建筑電氣供配電系統節能設計研究

文/袁安有 大連市建筑設計研究院有限公司 遼寧大連 116011

我國是一個能源消費大國，可是能源卻相對的比較短缺，而且能源浪費也較為嚴重。作為二次能源的電能，它的供需矛盾在最近越來越受國人關注，它已經深深地影響了我國國民經濟的發展。在民用建筑中，電能消費已經占到50%以上，如何把節能措施貫穿于整個建筑電氣供配電系統設計過程，就變成一個極為關鍵的問題。因此，對現代建筑電氣供配電系統節能設計要點進行研究分析具有重要的現實意義。

1、建筑電氣供配電系統節能設計發展現狀

我國建筑電氣配電系統節能發展與西方發達國家相比，仍然存在著較大的差距。為此，加強建筑電氣配電系統節能設計，在建筑節能發展過程中，顯得尤為重要。在建筑工程中，建筑電氣供配電系統節能設計可以有效地節約電能，極大地降低能源消耗，使建筑行業朝著低能耗的方向發展，這對于我國提出的可持續發展戰略來說，具有十分重要的意義。我國建筑電氣供配電系統節能設計發展過程中，注重可持續發展和“綠色生活”兩個發展目標，可持續發展目標即是實現能源資源可持續發展，促進社會效益、經濟效益、環境效益三者的協調統一；“綠色生活”這一概念，則是注重建筑的綠色節能發展，滿足人們舒適度的同時，最大限度地降低能源消耗。

建筑電氣供配電系統節能設計在發展過程中，將遵循以下原則：

（1）電氣供配電系統節能設計必須滿足建筑物的實際需要。電氣供配電系統的目的就是滿足照明、色溫等需要，使人們在居住過程中，能有一個較好的舒適度。

（2）節能設計要滿足實際經濟效益。建筑電氣供配電系統技能設計要與建筑過程中的經濟效益保持著緊密的聯系，要在考慮建筑施工的經濟效益基礎上，考慮其設計是否符合這一目標。若是節能設計的費用需要大量投資以及相關運行費用，節能設計的目標將難以實現。

（3）節能設計要注重節約無謂消耗的能量。在建筑耗能當中，有些耗能是必然的，而有些耗能則是可有可無的，節能設計將針對于無謂消耗的能量，通過節約這些能量，保證資源能夠得到有效地利用，進而實現節能目標。

2、建筑電氣供配電系統節能設計的措施

2.1 優選高效節能變壓器實現節能

選擇合適的變壓器容量和型號是提高變壓器電能轉換效率、降低運行能耗的重要措施。在電氣節能設計時，應根據實際負荷需求，按照略高于變壓器最佳負荷率來確定變壓器容量，通常應設置負荷率在70%左右較為經濟合理。另外，根據行業標準的要求，某一型號或系列的變壓器，新型號的自身損耗應比前一個型號低10%。例如，S10型比S9型的空載、負載損耗低10%。因此，在選型時，應優選空載、負載損耗相對較小的節能型變壓器，如S11、S13等節能型變壓器用卷鐵芯改變常規疊片式鐵芯結構，可大大降低磁阻，其空載電流可減少約60%～80%，有效提高了變壓器的電能轉換效率及供配電系統的電能功率因數，降低了系統線損，使變壓器空載損耗降低約20%～35%，節能效果十分顯著。

2.2 配電器容量與臺數優化

配電變壓器容量與臺數選擇需要綜合考慮損耗與投資費用，為了保證配電變壓器設計方案能夠預留必要的容量，要求變壓器設計負載率在75%-85%之間，在保證技術經濟性的同時滿足后期的擴容，延長變壓器使用壽命。編制配電變壓器經濟調度方案，進行節能優化設計需要根據負荷特性合理分配用電電荷，經過計算確定配電器數量與容量，保證配電變壓器能夠長時間運行在健康工況下，降低配電變壓器運行總功耗。與此同時，為了降低配電網絡的電能損耗，如果有兩臺以上變壓器聯合運行，需要按照系統負荷波動情況，形成聯合經濟調度運行方式。

2.3 合理布線避免迂回供電問題

在進行變配電所選址、線路布線、負荷位置優化設計過程中，應結合建筑結構合理進行供電線路綜合布線，盡量將變配電所設置在負荷中心，將低壓配電室設置在靠近強電豎井部位，將大容量負荷設置在離電源點較近、易于供電的區域，以縮短線路的供電距離，降低線路運行損耗。低壓線路其設計供電半徑應控制在200m范圍內，而當建筑物每層面積超過10000m2時，應結合建筑物結構平面設置2個以上變配電臺區，提高供電可靠性和減少供電干線長度，降低線損。對于供電距離超過經濟范圍區時，應在滿足額定載流量、動熱穩定、電壓降等基本條件的基礎上，合理增大一級供電線路線纜截面，以降低線路損耗。

2.4 照明的節能設計

建筑物照明節能設計中，首先必須充分地利用自然光，具體的設計中電氣人員需要與建筑專業相互配合，將自然光與室內照明充分的結合，可以說，這在一定程度上節約了電能。照明設計中規范確定了各種場所的照度標準、視覺要求、照明功率等等。電能的照度標準不能夠隨意降低，也不易隨意提高，需要在充分控制單位面積燈具的安裝功率后，在有效地滿足照明質量的前提下，一般場所首先采取高效發光的熒光燈及緊湊型的熒光燈。此外，建筑物如果是廠房、體育場等大空間的室內照明，可采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈，包括電子變壓器和電子觸電器等。另外，在公共場所中，熒光燈適用于選擇無功補償的燈具，緊湊型的熒光燈采用電子鎮流器等等。此外，可對燈具的控制方式進行改進，運用節能開關和裝置形式行之有效的節電方法。利用照明使用的特點和有效區分控制燈光。臥室、客房的燈要用調光開關，公共場所及室外照明燈采用光電、聲控開關，可以說，這些都在一定程度上起到節電作用。

結語：

建筑節能工作需要從多個方面同時入手，是多專業配合的系統工程，建筑供配電系統作為建筑電氣節能工作中非常關鍵的部分，有著很大的節能潛力，供配電系統的節能設計工作需要結合建筑結構實際情況，編制可行、經濟、操作靈活的設計方案，積極采用先進的節能降耗技術和節能設備，才能有效降低建筑電氣供配電系統的耗能。