摘要：從建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)入手，充分利用資源，合理設(shè)計(jì)，盡量采用節(jié)能產(chǎn)品，并提出了在供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題。結(jié)果表明，對(duì)空載率大于50％的電動(dòng)機(jī)和電焊機(jī)可安裝空載斷電裝置；用靜電電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，可采用高、低壓電容器、分散與集中、固定與自動(dòng)等三種補(bǔ)償相結(jié)合方式，提高功率因數(shù)，減少電能損耗。
　　關(guān)鍵詞：建筑，電氣設(shè)計(jì)，節(jié)能措施
　　一、節(jié)能設(shè)計(jì)
　�。�1）合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)。根據(jù)負(fù)荷容量、供電距離及分布、用電設(shè)備特點(diǎn)等因素，合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)，做到系統(tǒng)盡量簡(jiǎn)單可靠，操作方便。變配電所應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心，以縮短配電半徑，減少線路損耗。
　　（2）合理選擇變壓器的容量。根據(jù)負(fù)荷情況合理選擇變壓器的容量和臺(tái)數(shù)，以適應(yīng)由于季節(jié)性造成的負(fù)荷變化時(shí)，能夠靈活投切變壓器，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，減少由于輕載運(yùn)行造成的不必要的電能損失。若有較大的季節(jié)性負(fù)荷如空調(diào)用電，可單獨(dú)設(shè)立變壓器；當(dāng)備用電源容量受到限制時(shí)，應(yīng)將重要負(fù)荷及維持正常工作必需的負(fù)荷集中在一臺(tái)或幾臺(tái)變壓器中，其他不重要負(fù)荷另設(shè)變壓器，以便使用備用電源時(shí)切除方便；對(duì)分期投產(chǎn)企業(yè)的規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，宜采用多臺(tái)變壓器方案。
　�。�3）合理選擇導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面。按電纜的經(jīng)濟(jì)載流量(經(jīng)濟(jì)電流密度)合理選擇導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面，減少線路損耗，并使得電纜在壽命周期內(nèi)總費(fèi)用最低�？傎M(fèi)用包括電纜的初始費(fèi)用(含電纜成本和安裝費(fèi)用)和電纜運(yùn)行中的電能損耗費(fèi)用兩部分。傳統(tǒng)上電力電纜的選擇，設(shè)計(jì)人員往往是按溫升即發(fā)熱載流量、短路電流或電壓來(lái)選擇的，往往認(rèn)為在滿足安全的條件下，截面選得越小越節(jié)約，這是設(shè)計(jì)中的一個(gè)誤區(qū)，這樣會(huì)造成電能損耗費(fèi)用增大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于初始投資的節(jié)約，增大了運(yùn)行成本。在技術(shù)上，按經(jīng)濟(jì)載流量來(lái)選擇經(jīng)濟(jì)截面要進(jìn)行發(fā)熱載流量的校驗(yàn)，但大多數(shù)情況下，經(jīng)濟(jì)截面比發(fā)熱截面大，這使得電纜運(yùn)行更加安全，消除了許多安全隱患，建議采用經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選擇電纜的經(jīng)濟(jì)截面。另外，減少線路損耗，應(yīng)盡量選用電阻率較小的導(dǎo)線，盡可能減少導(dǎo)線長(zhǎng)度。在設(shè)計(jì)中線路應(yīng)盡量短，變電所應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心，以減少供電距離。
　�。�4）提高功率因數(shù)，減少電能損耗。提高功率因數(shù)可以減少線路損耗。如果輸電線路導(dǎo)線每相電阻為R()，則三相輸出線路的功率損耗為：
　　P1=3I2R×10-3
　　式中：P1—三相輸電線路的功率損耗(kw)；U—相電壓(V)；I—相電流(A)，I=P/(cos)；P—電力線路輸送的有功功率(kW)；COS—電力線路輸送負(fù)荷的功率因數(shù)。
　　公式表明，功率因數(shù)提高了，可以減少線路的損耗，從而達(dá)到節(jié)能的目的。輸電線路的損耗P1包括了線路的傳輸有功功率時(shí)而引起的線損和線路傳輸無(wú)功功率時(shí)引起的線損。傳輸有功功率是為了滿足建筑物所必需的，是不變的，而線路的無(wú)功損耗是可以減少甚至避免的。
　　二、節(jié)能措施
　�。�1）減少供用電設(shè)備的無(wú)功損耗，提高供用電設(shè)備的功率因數(shù)。對(duì)空載率大于50％的電動(dòng)機(jī)和電焊機(jī)可安裝空載斷電裝置對(duì)大中型連續(xù)運(yùn)行的膠帶運(yùn)輸機(jī)，可采用空載自�？刂蒲b置；條件允許時(shí)，用同等容量的同步電動(dòng)機(jī)代替異步電動(dòng)機(jī)。
　�。�2）用靜電電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。在工程設(shè)計(jì)中，可采用高、低壓電容器補(bǔ)償相結(jié)合，分散與集中補(bǔ)償相結(jié)合，固定與自動(dòng)補(bǔ)償相結(jié)合等方式。
　　三、變壓器節(jié)能設(shè)計(jì)
　　變壓器損耗包括有功功率損耗和無(wú)功功率損耗兩部分。變壓器有功功率損耗可用下式計(jì)算
　　P2=P0+2PK
　　式中：P2—變壓器有功功率損耗(kW)；P0—變壓器空載損耗(kW)；PK—變壓器短路損耗(kW)；—變壓器負(fù)載率(％)。
　　P0作為變壓器空載損耗又稱鐵損，它是由鐵心渦流損耗及漏磁損耗組成，其值與鐵心材料及制造工藝有關(guān)，與負(fù)荷大小無(wú)關(guān)，因此在選用變壓器時(shí)應(yīng)選用節(jié)能型變壓器，如S10系列，它們選用高導(dǎo)磁硅鋼片，采用先進(jìn)的硅鋼片剪切工藝，改進(jìn)鐵心疊片方式，最大限度地減少了鐵心的渦流損耗和漏磁損耗。Pk是變壓器額定負(fù)載傳輸?shù)膿p耗，又稱變壓器的線損，它取決于變壓器繞組的電阻及流過(guò)繞組電流的大小，并與負(fù)載率平方成正比，因此選擇變壓器時(shí)應(yīng)選用阻值較小的繞組，如銅心變壓器。一般，在50％～60％時(shí)，變壓器效率最高。在設(shè)計(jì)中，要正確選擇變壓器的負(fù)載率，以便合理選擇變壓器容量。
　　四、照明的節(jié)能設(shè)計(jì)
　　照明的節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)是在保證不降低作業(yè)面視覺(jué)要求，不降低照明質(zhì)量的前提下，力求最大限度地減少照明系統(tǒng)中光能的損失，從而最大限度地利用光能。
　　4.1減少點(diǎn)燈時(shí)間
　�。�1）加強(qiáng)管理工作，工作場(chǎng)所無(wú)人工作時(shí)，應(yīng)及時(shí)關(guān)燈。
　�。�2）增設(shè)照明燈的開(kāi)關(guān)數(shù)量，以便管理和有效節(jié)能。
　　（3）對(duì)大型工作場(chǎng)所，應(yīng)采取分區(qū)控制方式。
　�。�4）當(dāng)條件允許時(shí)，應(yīng)盡量采用調(diào)光開(kāi)關(guān)、定時(shí)開(kāi)關(guān)以及節(jié)電開(kāi)關(guān)等控制電氣照明。
　�。�5）室外照明最好采用光電控制、時(shí)間控制或智能控制，選用室外照明系統(tǒng)節(jié)能控制器，以利于節(jié)能。
　　4.2采用高效光源
　　（1）燈具懸掛比較高的場(chǎng)所如高大車間、廠房、體育場(chǎng)館和露天工作場(chǎng)所等的一般照明應(yīng)采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源。對(duì)一般場(chǎng)所應(yīng)采用高效發(fā)光的熒光燈及緊湊型熒光燈。
　　（2）合理選用優(yōu)質(zhì)高效的鎮(zhèn)流器。優(yōu)質(zhì)高效鎮(zhèn)流器包括節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器。在設(shè)計(jì)中，氣體放電燈應(yīng)采用節(jié)能型鎮(zhèn)流器并采用單燈就地補(bǔ)償措施，單燈功率因數(shù)不應(yīng)小于0.85；在連續(xù)作緊張的視覺(jué)作業(yè)場(chǎng)所和視覺(jué)條件要求高的場(chǎng)所(如設(shè)計(jì)、制圖、打字等)，在要求特別安靜的場(chǎng)所(如病房、診所等)及青少年視看場(chǎng)所(如教室、閱覽室等)應(yīng)采用電子鎮(zhèn)流器；在需要調(diào)光的場(chǎng)所可以采用三基色熒光燈配可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器，取代白熾燈或鹵素?zé)�，能大大�?jié)約電能。另外公共場(chǎng)所內(nèi)的熒光燈宜選用帶無(wú)功補(bǔ)償?shù)臒艟撸瑔螣艄β室驍?shù)不應(yīng)小于0.9。
　　4.3采用高效燈具
　　在滿足眩光限制的條件下，應(yīng)優(yōu)先選用燈具效率高的燈具及開(kāi)啟式直接照明燈具，一般室內(nèi)燈具效率不宜低于70％，并且要求燈具的反射罩具有較高的反射比。一般裝有遮光格柵的燈具，其效率不宜低于50％。
　　4.4選用合理的照明方案
　�。�1）條件允許時(shí)，在有空調(diào)設(shè)施的房間應(yīng)采用照明空調(diào)組合系統(tǒng)。
　�。�2）設(shè)置一般照明和混合照明。
　　（3）在需要有高強(qiáng)度或有改善光色要求的場(chǎng)所，宜采用兩種以上光源組成的混光照明。
　　五、電動(dòng)機(jī)的節(jié)能設(shè)計(jì)
　　交流電動(dòng)機(jī)的節(jié)能主要通過(guò)控制其端電壓、轉(zhuǎn)距、轉(zhuǎn)速、功率因數(shù)及傳動(dòng)效率等節(jié)能，直流電動(dòng)機(jī)通過(guò)控制其輸出轉(zhuǎn)距、電壓及速度節(jié)能。
　�。�1）應(yīng)選用高效率的電動(dòng)機(jī)。
　�。�2）對(duì)經(jīng)常處于輕負(fù)荷(<0.3)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)將三角形繞組的接法改為星形接法，可以達(dá)到良好的節(jié)電效果。
　　（3）根據(jù)負(fù)載情況對(duì)電動(dòng)機(jī)采用無(wú)功功率補(bǔ)償，對(duì)距供電點(diǎn)較遠(yuǎn)的大中容量連續(xù)運(yùn)行工作制的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)采用電動(dòng)機(jī)的無(wú)功功率就地補(bǔ)償裝置。
　　（4）根據(jù)負(fù)荷變化情況采用變頻調(diào)速控制電動(dòng)機(jī)，使其在負(fù)載率變化時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，使得與負(fù)載變化相適應(yīng)，以提高電動(dòng)機(jī)輕載時(shí)的效率，從而達(dá)到節(jié)能的目的。
　　六、結(jié)束語(yǔ)
　　提高電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)是減少電動(dòng)機(jī)電能損耗的主要途徑。電氣設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中，在滿足功能要求和各種技術(shù)指標(biāo)、規(guī)范的前提下，應(yīng)采用行之有效的節(jié)能措施，以達(dá)到節(jié)能的目的。
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