調(diào)整單位建筑面積電氣設(shè)計(jì)容量重要性的研究

喬偉

摘 要：近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，進(jìn)一步推動(dòng)了建筑業(yè)的發(fā)展速度，各類建筑工程項(xiàng)目隨之日益增多。與此同時(shí)，建筑能耗也呈現(xiàn)出逐步升高的態(tài)勢(shì)，這一情況引起了國(guó)家的高度重視，并出臺(tái)了一系列與建筑節(jié)能降耗有關(guān)的政策、法規(guī)。想要真正實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能，除了宏觀調(diào)控之外，還必須重視建筑電氣設(shè)計(jì)，這是解決建筑能耗過(guò)高的根本途徑。基于此點(diǎn)，本文就調(diào)整單位建筑面積電氣設(shè)計(jì)容量的重要性展開(kāi)研究。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)計(jì)容量 變壓器 建筑節(jié)能

中圖分類號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）03（c）-0080-02

1 對(duì)單位建筑面積電氣設(shè)計(jì)容量進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整的重要性分析

在國(guó)家大力提倡節(jié)能減排的背景下，建筑電氣節(jié)能逐漸受到了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注和重視，在相關(guān)人員的不懈努力下，建筑節(jié)能工作雖然取得了一定的成果，但是仍有很多問(wèn)題亟待解決，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面上。

1.1 建筑電氣設(shè)計(jì)問(wèn)題

建筑電氣設(shè)計(jì)在很大程度上與電氣系統(tǒng)的節(jié)能息息相關(guān)，換言之，建筑電氣設(shè)計(jì)容量選擇的合理，能夠使電氣系統(tǒng)的能耗大幅度降低，從而達(dá)到節(jié)能的目的，若是建筑電氣設(shè)計(jì)容量選擇的不合理，便會(huì)導(dǎo)致電氣系統(tǒng)的能耗增大。然而，在實(shí)際中，由于設(shè)計(jì)部門及相關(guān)設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑電氣設(shè)計(jì)容量的重要性認(rèn)識(shí)程度不足，加之大部分建筑工程都存在設(shè)計(jì)周期短等問(wèn)題，使得一些設(shè)計(jì)單位只重?cái)?shù)量輕視質(zhì)量，這就造成了設(shè)計(jì)的系統(tǒng)不但前期投資相對(duì)較大，而且運(yùn)行能耗也非常之高，嚴(yán)重超出了國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求。由此可見(jiàn)，對(duì)建筑電氣設(shè)計(jì)容量進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整顯得尤為重要。

1.2 對(duì)建筑電氣運(yùn)行原理了解不夠

目前，有些設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑電氣的運(yùn)行原理知之甚少，在進(jìn)行電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，都是照搬以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，還有部分設(shè)計(jì)人員根本不考慮設(shè)計(jì)出來(lái)的系統(tǒng)節(jié)能效果如何，而是一味追求新技術(shù)，他們認(rèn)為只要技術(shù)先進(jìn)就能達(dá)到節(jié)能的效果，但實(shí)際上卻并非如此，每一種設(shè)計(jì)方案都有自己的使用條件和范圍，正因如此，使得建筑電氣設(shè)計(jì)容量不是過(guò)大就是不足，嚴(yán)重影響了節(jié)能效果。

1.3 變壓器選型問(wèn)題

目前，我國(guó)大部分建筑節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)都沒(méi)有將完整的電氣節(jié)能納入其中，有些規(guī)范中雖然也有涉及但卻并不全面，這使得一些工程項(xiàng)目由于負(fù)荷計(jì)算不合理或是用電數(shù)據(jù)不全導(dǎo)致了變壓器容量選擇不當(dāng)，致使變壓器的總體運(yùn)行效率較低。

1.4 對(duì)照明用電考慮的不周全

近年來(lái)，隨著我國(guó)城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，各類建筑如雨后春筍般拔地而起，這雖然有效緩解了人們的住房壓力，但卻導(dǎo)致了能源消耗量激增，尤其是建筑照明用電水平較之以往明顯提升，傳統(tǒng)的照明控制方式已經(jīng)無(wú)法滿足高標(biāo)準(zhǔn)的照明需求。若是在建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)照明用電的考慮不周全，則有可能影響到整個(gè)電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，從而造成不必要的能耗損失。

2 單位建筑面積電氣設(shè)計(jì)容量?jī)?yōu)化調(diào)整的有效措施

2.1 運(yùn)行方式優(yōu)化

通常情況下，變壓器自身都會(huì)存在一定的阻抗，而這部分阻抗會(huì)造成電能消耗。有些工程中采用的是降低變壓器的負(fù)載率來(lái)減少電路中的電能損耗，這樣雖然能夠達(dá)到節(jié)能的目的，但卻會(huì)導(dǎo)致工程前期投資成本增大。從本質(zhì)上講，變壓器節(jié)能就是降低有功功率損耗，提高運(yùn)行效率。配變低壓側(cè)輸出電網(wǎng)應(yīng)盡可能形成環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，這樣有助于隨負(fù)荷變化采取及時(shí)切換，或是在不影響各個(gè)環(huán)節(jié)電力供應(yīng)的前提下，考慮投入運(yùn)行的變壓器臺(tái)數(shù)。對(duì)于季節(jié)性變化負(fù)荷，則可采取并聯(lián)運(yùn)行的方式降低能耗，而晝夜變化較大的負(fù)荷若是采用上述方法來(lái)降低變壓器能耗顯然是不合理的，這是因?yàn)闀?huì)造成變壓器開(kāi)關(guān)操作次數(shù)增大，從而導(dǎo)致開(kāi)關(guān)檢修量增加，使用壽命也會(huì)縮短。在變壓器中，鐵芯是電磁感應(yīng)的磁路，變壓器運(yùn)行時(shí)，由于磁通會(huì)在鐵芯中產(chǎn)生交變，這樣便會(huì)引起磁滯和渦流損耗。以非晶態(tài)合金作為鐵芯的變壓器具有較為特殊的磁特性，其與普通材料相比在同等容量的條件下，能夠降低75%左右的損耗，這種變壓器現(xiàn)已在我國(guó)逐步推廣應(yīng)用。此外，由于電網(wǎng)的運(yùn)行負(fù)荷不可能保持全天24小時(shí)不變，必然會(huì)出現(xiàn)高低起伏的情況，起伏的時(shí)間和幅度一般都是有規(guī)律的，也就是我們常說(shuō)的負(fù)荷高峰和低谷，以曲線波形來(lái)表示峰谷值，波形越趨于平坦?fàn)顟B(tài)就表明電能的利用越充分，為了使變壓器自身的損耗能夠?qū)⒅磷畹停赏ㄟ^(guò)調(diào)整負(fù)荷及改變運(yùn)行方式來(lái)實(shí)現(xiàn)變壓器自身的節(jié)能降耗。

2.2 選用大容量變壓器

合理選擇變壓器的容量是提高變壓器經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能的有效途徑。如果是多臺(tái)變壓器并聯(lián)供電的前提下，可以按照實(shí)際負(fù)荷的大小安排投入運(yùn)行的實(shí)際臺(tái)數(shù)，這樣可以使變壓器自身?yè)p耗達(dá)到最小；若是容量大并且需要選用多臺(tái)變壓器時(shí)，應(yīng)當(dāng)在合理分配負(fù)荷的基礎(chǔ)上，盡量減少變壓器的臺(tái)數(shù)，并選用容量較大的變壓器，如裝機(jī)容量為2000 kVA，可以選用兩臺(tái)1000 kVA的變壓器，而不選用四臺(tái)500的，變壓器臺(tái)數(shù)減少有助于節(jié)能；對(duì)于有兩臺(tái)以上的配變用戶，若是兩臺(tái)變壓器的負(fù)載率相同，則其負(fù)載損耗最小，因此應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的措施確保變壓器負(fù)荷均衡，借此來(lái)使其負(fù)載率相等。若是變壓器的負(fù)載率不相等，可按照變壓器的實(shí)際負(fù)載率對(duì)負(fù)荷進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，并將負(fù)荷較大部分的負(fù)載切換到負(fù)載率較小的變壓器上，借此來(lái)使各臺(tái)變壓器都能夠處于最佳負(fù)載率的運(yùn)行狀態(tài)；變壓器應(yīng)當(dāng)盡可能設(shè)置在距離負(fù)荷中心較近的位置處，這樣可以減少供電距離，所以當(dāng)建筑物煤層面積在1萬(wàn)平方米左右時(shí)，需要設(shè)置兩個(gè)變電所，借此來(lái)減少干線的長(zhǎng)度，達(dá)到節(jié)能的目的。

2.3 減小變壓器有功損耗的措施

變壓器有功功率損耗可用下式表示：

=+

上式中，為變壓器的有功損耗；為變壓器負(fù)載率；代表空載損耗；為變壓器線損。其中空載損耗又被稱之為鐵損，其主要是由鐵芯的漏磁和渦流兩部分損耗構(gòu)成，損耗值的大小與鐵芯的制造工藝和硅鋼片的性能有關(guān)。通常情況下，當(dāng)變壓器一次繞組外加電壓及頻率恒定時(shí)，該值是固定不變的，與負(fù)荷的大小基本無(wú)關(guān)，損耗值一般可以通過(guò)空載試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定。變壓器應(yīng)當(dāng)盡可能選用節(jié)能型變壓器，如S9、S11等等，這些變壓器采用的都是高導(dǎo)磁冷軋晶粒取向硅鋼片和先進(jìn)的制造工藝，因?yàn)榻?jīng)過(guò)了取向處理，從而使硅鋼片的磁場(chǎng)方向趨于一致，有效減少了鐵芯的渦流損耗；變壓器線損主要與繞組電阻電流的大小有關(guān)，并與負(fù)載率的平方成正比。所以在選擇變壓器時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡可能選用阻值相對(duì)較小的繞組，如銅芯變壓器。與無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓變壓器的空載和短路損失相比，采用銅芯變壓器能夠使10 kV系列的空載損失和短路損失分別降低40.9%和13.8%。

3 結(jié)論

總而言之，對(duì)單位建筑面積電氣設(shè)計(jì)容量進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整是一項(xiàng)較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工程，其最終目的在于通過(guò)優(yōu)選變壓器、合理確定變壓器容量等措施，來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能、節(jié)省建筑工程總體造價(jià)。我國(guó)是能耗大國(guó)，而建筑能耗在總能耗中所占的比重最大，所以加大建筑節(jié)能力度已經(jīng)勢(shì)在必行。

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