繆 劍

（廣西水利電力勘測設計研究院，廣西 南寧 530023）

我國雖然能源總量豐富，但人口眾多，人均能源擁有量少，且相對一些發(fā)達國家來說能源利用率較低。為了實現(xiàn)“資源節(jié)約型”的社會目標，各地大力推廣“節(jié)能省地”型建筑，特別是在如今水庫庫區(qū)移民安置點的新農(nóng)村電氣化建設工作中，更是提出實施“新農(nóng)村、新電力、新服務”的農(nóng)電發(fā)展戰(zhàn)略，做到既要節(jié)約能源，同時又不降低質量標準，在保證使用的前提下，提高能源的利用率和綜合效益。將從水庫庫區(qū)移民安置點建設中的電氣設計方面談一些節(jié)能措施。

1 合理的負荷計算

只有合理計算負荷，才能為選擇配電變壓器、導體提供可靠的依據(jù)，才能準確地計算電壓損失和功率損耗，準確地計算變壓器的負荷率，從而達到節(jié)能減耗的最終目的。

水庫庫區(qū)移民安置點的電氣設計，其負荷計算大部分都是在庫區(qū)實物調查已基本完成的情況下進行的，在掌握了庫區(qū)移民總人數(shù)及總戶數(shù)的前提下，可采用需要系數(shù)法進行計算。計算過程就不再贅述，值得一提的是，隨著現(xiàn)在農(nóng)民生活水平的提高，人均用電量也隨之提高，采用舊規(guī)范中相對較小的人均負荷數(shù)值計算出的結果，會造成計算安置點規(guī)劃區(qū)用電負荷總量偏小的問題，不但無法滿足現(xiàn)階段農(nóng)村居民用電的需求，更容易造成安置點規(guī)劃選擇變壓器容量偏小，出現(xiàn)在實際使用過程中變壓器負荷率偏大甚至過載的現(xiàn)象。適當提高人均用電負荷，可使計算出的安置點總負荷更趨于合理，為變壓器容量的選擇提供合理依據(jù)。

2 變壓器的選擇

變壓器的有功損耗按公式ΔP=PO+β2Pk計算，式中ΔP為變壓器的有功損耗(kW)，PO為變壓器的空載損耗(kW)，Pk為變壓器的短路損耗(kW)，β為變壓器的負載率。①PO是由鐵芯的渦流損耗及漏磁耗損組成，要想降低有功損耗，就應選用節(jié)能型變壓器。因為節(jié)能型變壓器具有良好的制作工藝，大多采用優(yōu)質冷軋取向的硅鋼片，由于其特殊取向，使硅鋼片的磁疇方向一致，降低了變壓器電阻，從而增大了通過電流。如油浸變壓器或干式變壓器。②通過降低Pk來降低有功損耗。在選擇變壓器時，應綜合考慮變壓器損耗和變壓器短路電流的平衡關系，選用短路阻抗合適的變壓器，如銅芯變壓器。③負載率為變壓器額定容量和變壓器運行中實際容量的比值。變壓器在運行中，外界負荷經(jīng)常變化，由微分法求極值可知，當負載率為50%～60%時，變壓器的損耗最小，效率最高。綜合初裝費及運行費用，變壓器的負載率取值為70%～85%時，是最為經(jīng)濟節(jié)能的。

3 照明節(jié)能設計

照明節(jié)能設計是電氣節(jié)能設計中最重要的組成部分。

3.1 充分利用自然光

自然光是綠色能源，我們應該加以利用，安置點宅基地設計時靠近室外部分的建筑面積，門窗尺寸應該盡量增加，門窗所用的玻璃透光率也應較好，以便讓更多的自然光照射到房間里面。

3.2 合理選用光源、燈具及附件

燈具的選擇根據(jù)懸掛高度而定，一般安置點照明設計分為室內、室外兩部分。在室外懸掛較高的場所，如道路、居民戶外活動場所等地方，應選用高桿路燈或3～5 m的高庭院燈；懸掛較低的場所，如室內照明，應采用熒光燈。在選擇光源時，應盡量減少白熾燈的數(shù)量，使用提供高效光源、照明器反射面的反射比較高的燈具。在采用熒光燈時，還應盡可能地采用電子鎮(zhèn)流器，以達到節(jié)能的目的。

3.3 智能照明控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)一根據(jù)不同時間及安置點室外空間自然光的狀況，智能開啟、關閉，調節(jié)照明光源?？刂乒δ苤饕蓵r間及亮度控制模塊來完成，所有模塊均集中設置于室外照明配電箱或燈具接線盒內，以時控、光控及現(xiàn)場手動控制3種不同的控制方式，有效實現(xiàn)對安置點的室外照明控制，達到節(jié)能的目的。有效的照明自動控制能節(jié)約很大一部分照明用電量，很大程度上減少了照明用電的浪費，通常能節(jié)約10%的照明用電量，減少了安置點公共照明用電費用上的支出。

4 減小線路損耗

由于配電線路有電阻，電流通過時就會產(chǎn)生功率損耗，其公式為:P=3I2R·10-3.式中P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。電網(wǎng)輸送電能時，在電網(wǎng)中就會產(chǎn)生功率損耗，功率損耗與線路長短、線組大小及電流量有關。降低電網(wǎng)中的線路損耗有以下途徑:①合理減小導線長度。②合理確定安置點變壓器的位置，盡量接近負荷中心，減少供電半徑。③選擇導線應該根據(jù)用途而定，安置點內架空干線一般用鋁，家用電線一般用銅。④導線截面的選擇，除了滿足載流量的要求，還應適量大一些，以滿足未來經(jīng)濟發(fā)展需要。

5 提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)

功率因數(shù)的大小，是隨負荷的性質和有功功率在視在功率中的比例決定的。要滿足移民安置點民用建筑的功能要求，傳輸?shù)碾娔芸偭烤蛻遣蛔兊模磦鬏斢泄β适枪潭ǖ?，那么要提高功率因?shù)，只能從其他方面著手。在供配電系統(tǒng)中，我們認識到某些用電設備會產(chǎn)生滯后的無功電流，它無形中增加了線路的功率損耗，這部分損耗可以通過以下方法降低：①注意提高設備自然功率因數(shù)。在民用建筑中，已采用的自然功率因數(shù)高的設備有補償電容器的電感性用電設備、單燈安裝電容器等，都可使自然功率因數(shù)提高0.185～0.195.②采用電容器就地補償方式，將無功電流限制在需要的范圍內，消除感抗引起的無功需求。就地補償方式有高壓電容補償、低壓電容補償、集中補償和單獨就地補償。

一般水庫移民安置點多采用在變電所高壓或低壓側集中補償?shù)姆椒ǎ岣吖┡潆娤到y(tǒng)的功率因數(shù)。

6 實際案例

6.1 大藤峽水利樞紐工程農(nóng)村移民典型安置點電力系統(tǒng)規(guī)劃可行性研究

表1 大藤峽水利樞紐工程農(nóng)村移民典型安置點內電力系統(tǒng)規(guī)劃設計匯總表

變壓器容量S11-125kVA（負荷率：85%）S11-800kVA（負荷率：83%） 原公變S11-315kVA（負荷率：76%）10kV高壓線路 LGJ-50 LGJ-50 LGJ-70高壓線路敷設方式 架空敷設架空敷設架空敷設低壓供電干線 BLV-50 BLV-35 BLV-70 BLV-70低壓干線敷設方式 架空敷設架空敷設架空敷設架空敷設干線敷設方式 架空敷設架空敷設架空敷設架空敷設三、屯內低壓線路支線敷設方式四、屯內照明入戶線光源桿高沿建筑外墻架設絕緣銅芯線截面≥10 mm2太陽能光伏發(fā)電庭院燈具3.5 m沿建筑外墻架設絕緣銅芯線截面≥10 mm2太陽能光伏發(fā)電庭院燈具3.5 m沿建筑外墻架設絕緣銅芯線截面≥10 mm2太陽能光伏發(fā)電庭院燈具3.5 m沿建筑外墻架設絕緣銅芯線截面≥10 mm2太陽能光伏發(fā)電庭院燈具3.5 m

6.2 靖西縣岜蒙水庫擴容工程農(nóng)村移民安置點電力系統(tǒng)規(guī)劃初步設計

表2 靖西縣岜蒙水庫擴容工程農(nóng)村移民典型安置點內電力系統(tǒng)規(guī)劃設計匯總表

低壓供電干線 BLV-50 BLV-50 BLV-50低壓干線敷設方式 架空敷設架空敷設架空敷設干線敷設方式 架空敷設架空敷設架空敷設架空敷設支線敷設方式三、屯內低壓線路光源入戶線四、屯內照明桿高沿建筑外墻架設絕緣銅芯線截面≥10 mm2太陽能光伏發(fā)電庭院燈具3.5 m沿建筑外墻架設絕緣銅芯線截面≥10 mm2太陽能光伏發(fā)電庭院燈具3.5 m BLV-50架空敷設沿建筑外墻架設絕緣銅芯線截面≥10 mm2太陽能光伏發(fā)電庭院燈具3.5 m沿建筑外墻架設絕緣銅芯線截面≥10 mm2太陽能光伏發(fā)電庭院燈具3.5 m

以上兩個工程實例，都是以700 W/人、公建50 W/m2的平均用電負荷作為基礎進行計算規(guī)劃總負荷；計算同時率按安置點內人數(shù)的多少在0.5～0.8內適當調節(jié)，一般人數(shù)越多，同時率越小，反之則越大；變壓器選擇S11系列低損耗節(jié)能變壓器，變壓器負荷率均控制在70%～85%之間，所有變壓器均在低壓側進行集中補償；變壓器布置在安置點的負荷中心，以減小線路損耗；所有低壓配電干線均沿建筑外墻架空架設，方便農(nóng)戶接入戶內用電，同時減少了線路損耗；室外照明均采用3.5 m高太陽能光伏發(fā)電庭院燈具，時控及光控模塊隨燈具配套安裝。

7 結束語

目前，在移民安置點的建筑電氣設計中，很多節(jié)能措施和節(jié)能產(chǎn)品已被應用。當然，隨著時代的變遷，未來還會出現(xiàn)更多先進的新技術和新產(chǎn)品，我們不但要勇于創(chuàng)新、大膽應用、精心研究，還要不斷尋求應用新技術的保證措施，結合現(xiàn)代化科學管理手段，確保其高效保質地應用于實踐，才能讓其在移民安置點的民用建筑電氣行業(yè)中大放光彩，才能真正實現(xiàn)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”的社會目標。