淺談現(xiàn)代建筑供配電節(jié)能設(shè)計(jì)

摘 要：對(duì)于我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展來說，一直以來，節(jié)能問題都被視作是一種長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略方針，為此，每一位進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)的工作人員一定要對(duì)節(jié)約電能這一問題進(jìn)行認(rèn)真考慮。文章將主要從建筑供配電設(shè)計(jì)角度來對(duì)供配電節(jié)能的幾項(xiàng)要點(diǎn)進(jìn)行闡述，通過多角度的闡述，將現(xiàn)代建筑供配電節(jié)能設(shè)計(jì)的相關(guān)措施總結(jié)出來。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代建筑；節(jié)能問題；供配電節(jié)能設(shè)計(jì)

引言

現(xiàn)代建筑節(jié)能問題涉及著多個(gè)專業(yè)和廣泛的工作面，如建筑新能源設(shè)計(jì)、建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)、建筑結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)以及建筑外墻節(jié)能設(shè)計(jì)等，其中潛力較大的是建筑電氣的節(jié)能，如果供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)能夠做到更加科學(xué)以及合理的話，那么就可以有效確保用電設(shè)備正常發(fā)揮其功能以及充分利用其電能資源，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。基于此，文章將重點(diǎn)探討如何進(jìn)行供配電節(jié)能設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減耗的目的。

1 以功率因素的提高來達(dá)到節(jié)能的目的

以功率因素的提高來達(dá)到節(jié)能的目的這一措施，在當(dāng)前階段已經(jīng)被越來越多的人所關(guān)注。為供配電網(wǎng)絡(luò)提供無工功功率補(bǔ)償，不僅能夠?qū)﹄妷嘿|(zhì)量加以改善，同時(shí)還可以促使供電能力得到提高，更能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)電降耗的目的。主要措施包含以下兩點(diǎn)。第一，促使系統(tǒng)中的自然功率因素得到提高。在不添加任何補(bǔ)償設(shè)備的前提下，采用減少各種用電設(shè)備的無功功率的措施來促使企業(yè)功率因素得以提高。使用這種方法不用增加投資，對(duì)于功率因素的提高來說是一種最為經(jīng)濟(jì)的措施。相關(guān)的具體措施主要包括：同步運(yùn)行同步和異步電動(dòng)機(jī)以促使功率因素得到提高、對(duì)電動(dòng)機(jī)以及變壓器進(jìn)行合理使用以免出現(xiàn)低負(fù)荷運(yùn)行的現(xiàn)象、促使異步電動(dòng)機(jī)的檢修質(zhì)量得以提高等。第二，對(duì)功率因素進(jìn)行人工補(bǔ)償。很多存在于供配電系統(tǒng)中的用電設(shè)備如燈具的鎮(zhèn)流器、變壓器、電動(dòng)機(jī)還有一些家用電器等都是電感性負(fù)荷，其會(huì)形成滯后無功電流。它一般在傳輸?shù)接秒娫O(shè)備末端的過程中都要經(jīng)過高低壓線路，這就在無形中使得線路中的功率損耗量又增加了。為了減少損耗量，就一定要將電容器箱安裝在供配電系統(tǒng)當(dāng)中，借助電容器箱內(nèi)的靜電容器為其提供無功補(bǔ)償。電容器能夠形成超前無功電流來促使用電設(shè)備的滯后無功電流得以消除，這樣一來，部件能夠減少整體的無功電流，并且還可以促使功率因素得到提高。當(dāng)0.7的功率因素增長到0.9的時(shí)候，大約可以減少百分之四十左右的線路損耗量[1]。功率數(shù)值需要同當(dāng)?shù)毓╇娋值南嚓P(guān)要求形成滿足。如果在不存在明確要求的情況下，建議高壓用戶的功率因數(shù)值要大于0.9，低壓用戶則大于0.85。

2 降低線路傳輸過程中的損耗量以達(dá)到節(jié)能的目的

在電流流過線路的時(shí)候，因?yàn)榫€路中存在著電阻，所以一定會(huì)形成一定的功率損耗量。之所以存在電能利用率低的現(xiàn)象，其主要因素在于線路傳輸過程中產(chǎn)生的損耗。要想降低線損量，那么就需要對(duì)導(dǎo)線長度、橫截面大小以及材料進(jìn)行考慮。主要可采取以下措施來減少線損量。第一，在選擇導(dǎo)線的時(shí)候應(yīng)該選用電導(dǎo)率比較小的材料，一般選擇的是銅芯。然而因?yàn)榭紤]到節(jié)約用銅，對(duì)于一些高層建筑需要用到的垂直干線母線一般都采用新型的銅鋁復(fù)合母線比較好。第二，縮短配線長度。在設(shè)計(jì)施工的過程中，配電箱出線回路以及低壓柜出線回路要盡可能走直線，避免走回頭線或者是彎路。一般情況下，低壓線路的供電半徑應(yīng)該在200米以內(nèi)為好，對(duì)于負(fù)荷密集地區(qū)應(yīng)該在100米以內(nèi)為佳，針對(duì)一些負(fù)荷密集度為中等的地區(qū)應(yīng)該在150米以內(nèi)為佳，對(duì)于一些負(fù)荷較少的地區(qū)，應(yīng)該在250米以內(nèi)為最佳。原因是可以縮短電纜長度，以實(shí)現(xiàn)最短的供電距離[2]。第三，增大導(dǎo)線的截面。針對(duì)一些較長的線路，在對(duì)電壓降、保護(hù)配合、動(dòng)熱穩(wěn)定以及載流量等一些要求都滿足的條件下，是導(dǎo)線截面加大一級(jí)。雖然線路費(fèi)用有所增加，但是節(jié)省了電能，這就使得年運(yùn)行費(fèi)用得以有效減少。一般情況下，三年以內(nèi)就能夠?qū)⒁驗(yàn)閷?dǎo)線截面所增加的費(fèi)用收回，所以說這種投資是值得的，并且這也有利于建筑后期技術(shù)設(shè)備的更新。第四，對(duì)新型的絕緣材料加以使用，比如YJV這種類型的絕緣電纜等[3]。第五，針對(duì)一些高層建筑，應(yīng)靠近電氣豎井設(shè)置變配電室，這樣一來就能縮短主干線的長度。對(duì)于一些擁有較大面積的高層建筑，需要盡量地將電氣豎井設(shè)置在兩端或者是中部地帶，這樣可以有效縮短水平電纜的敷設(shè)長度。最后，對(duì)負(fù)荷展開歸類。除了消防負(fù)荷以及對(duì)計(jì)費(fèi)有要求的負(fù)荷之外，如電熱水器、新風(fēng)機(jī)、照明、風(fēng)機(jī)盤管、空調(diào)機(jī)等一些普通負(fù)荷都改成由一條主干電纜供電，這有利于在消防的過程中將非消防電源切除，同時(shí)又能夠在非空調(diào)季節(jié)，利用截面相同的干線來傳輸較小的電流，從而促使線路損耗量得以降低。此外，對(duì)季節(jié)性負(fù)荷進(jìn)行合理調(diào)劑，對(duì)供電線路加以充分利用，集中計(jì)費(fèi)相同的負(fù)荷，對(duì)于降低輸電線路的損耗量來說也是一種十分有效的方法。

3 促使三相負(fù)荷實(shí)現(xiàn)平衡來達(dá)到節(jié)能的目的

在低壓線路當(dāng)中，因?yàn)闀?huì)受到單相以及高次諧波的一些影響，所以一般都會(huì)存在三相不平衡的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象會(huì)對(duì)供配電網(wǎng)產(chǎn)生危害，主要表現(xiàn)為以下方面：第一，對(duì)電機(jī)以及變壓器的經(jīng)濟(jì)以及安全運(yùn)行產(chǎn)生影響；第二，增加供配電網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中零線和相線的電能損耗量；第三，有可能會(huì)縮短照明燈的使用壽命、降低其照明度以及損壞電視機(jī)等；第四，會(huì)在很大程度上干擾通信系統(tǒng)，從而對(duì)通信質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。為了降低因?yàn)槿嘭?fù)荷而導(dǎo)致的能耗量，應(yīng)該對(duì)三相負(fù)荷及時(shí)作出調(diào)整，促使配電變壓器出口處的電流能夠達(dá)到小于或者等于10%的不平衡度，使得干線和支線首端出能夠達(dá)到小于或者等于20%的不平衡度，中性線的電流要小于或等于額定電流的四分之一[4]。三相配電干線當(dāng)中的各項(xiàng)負(fù)荷一定要實(shí)現(xiàn)平衡分配。

4 依靠建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)達(dá)到節(jié)能的目的

建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)最早出現(xiàn)在二十世紀(jì)七十年代的能源危機(jī)時(shí)期，經(jīng)過長時(shí)間發(fā)展，這種系統(tǒng)已經(jīng)逐步得到完善。目前，它已經(jīng)能夠全面控制建筑中各種類型的設(shè)備，在對(duì)建筑功能形成滿足的條件下，實(shí)現(xiàn)最大程度的節(jié)能。以下將對(duì)兩種建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行分析。第一種是供配電監(jiān)控系統(tǒng)。這種系統(tǒng)主要以現(xiàn)場總線技術(shù)為基礎(chǔ)，由控制設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)以及計(jì)算機(jī)等構(gòu)成。通信網(wǎng)絡(luò)把控制設(shè)備、計(jì)算機(jī)以及供配電系統(tǒng)中帶有通信接口的開關(guān)有效地連接起來，對(duì)功率因素、有功功率、電流、電壓以及設(shè)備等是否能夠進(jìn)行良好運(yùn)行進(jìn)行檢測，最后由相關(guān)工作人員通過計(jì)算機(jī)實(shí)施操作與管理，以確保供配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行和節(jié)能。第二種是照明監(jiān)控系統(tǒng)。對(duì)于一些因?yàn)檎彰鞫a(chǎn)生極大耗電量的大型公共建筑，不能為了節(jié)能而盲目減少照明，為了發(fā)揮建筑的功能，一定要挖掘出科學(xué)的節(jié)能措施。照明監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)⒌攸c(diǎn)和時(shí)間都不同的照度都轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式的預(yù)設(shè)參數(shù)，并且能夠?qū)⑵浯鎯?chǔ)于EPROM當(dāng)中，通過比較設(shè)定值和實(shí)際值，對(duì)照明加以控制，從而達(dá)到節(jié)能的目的。應(yīng)用照明監(jiān)控系統(tǒng)除了能夠大量節(jié)省電能，并且還能起到延長燈具壽命的作用，此外，照明控制方式的不同還可以促使建筑的視覺效果得以增強(qiáng)。

5 結(jié)束語

總而言之，在電力系統(tǒng)中展開供配電節(jié)能設(shè)計(jì)，對(duì)于節(jié)約能源以及降低損耗而言是十分有效的，這種做法有利于我國走可持續(xù)發(fā)展道路，有利于社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的提高，為此，廣大設(shè)計(jì)人員一定要對(duì)現(xiàn)代建筑供配電節(jié)能設(shè)計(jì)形成高度重視，以便有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]魏國民，姜群.關(guān)于建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題[J].黑龍江科技信息，2011（23）：27-27.

[2]吳曉勇.民用建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)淺析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012（4）.

[3]張誠.談?wù)劽裼媒ㄖ潆娤到y(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)[J].福建建設(shè)科技，2011（1）：66-67+80.

[4]劉昌明.建筑供配電線路的節(jié)能設(shè)計(jì)[J].四川建筑科學(xué)研究，2011，37（1）：257-259.

作者簡介：梅秀軍（1985，1-），男，安徽省桐城市人，工作單位：中國中建設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司上海分公司，職務(wù)：電氣設(shè)計(jì)師，研究方向：建筑強(qiáng)弱電設(shè)計(jì)。