建筑電氣設計中的變壓器節能分析討論

楊正祥

摘要：伴隨著人類科技水平的不斷發展，世界范圍內的各類能源的利用率也在不斷的增加，據相關調查報告顯示，當前各個國家基本上都存在不同程度的能源緊缺。在我國不斷發展進步的過程中，同樣需要采取有效的措施節約能源的使用。對于我國而言，消耗能源極為重要的一個行業即為建筑行業，因此，本篇文章主要分析了建筑電氣設計中采用變壓器節能的有效性，希望可以提供一定的借鑒。

關鍵詞：建筑工程;電氣設計;變壓器;節能

建筑行業是我國多個傳統行業之一，雖然建筑行業的發展推動了我國國民經濟發展的發展與社會的進步，但是，同樣不可否認的是建筑行業也是能源消耗巨大的行業之一[1]。變壓器屬于建筑行業中電氣設計中不可缺少的組成部分，同時也是電氣設計中造成能源消耗的主要部分之一。有相關研究發現，建筑電氣設計中變壓器造成的能源損耗最高可達到50%以上[2]。由此可見，在建筑電氣設計當中通過進一部優化變壓器的使用情況，可以起到很好的節能減排的作用。

1變壓器的概述

變壓器是變配電的運行過程中，必不可少的組成部分。簡單來講，就是在交流電路當中，起到調節電壓高低的作用[3]。變壓器的主要工作原理是通過電磁感應來改變交流電中的電壓。目前，建筑電氣設計中主要將變壓器用于電壓轉換、阻抗變換以及電流變換等等。按照變壓器的用途也可以將變壓器氛圍特殊變壓器和電力變壓器兩種類型。

2建筑工程電氣設計中變壓器節能設計的概述

變壓器是建筑電氣設計中不可或缺的組成部分，變壓器節能設計也要在保證建筑電氣系統能夠正常運轉的情況下進行設計，進一步降低變壓器所導致的能源損耗。動態以及靜態均為變壓器的能效，與變壓器有關的設備即被稱之為靜態，降低靜態能效所帶來的能源損耗，可以通過優化相關制作材料，使用先進的技術等方式[4];在變壓器工作運轉的過程中，受到不同因素影響所導致的能源損耗即被稱之為動態的能效。動態能效所造成的能源損耗也是變壓器所致能源損耗的主要原因。目前，大容量的變壓器依然是我國絕大多數建筑電氣設計中最為常用的，再加之10KV的電壓等級，導致建筑工程電氣設計中變壓器運轉所造成的能源損耗非常巨大。可見，通過減少變壓器所致的能源損耗，對推動我國節能減排，可持續發展，有著極為重要的意義。

3建筑電氣設計中變壓器的設計

3.1 合理選擇變壓器

在建筑工程電氣設計當中，可通過該項目工程的實際用電情況，合理的選擇變壓器，在保證變壓器輸出功能穩定的情況下，響應國家號召，選擇節能型變壓器。我國現在使用的變壓器標準中規定，S13型變壓器及以上型號的變壓器均為節能型，此類產品的能效等級、限定值等一系列參數，均符合節能標準[5]。目前，市場上的非晶合金型變壓器在實際應用過程中造成的能源損耗非常低，是節能變壓器中的理想選擇之一，相關研究結果顯示，非晶合金型變壓器能源損耗比傳統變壓器低60%至80%左右，因此在變壓器的選擇上，可以在滿足建筑工程電氣設計實際需求的基礎上優先考慮節能型，以此達到節能減排的最終目的。

3.2 合理選擇變壓器容量

在建筑工程電氣設計中，在保證整個建筑工程電氣系統正常運轉的前提下，可以采用確定電氣等級的方式，對整個建筑工程電氣系統的電路設計進行合理的規劃，并計算本次建筑工程電氣系統需要的變壓器容量以及變壓器臺數，進而達到節能減排的最終目的。例如，通過嚴密計算發展建筑工程電氣系統負荷為三級時，變壓器的配備數量為一臺最為合理。當建筑工程電氣系統的負荷增加時，需要對變壓器的使用數量進行調整，需要注意的是，為實現減少能源損耗的目的，需要設計人員重點進行變壓器的合理化分配。

3.3 對變壓器的運行方式進行優化

變壓器能否正常運行、安全運行的重要條件之一就是變壓器的運行方式。在建筑工程電氣設計當中設計人員可通過對變壓器的運行方式進行優化，來減少變壓器容量過大所大致的峰故波動進而造成的能源損耗。

3.4 抑制變壓器和諧波設計

諧波是影響建筑工程電氣系統中變壓器損耗的關鍵問題之一，由此可見，抑制諧波即可以達到降低變壓器能源損耗的目的。目前，建筑工程電氣設計中主要應用被動、受端治理兩種方法來進行諧波的抑制，進而實現減少變壓器造成的能源損耗的目的。在現代工程系統中，能源供應是通過被動或有限的控制來控制變壓器供電的諧波。例如，對于具有更強諧波影響的變壓器，可以使用控制終端的方法。在適當的設計過程中，對諧波抑制的理性和科學方法必須著重于諧波，因此變壓器必須承受更高的溫度或處理相關問題的措施，并注意設計師使用濾波器流來防止變壓器丟失。

3.5 合理的控制變壓器的功率

變壓器功率因素是導致變壓器損耗的重要因素之一，正因為如此，合理的控制變壓器的功率，即可以實現建筑工程電氣設計中變壓器節能的設計目的?？刂谱儔浩鞴β?，減少變壓器能源損耗首選應提高變壓器自然功率，可通過建筑工程的實際情況合理的選擇變壓器的設備類型，從而起到提升自然功率的目的，進一步改善變壓器節能的效果。除此以外，還可以通過設置無功補償設備，來進一步提升變壓器的節能效果。目前，建筑工程中應用比較廣泛的無功補償方式有三種，即就地補償、分散補償、集中補償。

4采用多臺配電變壓器聯合運動節能

配電網系統規模和容量逐漸增大，系統負荷容量變化較快，在不同運行方式下損耗有很大的差異，最優運行工況點和調度方式跟著其變化而變化，因此達到節能降耗的目的。配電變壓器在工作中，其產生的空載損耗和負載損耗同時組成變壓器運行的有功損耗，會跟著負載變化從而發生非線性變化，其中：空載損耗是特定的一個系數，它不會跟著變壓器負載率變化而產生變化，負載損耗是一個跟著負載波動的變化值，其和變壓器負載電流的平方是正比例關系，在多臺變壓器一期工作過程中總會有一個最低點是負載系數的最低點，也就是配電變壓器一起工作的綜合功率經濟負載系數的最低點。要結合配電系統真實實際情況，合理計算出變壓器的最佳負荷工作工況點和經濟負荷區，采用多臺配電變壓器一期經濟調度工作，根據負載從小到大的工作特性，計算出各負載區域的最佳變壓器工作搭配臺數和調控工作方式，合理依據綜合功率負載關系來確定多臺配電電壓器一起工作的最優經濟工作區域，防止出現“大馬拉小車”等稱為非經濟工作工況，高效提升配電變壓器的供電安全的可靠性和節能經濟性。

結束語

在建筑電氣工程中，變壓器的節能設計是非常重要的，選擇節能型變壓器、合理的選擇變壓器的容量及數量，即可以為建筑物及用戶的用電安全提供保障，而且更符合我國節能減排的發展需求，建筑行業想要有更好的發展，即需要從多方面下手進行節能設計，變壓器設計也是其中之一。

參考文獻：

[1]孟慶達. 建筑電氣設計中安全與節能措施的探討[J]. 節能， 2018， 37（12）：6-8.

[2]吳志勇. 綠色節能技術在民用建筑電氣設計中的應用[J]. 建筑建材裝飾， 2018， 000（014）：198-199.

[3]劉永剛， 孫攀. 建筑電氣設計中的節能措施解析[J]. 建筑工程技術與設計， 2018， 000（006）：3214.

[4]陳智宏. 建筑電氣設計中節能理念的運用與實現[J]. 建筑工程技術與設計， 2018， 000（034）：3294.

[5]王永錄. 淺析建筑電氣節能的設計與應用[J]. 建筑工程技術與設計， 2018， 000（015）：3682-3683.