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摘要:我国由于受建设技术水平、建设理念、投资资金等因素的影响,节能型建筑所占比例非常小,建筑节能潜力相当大。在建筑能耗系统中,建筑电气是一个耗电大户。因此建筑供配电系统是建筑最基本的、应用最广泛的系统,建筑供配电系统节能是建筑节能的任务之一。在保证供电质量的同时,如何做到建筑电气供配电系统的节能是当下重点要讨论的热题。
关键词:建筑电气;供配电系统;节能设计
1.建筑供配电设计的特点
1.1低压配电系统
低压配电系统设计作为供配电设计的重要环节,主要有混合式、树干式与放射式几种,实验设计中需根据供配电系统的运行环境合理选择。
1.2断路器
断路器有真空断路器、油断路器、气体绝缘断路器几种,随着组合式变电所的快速发展,在实际设计中需优先选择真空断路器或气体绝缘断路器。
1.3变压器
供配电系统中所应用的变压器有主要有油浸式、环氧树脂浇筑式与干式三种,由于油浸式变压器与环氧树脂浇注式变压器所具有噪音小、防火、防潮、易搬运等优点,值得优先选择。
1.4电力与照明
基于我国电力与照明电价的不同,在供配电系统设计时还需将电力与照明分开配电,又鉴于正常工作与事故情况下的不同要求,所以又将电力与照明配电系统分为正常与事故系统。因此,在实际设计中,需将电力与照明系统划分为正常电力、事故电力、正常照明、事故照明,根据其特点不同分开进行设计,以保证供配电设计的安全性与经济性。
2.建筑电气供配电系统节能设计应遵循的理念
2.1应该满足建筑对电能的基本需求
在对供配电系统进行设计时,要满足基本的电力供求,主要体现在保障照明工具可以满足基本的亮度和色温,空调系统可以给住户提供舒适的温度,电梯要保证人们的通行无阻。在一些设置了娱乐场所的建筑中,供配电系统的设计要保障娱乐设施的正常运转,保障展厅的灯光通明。
2.2要遵循经济理念
在对供配电系统进行设计时,一定要坚持经济性理念,提高电力设施的质量,减少对电力设施的维修,从而节省人力和物力。使用环保型的材料和能源,在较短的时间内实现节能减排,减少供配电系统运行的成本。
2.3要树立把握全局的理念
建筑的供配电系统在设计时要树立全局观念,站在更长远的角度去分析设计的利弊,充分考虑系统的经济性和技术性,通过精确的计算做好设计分析,采用先进的电气设施,采用新能源、新材料减少资源的浪费,实现资源的循环利用。
3.建筑电气供配电系统的节能设计要点
3.1科学合理计算优选供配电电压等级
在进行建筑电气供配电系统设计过程中,应根据建筑电气系统总用电量需求,科学合理的计算优选供配电电压等级。当建筑电气系统总用电量在250kW及以上或配电变压器所需容量在160kVA及以上时,设计过程中宜采用10(6)kV线路进行供电,以下则按照低压供电系统进行设计。对于单台大容量用电设备(如:给排水水泵、中央空调等)设备系统的供电电压优化节能选择时,宜根据建筑电气供电条件、电机起动控制方式、以及电机起停过程中对配电变压器的影响等因素来合理确定,通常以350kW作为高、低压供电的设计分界点。在进行低压供电系统设计过程中,尤其对于照明负荷而言,当线路电流在40A及以下时,宜采用220V单相进行供电,而当线路电流大于40A时,则宜采用380/220V的三相供电模式。
3.2提高功率因数
提高系统的功率因数能改善电压质量,减少无功在线路上的流动,提高用电设备的工作效率,从而达到节能的目的。
3.2.1提高自然功率因数
当自然功率因数提高时,补偿设备和投资都,这是最经济的提高功率因数的方法。对直流设备的供电和励磁,采用硅整流或晶闸管整流装置取代交流机组、汞弧松流器等直流电源设备。
3.2.2采用并联电容器进行无功补偿
电容器具有产生超前无功电流的功能,这是可以对滞后无功电流进行抵消,以此实现提高功率因数,减少系统无功电流的目的。在具体设计中,大多采用低压屏集中补偿和分散就地补偿相结合的方式。
3.3优选节能型变压器
配电变压器种类选择,对于整个高层楼宇建筑供配电系统的节能尤为重要。配电变压器运行过程中的空载损耗(铁损)主要发生在变压器铁心叠片内部,是由于交变的磁力线经内部铁心产生磁滞及涡流进而产生损耗。优选铁心材料可以有效降低变压器空载损耗,非晶合金铁心变压器是当前节能型变压器主要的铁心材料。另外,S11、S13、S15等型号的节能型配电变压器,其卷铁心结构改变常规S7、S9叠片式铁心结构,在很大程度上降低了磁阻,使配电变压器运行过程中的空载电流可以降低60%~80%,进而有效提高了变压器运行功率因数,减少了建筑供配电系统的线损,改善了建筑供配电系统的供电电能质量和供电可靠性,使变压器空载损耗降低20%~35%。
3.4合理布线避免迂回供电
在对变配电所的选址、线路布线、负荷位置进行设计的过程中,应考虑到建筑结构的合理性,对供电线路进行综合布线,尽量将变配电所设置在负荷中心,将低压配电室设置在靠近强电竖井部位,将大容量负荷设置在离电源点较近、易于供电的区域,以缩短线路的供电距离,降低线路运行损耗。低压线路其设计供电半径应控制在200m范围内,而当建筑物每层面积超过10000m2时,应结合建筑物结构平面图设置2个以上变配电台区,提高供电的可靠性,减少供电主干线的长度,降低线损。对于供电距离超过经济范围区时,应在满足额定载流量、动热稳定、电压偏差等基本条件的基础上,合理增大一级供电线路线缆的截面积,以降低线路损耗。
3.5照明灯的节能设计
在电气节能设计中,照明灯的节能设计不容合适。照明灯是常用的照明工具,给人们的生活带来了很大的方便,与此同时,也加大了电力能源的消耗。为了减少照明灯带来的电能损耗,需要学会正确使用照明灯,并对照明灯进行节能改造,使其在保证相关需求的前提下,减少能量的消耗。在照明灯的使用过程中,要充分的利用自然光,在不需要照明灯的情况下,要节约电能。在照明节能的设计过程中,要将照明与自然光结合起来,减少电能的照明情况。对于照明的设计,要根据场合需要进行分配,在室外一般采用高压钠灯,它不仅可以减少能源消耗,而且耐用性较高。
结束语:综上,对建筑电气供配电系统进行节能节能设计,能有效节约能源、降低损耗,推动我国电力事业的可持续发展,从而取得较大的社会效益与经济效益,因此供配电的节能设计引起广大设计人员的高度重视。因此,选择合理的供配电方案,采用先进技术,选用高效设备,实施电网的经济运行技术,可以收获巨大的经济效益,更好的实现了社会的可持续发展。
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