楊正祥

摘要：伴隨著人類科技水平的不斷發(fā)展，世界范圍內(nèi)的各類能源的利用率也在不斷的增加，據(jù)相關(guān)調(diào)查報告顯示，當(dāng)前各個國家基本上都存在不同程度的能源緊缺。在我國不斷發(fā)展進(jìn)步的過程中，同樣需要采取有效的措施節(jié)約能源的使用。對于我國而言，消耗能源極為重要的一個行業(yè)即為建筑行業(yè)，因此，本篇文章主要分析了建筑電氣設(shè)計(jì)中采用變壓器節(jié)能的有效性，希望可以提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：建筑工程;電氣設(shè)計(jì);變壓器;節(jié)能

建筑行業(yè)是我國多個傳統(tǒng)行業(yè)之一，雖然建筑行業(yè)的發(fā)展推動了我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的發(fā)展與社會的進(jìn)步，但是，同樣不可否認(rèn)的是建筑行業(yè)也是能源消耗巨大的行業(yè)之一[1]。變壓器屬于建筑行業(yè)中電氣設(shè)計(jì)中不可缺少的組成部分，同時也是電氣設(shè)計(jì)中造成能源消耗的主要部分之一。有相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，建筑電氣設(shè)計(jì)中變壓器造成的能源損耗最高可達(dá)到50%以上[2]。由此可見，在建筑電氣設(shè)計(jì)當(dāng)中通過進(jìn)一部優(yōu)化變壓器的使用情況，可以起到很好的節(jié)能減排的作用。

1變壓器的概述

變壓器是變配電的運(yùn)行過程中，必不可少的組成部分。簡單來講，就是在交流電路當(dāng)中，起到調(diào)節(jié)電壓高低的作用[3]。變壓器的主要工作原理是通過電磁感應(yīng)來改變交流電中的電壓。目前，建筑電氣設(shè)計(jì)中主要將變壓器用于電壓轉(zhuǎn)換、阻抗變換以及電流變換等等。按照變壓器的用途也可以將變壓器氛圍特殊變壓器和電力變壓器兩種類型。

2建筑工程電氣設(shè)計(jì)中變壓器節(jié)能設(shè)計(jì)的概述

變壓器是建筑電氣設(shè)計(jì)中不可或缺的組成部分，變壓器節(jié)能設(shè)計(jì)也要在保證建筑電氣系統(tǒng)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)一步降低變壓器所導(dǎo)致的能源損耗。動態(tài)以及靜態(tài)均為變壓器的能效，與變壓器有關(guān)的設(shè)備即被稱之為靜態(tài)，降低靜態(tài)能效所帶來的能源損耗，可以通過優(yōu)化相關(guān)制作材料，使用先進(jìn)的技術(shù)等方式[4];在變壓器工作運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，受到不同因素影響所導(dǎo)致的能源損耗即被稱之為動態(tài)的能效。動態(tài)能效所造成的能源損耗也是變壓器所致能源損耗的主要原因。目前，大容量的變壓器依然是我國絕大多數(shù)建筑電氣設(shè)計(jì)中最為常用的，再加之10KV的電壓等級，導(dǎo)致建筑工程電氣設(shè)計(jì)中變壓器運(yùn)轉(zhuǎn)所造成的能源損耗非常巨大?？梢?，通過減少變壓器所致的能源損耗，對推動我國節(jié)能減排，可持續(xù)發(fā)展，有著極為重要的意義。

3建筑電氣設(shè)計(jì)中變壓器的設(shè)計(jì)

3.1 合理選擇變壓器

在建筑工程電氣設(shè)計(jì)當(dāng)中，可通過該項(xiàng)目工程的實(shí)際用電情況，合理的選擇變壓器，在保證變壓器輸出功能穩(wěn)定的情況下，響應(yīng)國家號召，選擇節(jié)能型變壓器。我國現(xiàn)在使用的變壓器標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，S13型變壓器及以上型號的變壓器均為節(jié)能型，此類產(chǎn)品的能效等級、限定值等一系列參數(shù)，均符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)[5]。目前，市場上的非晶合金型變壓器在實(shí)際應(yīng)用過程中造成的能源損耗非常低，是節(jié)能變壓器中的理想選擇之一，相關(guān)研究結(jié)果顯示，非晶合金型變壓器能源損耗比傳統(tǒng)變壓器低60%至80%左右，因此在變壓器的選擇上，可以在滿足建筑工程電氣設(shè)計(jì)實(shí)際需求的基礎(chǔ)上優(yōu)先考慮節(jié)能型，以此達(dá)到節(jié)能減排的最終目的。

3.2 合理選擇變壓器容量

在建筑工程電氣設(shè)計(jì)中，在保證整個建筑工程電氣系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下，可以采用確定電氣等級的方式，對整個建筑工程電氣系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)進(jìn)行合理的規(guī)劃，并計(jì)算本次建筑工程電氣系統(tǒng)需要的變壓器容量以及變壓器臺數(shù)，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能減排的最終目的。例如，通過嚴(yán)密計(jì)算發(fā)展建筑工程電氣系統(tǒng)負(fù)荷為三級時，變壓器的配備數(shù)量為一臺最為合理。當(dāng)建筑工程電氣系統(tǒng)的負(fù)荷增加時，需要對變壓器的使用數(shù)量進(jìn)行調(diào)整，需要注意的是，為實(shí)現(xiàn)減少能源損耗的目的，需要設(shè)計(jì)人員重點(diǎn)進(jìn)行變壓器的合理化分配。

3.3 對變壓器的運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化

變壓器能否正常運(yùn)行、安全運(yùn)行的重要條件之一就是變壓器的運(yùn)行方式。在建筑工程電氣設(shè)計(jì)當(dāng)中設(shè)計(jì)人員可通過對變壓器的運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化，來減少變壓器容量過大所大致的峰故波動進(jìn)而造成的能源損耗。

3.4 抑制變壓器和諧波設(shè)計(jì)

諧波是影響建筑工程電氣系統(tǒng)中變壓器損耗的關(guān)鍵問題之一，由此可見，抑制諧波即可以達(dá)到降低變壓器能源損耗的目的。目前，建筑工程電氣設(shè)計(jì)中主要應(yīng)用被動、受端治理兩種方法來進(jìn)行諧波的抑制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)減少變壓器造成的能源損耗的目的。在現(xiàn)代工程系統(tǒng)中，能源供應(yīng)是通過被動或有限的控制來控制變壓器供電的諧波。例如，對于具有更強(qiáng)諧波影響的變壓器，可以使用控制終端的方法。在適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)過程中，對諧波抑制的理性和科學(xué)方法必須著重于諧波，因此變壓器必須承受更高的溫度或處理相關(guān)問題的措施，并注意設(shè)計(jì)師使用濾波器流來防止變壓器丟失。

3.5 合理的控制變壓器的功率

變壓器功率因素是導(dǎo)致變壓器損耗的重要因素之一，正因?yàn)槿绱?，合理的控制變壓器的功率，即可以?shí)現(xiàn)建筑工程電氣設(shè)計(jì)中變壓器節(jié)能的設(shè)計(jì)目的。控制變壓器功率，減少變壓器能源損耗首選應(yīng)提高變壓器自然功率，可通過建筑工程的實(shí)際情況合理的選擇變壓器的設(shè)備類型，從而起到提升自然功率的目的，進(jìn)一步改善變壓器節(jié)能的效果。除此以外，還可以通過設(shè)置無功補(bǔ)償設(shè)備，來進(jìn)一步提升變壓器的節(jié)能效果。目前，建筑工程中應(yīng)用比較廣泛的無功補(bǔ)償方式有三種，即就地補(bǔ)償、分散補(bǔ)償、集中補(bǔ)償。

4采用多臺配電變壓器聯(lián)合運(yùn)動節(jié)能

配電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)模和容量逐漸增大，系統(tǒng)負(fù)荷容量變化較快，在不同運(yùn)行方式下?lián)p耗有很大的差異，最優(yōu)運(yùn)行工況點(diǎn)和調(diào)度方式跟著其變化而變化，因此達(dá)到節(jié)能降耗的目的。配電變壓器在工作中，其產(chǎn)生的空載損耗和負(fù)載損耗同時組成變壓器運(yùn)行的有功損耗，會跟著負(fù)載變化從而發(fā)生非線性變化，其中：空載損耗是特定的一個系數(shù)，它不會跟著變壓器負(fù)載率變化而產(chǎn)生變化，負(fù)載損耗是一個跟著負(fù)載波動的變化值，其和變壓器負(fù)載電流的平方是正比例關(guān)系，在多臺變壓器一期工作過程中總會有一個最低點(diǎn)是負(fù)載系數(shù)的最低點(diǎn)，也就是配電變壓器一起工作的綜合功率經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)的最低點(diǎn)。要結(jié)合配電系統(tǒng)真實(shí)實(shí)際情況，合理計(jì)算出變壓器的最佳負(fù)荷工作工況點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)負(fù)荷區(qū)，采用多臺配電變壓器一期經(jīng)濟(jì)調(diào)度工作，根據(jù)負(fù)載從小到大的工作特性，計(jì)算出各負(fù)載區(qū)域的最佳變壓器工作搭配臺數(shù)和調(diào)控工作方式，合理依據(jù)綜合功率負(fù)載關(guān)系來確定多臺配電電壓器一起工作的最優(yōu)經(jīng)濟(jì)工作區(qū)域，防止出現(xiàn)“大馬拉小車”等稱為非經(jīng)濟(jì)工作工況，高效提升配電變壓器的供電安全的可靠性和節(jié)能經(jīng)濟(jì)性。

結(jié)束語

在建筑電氣工程中，變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)是非常重要的，選擇節(jié)能型變壓器、合理的選擇變壓器的容量及數(shù)量，即可以為建筑物及用戶的用電安全提供保障，而且更符合我國節(jié)能減排的發(fā)展需求，建筑行業(yè)想要有更好的發(fā)展，即需要從多方面下手進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，變壓器設(shè)計(jì)也是其中之一。

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