照明燈具方面，高效氣體放電燈建議采用金鹵燈和高壓鈉燈，不宜采用熒光高壓汞燈，不應(yīng)采用自鎮(zhèn)流熒光汞燈。當(dāng)采用高壓鈉燈和金鹵燈，宜配用節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器，以降低功耗并消除頻閃現(xiàn)象。緊湊型熒光燈(使用三基色粉)和小功率金鹵燈是代替白熾燈的理想光源。只有在需要調(diào)光、創(chuàng)造居室氣氛以及水下照明、彩色光等特殊情況下，才能使用白熾燈。

四、動力設(shè)備節(jié)能

首先是要提高電動機的工作效率，最大化降低其內(nèi)部損耗，其次是要改進調(diào)速頻率、改善動力傳動方式，以減少不必要的耗電量，還要合理的將交流調(diào)速器技術(shù)(比如變頻器調(diào)速)運用到調(diào)速設(shè)備。

五、暖通節(jié)能

建筑能耗及建筑使用能耗，包括采暖、空調(diào)、熱水供應(yīng)、炊事、家用電器等方面的能耗。其中，以建筑采暖和空調(diào)能耗為主，占建筑總能耗的50% ～70% 。隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，我國建筑能耗日益增長。1999年我國建筑能耗占社會總能耗的比例已達到20% ～25% 。而在西方國家，建筑一般占全國總能耗的30%～40% 。

節(jié)能的最高境界，不使用能源。這里有兩層意思，其一，能不使用能源的就不使用能源，其二充分利用自然環(huán)境(如合理利用外界氣流、雨水、湖泊和綠化、地形、陽光等)。

那我們從外到里來分析當(dāng)前的節(jié)能。

首先，對于一個單一建筑物，就會需要一個框架圍護結(jié)構(gòu)。在這個環(huán)節(jié)，設(shè)計的圍護結(jié)構(gòu)能夠影響到空調(diào)和照明。

圍護結(jié)構(gòu)的材料。屋頂、墻、地基是否有用了比較好的隔熱材料、密封材料，屋面、外墻采用了聚苯保溫板、保溫較好的水泥砂漿，門和窗是否采用了較好遮陽和隔熱設(shè)施。

建筑物的朝向。合理的朝向，如坐北朝南，坐西朝東等。

窗戶的大小、位置，門窗、天窗和幕墻 ，合理的窗簾布置。更為科學(xué)的是窗的開啟技術(shù)。丹麥一棟建筑物，屋頂設(shè)置為玻璃窗，可以按照設(shè)計開啟關(guān)閉，即可以節(jié)省白天照明用電，還可以有效的通風(fēng)，該設(shè)計根據(jù)天氣預(yù)報和實際天氣自動完成開啟角度等。

自然通風(fēng)。合理的自然通風(fēng)是空氣品質(zhì)的重要保障，少開空調(diào)，多開窗，良好的通風(fēng)是健康的保證。

建筑物的形狀。由于現(xiàn)代建筑的土地成本居高不下的情況下，高樓大廈層出不窮，而這些高樓大廈的結(jié)構(gòu)決定了空氣流通、光線、等一系列問題。

對于一個建筑物，這些東西主要在設(shè)計之后就定下來了，我們能對其改進的地方不多。

一些新的材料新技術(shù)的應(yīng)用。提高圍護結(jié)構(gòu)各組成部件的熱工性能，一般通過改變其組成材料的熱工性能實行，如歐盟新研制的熱二極管墻體(低費用的薄片熱二極管只允許單方向的傳熱，可以產(chǎn)生隔熱效果)和熱工性能隨季節(jié)動態(tài)變化的玻璃。

然后，就是對建筑物的內(nèi)部系統(tǒng)。

選擇了合適的中央空調(diào)形式。水地源熱泵、熱回收。多臺小型的機組組合還是采用高效率的大型的機組。

整個中央空調(diào)系統(tǒng)是否精確，在設(shè)計之初和選型時機組匹配是保守還是非常合適，空調(diào)末端的選型、平衡水力采用的方式。

清洗系統(tǒng)。對水系統(tǒng)的污垢的清洗、冷卻塔的清洗、風(fēng)管道的清洗、制冷系統(tǒng)的水分、雜質(zhì)清洗、風(fēng)冷機組的翅片清洗、末端風(fēng)口的清洗等等。

變頻技術(shù)的應(yīng)用。中央空調(diào)使用的領(lǐng)域非常廣泛。常規(guī)中央空調(diào)系統(tǒng)是按照最大冷熱負荷進行選型設(shè)計。而全年最熱及最冷的天氣只有幾天，因而中央空調(diào)大多數(shù)時間是在低于機組額定負荷即部分負荷狀態(tài)下運行，造成了電能極大的浪費，隨著科技的發(fā)展，變頻器已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，其價格便宜，技術(shù)成熟，特別是對風(fēng)機、水泵的節(jié)能改造目前已在工業(yè)領(lǐng)域中廣泛推廣，其節(jié)能空間非常巨大。

六、結(jié)語

建筑電氣是建筑的重要組成部分，電氣節(jié)能是建筑節(jié)能中不可忽略的重要組成部分，加強建筑電氣中的節(jié)能設(shè)計、大力推廣節(jié)能措施，對于我國建立社會主義現(xiàn)代化綠色環(huán)保國家具有重要的意義，也能促進我國國民經(jīng)濟的持續(xù)健康快速發(fā)展，為我國社會的發(fā)展和進步保駕護航。

［1］全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施［2009］.北京，中國計劃出版社.

［2］孫蓓云，現(xiàn)代綜合性大廈電氣設(shè)計中的輸電線路節(jié)能方法［期刊論文］低壓電器，2007.

［3］張菁，劉瑾，建筑電氣設(shè)計中的變壓器節(jié)能分析，上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報，2007.

［4］張蕾，淺談建筑電氣節(jié)能技術(shù)［J］，江蘇南京，科技風(fēng)，2010.

［5］胡龍才，現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計節(jié)能方法探討［期刊論文］，科技資訊2008.

［6］韓風(fēng).建筑電氣設(shè)計手冊［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1991.

［7］建筑照明設(shè)計標(biāo)準［GB50034－2004］.中國建筑科學(xué)研究院.

［8］民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范［JGJ 16－2008］.北京，中國建筑工業(yè)出版社.