程彬（大慶油田工程有限公司北京分公司）

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展和能源消耗的急劇增加，一般民用建筑總能耗中電氣能耗約占80%。民用建筑業(yè)的用電需求量直線上升，減少供配電系統(tǒng)的電氣能耗也越來(lái)越重視，建筑電氣設(shè)計(jì)的焦點(diǎn)是如何高效利用電能、降低損耗，將節(jié)能技術(shù)合理應(yīng)用。

1 系統(tǒng)分析

供配電系統(tǒng)的節(jié)能是電氣節(jié)能的一個(gè)重要途徑，該系統(tǒng)主要包括變壓器和供配電線路。在民用建筑施工圖供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，電能消耗指標(biāo)是最重要的組成部分。在滿足供配電設(shè)備使用功能的前提下，使供配電系統(tǒng)節(jié)能，就必須盡量減少供配電設(shè)備本身和系統(tǒng)的能源消耗，在對(duì)供配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)中，只考慮采用節(jié)能設(shè)備是不夠的，并盡量減少供配電系統(tǒng)中設(shè)備的能源消耗，認(rèn)真考慮整個(gè)供配電系統(tǒng)的合理性。所以，應(yīng)在經(jīng)濟(jì)合理、保護(hù)環(huán)境、系統(tǒng)低損耗的原則下設(shè)計(jì)有效方案。其中系統(tǒng)損耗是由變壓器損耗和線路損耗組成。按損耗的變化情況，還可以將系統(tǒng)損耗分為兩部分，即可變損耗和固定損耗?？勺儞p耗，也稱為銅損，是導(dǎo)體和變壓器在電流通過(guò)時(shí)所產(chǎn)生的損耗；固定損耗是指線路上電器介質(zhì)的損耗和變壓器的鐵損。據(jù)有關(guān)研究報(bào)道，在整個(gè)損耗中固定損耗僅占總損耗的10%～20%，固定損耗的大小不僅和電壓有關(guān)，還和頻率有關(guān)，只要在接通電源的情況下，固定損耗就會(huì)存在，降低固定損耗主要是要靠合理選用節(jié)能設(shè)備實(shí)現(xiàn)。

2 主要措施

目前民用建筑物的用電量都比較大，供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)從變壓器能耗和供配電線路能耗兩個(gè)方面進(jìn)行考慮，應(yīng)盡量使電路的高壓靠近負(fù)荷中心，這樣可以縮短線路的配電半徑，是一種有效的節(jié)能措施。

2.1 確定用電負(fù)荷

用電負(fù)荷是供配電設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和依據(jù)，在民用建筑物中可以根據(jù)用電負(fù)荷情況合理選擇變壓器臺(tái)數(shù)和容量，使變壓器的負(fù)載率達(dá)到0.7～0.85。用電負(fù)荷的合理確定，能提高變壓器的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到節(jié)約能源的目的，減少系統(tǒng)的固定損耗?？刹捎脝挝恢笜?biāo)法進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，根據(jù)負(fù)荷計(jì)算的結(jié)果來(lái)確定變壓器容量和所能容納的最多臺(tái)數(shù)，按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行原則靈活投切變壓器，各種民用建筑物的變壓器裝置和用電指標(biāo)[1]范圍，見(jiàn)表1。

表1 各類變壓器的用電和裝置指標(biāo)

在民用建筑供配電設(shè)計(jì)中，一般采用需用系數(shù)法在施工圖設(shè)計(jì)階段進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。各類建筑物都有各自的運(yùn)行方式和特點(diǎn)，民用建筑中用電設(shè)備有很多種，主要包括空調(diào)、電梯、照明、風(fēng)機(jī)、水泵等。在一般情況下，可以參照表2中的用電設(shè)備范圍[1]取值。

表2 用電設(shè)備組的需用系數(shù)及功率因數(shù)

2.2 正確選擇變壓器

通過(guò)負(fù)荷計(jì)算，確定變壓器容量，力求三相負(fù)荷平衡，要合理選擇變壓器的臺(tái)數(shù)和容量，同時(shí)綜合考慮變壓器的投資和年運(yùn)行費(fèi)用，確保系統(tǒng)安全和可靠。使用的變壓器必須是低損耗、節(jié)能型的，選用高導(dǎo)磁冷軋晶粒硅鋼片，使鐵芯的渦流損耗和漏磁損耗降到最低。在節(jié)電和降低運(yùn)行費(fèi)用兩個(gè)方面，有著非常顯著的效果。

2.3 降低線路的損耗

照明電源線路一般采用三相四線制進(jìn)行配電，在網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生功率損耗，盡量使三相照明的負(fù)荷對(duì)稱，提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，以縮短線路供電距離，減少電能損失。線路的參數(shù)和負(fù)荷值的大小密切相關(guān)，只有減少負(fù)荷值的大小，才能使電阻和電網(wǎng)功率的無(wú)用功率降到最低，需做到以下幾點(diǎn)：

1）使用電器具額定電壓達(dá)到最高，線損越小，配線方式不同，線損也不同。在供配電系統(tǒng)中，照明器要盡量采用高電壓等級(jí)。若線損減小，就會(huì)在一定程度上增加線路的投資。

2）在供配電系統(tǒng)中，合理確定變壓器、低壓配電室的位置，減小低壓線路的供電半徑?？筛鶕?jù)建筑物的面積大小設(shè)立變配電所的數(shù)量，盡量減少線的長(zhǎng)度。

3）要盡量使用低損耗鎮(zhèn)流器和功率因數(shù)較高的照明器具，以減少線路中能量的損失。

4）變壓器的設(shè)置、低壓配電室要盡量靠近負(fù)荷中心，以最大限度減少配電線路的長(zhǎng)度。

5）對(duì)于功率因數(shù)較低的用電負(fù)荷盡量就地進(jìn)行補(bǔ)償電容，以提高功率因數(shù)。

3 結(jié)論

民用建筑供配電節(jié)能設(shè)計(jì)的問(wèn)題，要根據(jù)實(shí)際情況制定出科學(xué)合理的解決方案，優(yōu)化選型的節(jié)能配電變壓器、優(yōu)化設(shè)計(jì)的供配電線路，采取集中和分散的電容器補(bǔ)償方式提高用電設(shè)備的功率因數(shù)，以提高供配電系統(tǒng)能源綜合利用率和效益。

[1]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司.全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施(電氣)[M].北京:中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院,2009.