建筑電氣配電系統(tǒng)設計與節(jié)能對策分析

海南南方建筑設計有限公司 韓美佳

隨著我國經濟的發(fā)展越來越快，能源消耗方面的問題也變得越來越嚴重。對于社會所有的能源消耗而言，建筑電氣的能源消耗所占據的比例是很大的。而對于建筑電氣配電系統(tǒng)而言，其在建筑電氣能源損耗當中占據著極大的比例，所以建筑電氣配電系統(tǒng)設計的合理性會對終端電負荷運行的經濟性、安全性以及可靠性造成直接的而影響。若是想要使得電力能源消耗有效的降低，并且可以對能源緊張的問題進行有效的緩解，那么就應該要不斷的提高建筑電氣配電系統(tǒng)的節(jié)能設計水平。

1 建筑電氣配電系統(tǒng)設計的基本原則

1.1 確保供電線路的安全性

在供電線路布線的過程中，應該要依據建筑物用電設備的環(huán)境和分布、性質以及要求等因素來進行有效的控制。在設計建筑電氣低壓供配電系統(tǒng)時，應該要遵守節(jié)約、安全的原則，并且對高層建筑、別墅還有低層建筑群等不同建筑物采取分區(qū)樹干的配電方式。

1.2 確保建筑電氣配電系統(tǒng)的可靠性及合理性

就配電系統(tǒng)而言，其設計的合理性是電氣配電系統(tǒng)節(jié)能設計的基礎，而對于企業(yè)而言，其預測的用電量直接的決定了配電系統(tǒng)設計方案的合理性以及可靠性。與此同時，在建筑電氣配電系統(tǒng)進行設計的時候，一定要有效的減少配的電級數，并且還應該要對配電路徑進行科學的設計。因為，配電級數的數量不僅會對上下級的配合造成影響，而且還會使得元器件的數量增加，進而使得故障發(fā)生的幾率提高。

1.3 確保電氣配電系統(tǒng)的節(jié)能性

在設計的過程中，有關年耗電量還有投資等方面的因素應該要全面綜合的考慮，這樣在實際工作的過程中，才可以將變壓器的節(jié)能目的實現[1]。為了可以使得配電變壓器的經濟性及合理性得到有效的保障，那么在對其設計和型號選擇的時候，一定要依據配電變壓器的年耗電電費價差以及投資費用差價來明確。與此同時，還應該依據建筑實際所需要的電負荷要求來優(yōu)化節(jié)能配電變壓器的選型，以此來選擇最佳的型號。

圖1 建筑電氣配電系統(tǒng)設計圖

2 建筑電氣配電系統(tǒng)節(jié)能設計的重要意義

2.1 可以對行業(yè)的需求進行滿足

在建筑電氣配電系統(tǒng)設計的過程中，運用節(jié)能設計方式可以使得各種資源的利用效率得到有效的提高。隨著我國城市化進程發(fā)展越來越快，建筑數量也越來越越多，建筑的用電需求量日益增加，在這種情況下，若是想要促進行業(yè)的發(fā)展、滿足行業(yè)長遠穩(wěn)定發(fā)展的需求，那么在設計的過程中就應該要充分的運用節(jié)能設計對策。

2.2 可以使得用戶的體驗得到有效的優(yōu)化

就節(jié)能而言，該過程其實就是不斷優(yōu)化用戶體驗的一個過程，在建筑電氣配電系統(tǒng)設計的過程中高效的采取節(jié)能設計，就可以使得用戶的能動性得到充分的發(fā)揮。因為這樣不但可以對不同層次用戶的實際需求進行有效的滿足，并且還可以使得用戶居住的滿意度得到有效的提高，進而可以使得建筑工程行業(yè)的長遠穩(wěn)定健康發(fā)展得到有效的保證。

2.3 有助于行業(yè)的升級發(fā)展

我國現階段的市場競爭越來越激烈，企業(yè)若是想要使得自身的核心競爭力得到有效的提高，那么就一定要不斷的進行升級和轉型。對于建筑行業(yè)而言，使得自身電氣配電系統(tǒng)工作的合理性得到有效的提高，那么不但可以有效的促進有關的節(jié)能工作，還可以為行業(yè)增加時代的特色，同時還可以將一些新的活力注入到行業(yè)的發(fā)展中，以此來使得行業(yè)的適應性得到有效的提高，進而推動行業(yè)的發(fā)展。

3 建筑電氣配電系統(tǒng)設計與節(jié)能對策

3.1 配電電壓等級的科學合理計算

對于建筑電氣配電系統(tǒng)而言，在對其進行設計的過程中，一定要依據建筑電氣系統(tǒng)的用電量的需求總量來對配電電壓的等級進行合理科學的設計。對于建筑電氣系統(tǒng)總用電量在配電變壓器所需容量的160kVA以上或者是在250kW以上的時候，在對其進行設計的時候就可以采取10（6）kV線路，以此來實現供電。

具體來說，可以從以下方面入手：就中央空調還有給排水水泵這些大容量的用電設備而言，在對設備系統(tǒng)供電電壓進行節(jié)能優(yōu)化的時候，可以運用電機啟動控制方式實現，一般來說，高低供電設計的分界都是由350kW來作為分界點。與此同時，在設計供電系統(tǒng)的時候，特別是照明負荷來說，如果線路電流在40A以下的時候，在進行供電的時候都是采取220V單相；而若是線路的電流在40A以上的時候，那么在供電的時候應該要采取220V/380V三相供電方式。

3.2 優(yōu)化設計電力變壓器的選型

在優(yōu)化設計電力變壓器的選型的時候，應該要先對建筑電氣系統(tǒng)的負荷進行準確詳細的統(tǒng)計，并且還應該要按照用電總量來對配電變壓器的供電容量、電壓等進行合理的選擇。

3.2.1 節(jié)能型變壓器的選擇優(yōu)化

選擇配電變壓器種類對于建筑電氣配電系統(tǒng)的節(jié)能設計是至關重要的。通常在配電變壓器運行過程中，空載損耗主要出現在變壓器的鐵芯疊片內部，之所以發(fā)生在該位置，是因為交變磁力線內部的鐵芯會發(fā)生渦流等現象，進而造成損耗。而在對鐵芯材料進行優(yōu)選，就可以使得低變壓器的空載損耗得到有效降低。

與此同時，節(jié)能型配電變壓器有S15以及S11等型號，這些型號的變壓器的卷鐵芯結構可以對S9、S7等常規(guī)的疊片式鐵芯結構進行改變，這樣就可以使得磁阻在一定程度降低，而且還能夠有效的降低配電變壓器中60%左右的空載電流，這樣就可以使得變壓器運行的功率得到有效的提高，并且還可以使得建筑配電系統(tǒng)的線損得到有效的減少，進而使得建筑電氣配電系統(tǒng)供電的質量以及可靠性得到全面有效的改善。

3.2.2 配電變壓器臺數和容量的合理選擇

在對配電變壓器進行節(jié)能設計的時候，為了可以使得配電變壓器在使用的過程中能夠存在適當的容量預留，那么就投資以及損耗等方面存在的費用問題一定要全面的考慮，這樣才可以使得變壓器容量日后的擴容要求得到有效的滿足，進而可以使得技術的經濟性得到有效的保障。

在對建筑配電變壓器經濟調度的節(jié)能設計方案進行優(yōu)化的過程中，一定要有效的結合負荷特性，以此來科學合理的分配好用電負荷，并以此來對優(yōu)選配電變壓器的臺數還有相應的容量進行科學合理的計算，這樣才可以使得配電變壓器長期高效的運行，以此來使得變壓器運行總耗損有效的降低。與此同時，為了可以使得配電網絡的電能耗損有效的降低，這樣才可以使得節(jié)能降耗的效果達到最佳。

對于配電變壓器而言，兩臺及以上聯合運行的時候，應該要按照系統(tǒng)負荷波動的情況來構建經濟聯合調度運行的模式；對于建筑電氣而言，在系統(tǒng)運行的負荷功率保持穩(wěn)定的時候，在對配電變壓器選擇的時候，應該要優(yōu)先選擇節(jié)能型大容量的配電變壓器；對于一個建筑而言，若是其電氣系統(tǒng)的計算負荷在2000kVA的時候，在選擇變壓器時應該要優(yōu)先選擇兩臺1000kVA的變壓器，不適合選擇四臺500kVA的變壓器。因為前者相對比于后者來說，其總運行損耗比較低，并且有助于經濟調度運行。

3.3 配電線路設計方面的優(yōu)化

3.3.1 配電導線類型的合理優(yōu)選

對于建筑電氣配電系統(tǒng)而言，在對其進行節(jié)能設計的時候，應該要與建筑電氣系統(tǒng)的實際情況進行有效的結合，并且對于經濟性還有技術等方面所造成的影響要進行綜合的考慮，以此來對電導率比較小的新型節(jié)能導線進行優(yōu)先的選擇。與此同時，在確定導線經濟截面積的時候，還應該要依據經濟電流的密度來嚴格的確定。

在建筑電氣配電系統(tǒng)中，就其中的銅芯電纜而言，相比對于其他的材質具備著比較好的電能傳輸效率，但是因為銅的成本較高，所以為了可以實現建筑電氣配電系統(tǒng)節(jié)能設計，一定要優(yōu)化設計配電線路中的綜合布線，并且對于設計方案當中的經濟效益要充分的考慮，所以對于銅、鋁材質的導線就應該要合理的選擇[2]。與此同時，對于建筑電氣系統(tǒng)來說，對于其中負荷容量比較大的一、二類負荷而言，就可以優(yōu)先選擇銅導線，而鋁導線則可以用在負荷容量比較小或者是三類電力負荷，這樣才可以使得配電系統(tǒng)節(jié)能設計方案的經濟性以及技術性得到有效的保障。

3.3.2 防止迂回供電問題，合理性布線

在選擇變配電所地址、設計負荷位置以及線路布線的時候，一定要對建筑結構的合理性進行充分的考慮，并且還應該要對供電線路進行綜合的布線，而且還應該要盡可能的在負荷中心設置變配電所，在容易供電的區(qū)域以及臨近電源點的位置設置大容量負荷，在臨近強電豎井的位置設置低壓配電室，這樣才可以使得線路供電的距離有效的縮短，進而使得線路運行的損耗有效的降低。在設計低壓線路的時候，應該要將供電半徑控制在兩百米的范圍之內。

而對于建筑而言，若是每一層的面積都超過一萬平方米的時候，那么就應該要與建筑結構的平面圖進行結合，并且變配電臺應該要設置兩個以上，這樣才可以使得供電的可靠性得到有效的提高，進而使得供電主干線的長度縮短、線損降低。對供電距離而言，在超過經濟范圍的時候，應該要對額定載流量、電壓偏差以及動熱穩(wěn)定這幾個基本的條件進行滿足，這樣才可以使得一級供電線路的線路截面積得到合理的增加，進而使得線路的損耗有效的降低。

3.4 建筑電氣系統(tǒng)照明燈的節(jié)能設計

在建筑中常用的照明設備就是照明燈，照明燈的運用為了人們的生活和工作帶來了極大的便利，但是其運用也使得電力能源的損耗極大的增加[3]。若是想要因照明燈所造成的電能損耗有效的降低，那么對于照明燈就應該要學會正確的使用，并且還應該要對其進行節(jié)能改造，這樣才可以使得因照明燈所造成的能量消耗有效的降低。

與此同時，在使用照明燈的過程中，在不需要照明燈的時候，對于自然光應該要充分的利用，這樣才可以使得電能更好的節(jié)約。在對其進行節(jié)能設計的時候，應該要將自然光和照明進行有效的結合，以此來使得電能照明有效的減少。除此以外，在設計建筑配電系統(tǒng)中的照明系統(tǒng)時，一定要按照不同場合的不同需求來對其進行合理的分配，而對于室外而言，為了可以使得能源消耗減少，并且可以使得耐用性有效的提高，這時就可以采取高壓鈉燈。

3.5 功率因數的有效提高

為了可以有效的實現電氣系統(tǒng)節(jié)能，那么對于自然功率因數就應該要進行有效的提高，最經濟的提高方式就是通過補償設備來實現。對于直流設備的勵磁和供電而言，可以采取晶閘管整流或者是硅整流裝置來代替交流機組等直流電源設備；其次可以運用并聯電容器來實現無功補償，這樣可以抵消滯后無功電流，這樣就可以使得功率因數有效的提高，進而使得系統(tǒng)無功電流減少。在建筑電氣配電系統(tǒng)節(jié)能設計的時候，可以采取分散就地補償以及低壓屏集中補償有效結合的方式來實現。

4 結語

在設計建筑電氣配電系統(tǒng)的過程中，為了能夠將能源的有效節(jié)約實現，避免能源嚴重浪費的問題出現，那么就應該要對電氣配電系統(tǒng)進行科學合理的節(jié)能設計，以此來有效的改善建筑電氣配電系統(tǒng)，這樣才可以使得建筑電氣配電系統(tǒng)的能源消耗有效的降低，進而有效的實現我國節(jié)能降耗的發(fā)展戰(zhàn)略目標。