基于電子技術的電力系統節能設計

郭淑貞

（湖南水利水電職業技術學院，湖南長沙，410131）

1 項目背景

本項目以位于咸陽市八一路和人民路交匯處的商住混用連體高層項目，采用剪力墻結構，該建筑項目包括地上30層，裙樓4層均為商用高端物業，配備地下停車庫用作配電室，1～4層為商場，A、B兩棟樓5～31層均為民用住宅，標準層每層共有4戶，共有200戶。共有32710m2的總建筑面積，其中包括22586m2的住宅面積，和5708m2的商用面積。住宅為兩梯四戶集中為兩室、三室，分別有四種戶型，每張戶型的建筑面積分別達到108.5m2、98.1m2、89.0m2、85.5m2。該項目的承包商為咸陽市股份有限公司，60.10億元的設立資產總金額，12.5億元的注冊資本，擁有較高的企業經濟效益，并且在行業領域內有多項技術指標水平較高。結合該建筑項目的實際情況，立足實踐科學設計改造建筑電氣節能，力求創造舒適安全的項目環境，并對該工程建筑項目的照明質量、能源利用率充分提升。

2 建筑電力系統節能技術可行性分析

2.1 電源節能可行性

建筑電能消耗量尤為巨大，在如今國際間各國各地均存在能源短缺這一問題，尤其以目前國際間本國能源缺失的國家來講，減小能源消耗總量并始終保證電能使用合理性至關重要。而我國作為國際間能源有限且使用量大國之一，當前能源利用情況整體來講并不樂觀，所以有必要展開對我國建筑電氣節能問題采用可拓論展開分析。電源節能的關鍵舉措，作為通過對線路、變壓器損耗有效降低來實現，盡管變壓器高達96%～99%的高效率特點，但是自身能耗量也仍然較大占據我國發電總量5%左右。經分析能夠發現存在的線路損耗問題，密切相關供電線路、電阻的大小值、和電網的電壓情況，以及變壓器所在位置、功率以及設備因素多因素，變壓器在運行中產生的損耗情況，密切關系變壓器的運用設備型號、改造方案和實際運行情況。經過對電源節能運用可拓理論相關分析，能夠對電源節能的要點內容準確掌握，并且采取多因素針對性的節能措施。

2.2 動力節能可行性

在建筑電氣中存在的動力設備同樣作為電氣運行不可或缺的關鍵組成，其中實現的動力系統功能包括了電梯、風機、水泵以及空調等運行系統，可以創造十分舒適衛生的技術環境。在動力設備系統運行過程中所主要消耗的各類電能，占據建筑電氣耗能總量中較大占比，動力節能所占建筑電氣節能以上占比。想要實現動力節能目標，應當集中問題研究核心點在電動機節能問題中，其中對于電梯、風機、水泵以及空調等運行系統，其中各系統運行的核心組件均為電動機。通過保證對電動機的合理選用，能夠對建筑電能浪費問題有效減少。經過采用380V、50Hz的交流電源濾波完成變頻器調速，可以確保直流工作狀態的安全穩定，并且實現逆變頻率、電壓多種差異化可改變交流電源，滿足電動機的供電需求，從而保證電動機可以滿足逆變頻率、電壓情況下的正常供電。并且還能夠對于不必要發生的電動機全速運行造成較大損耗情況有效避免。

2.3 照明節能可行性

在建筑電氣中照明系統同樣作為重要模塊之一，在建筑造成的總耗電量指標中，占比較大的系統耗電量為照明節能系統，針對照明節能系統所實現的可拓節能措施，可以從以下幾方面實現，包括燈具、光源、啟動設備三方面，對光源依照“一對象多征、一征多對象”展開發散分析，白熾燈、熒光燈、高壓鈉燈、高效金屬鹵素燈這四個對象的光效高低情況，經過對比200W白熾燈可得（見表1）不同光源類型的節能技術參數對比情況。

表1 不同光源節能技術參數對比

在實現照明系統節能目標下選擇光源時，往往需要綜合考慮多指標因素，包括色溫、效率、使用期限、顯色性、單位性價比、啟動性能、裝飾性多要素，其中以光源效率作為核心考慮指標要素。

3 電氣節能設計中電子技術具體應用內容

3.1 減少電路運輸耗損

對于電力系統工程中產生的能源損耗問題，無疑有效功率的影響最大，過度消耗有效功率勢必會增加能源損耗度，所致電力系統運行進而轉變為高度耗能，還會很大程度縮減供電能力與效率。那么在本次節能技術改造中，相關技術人員就要重視保證電力傳輸中電纜的工作效應，要優化電纜節能減少傳輸中的電能耗損。目前在有關研究中，多數電纜都并未運用鋁為原材料，主要因為鋁電纜價格便宜，但是導電性不高在應用中欠缺穩定性，極易所致危險最終造成自動化工程受損。

3.2 選擇高性能變壓器

在變壓器中需要以提升電力系統節能效果為目標，高性能變壓器能夠對電子系統總效率的對應有效率有所降低，減少電力傳輸中的資源損耗。通過仔細挑選變壓器根據該項目的實際情況，選擇相應容量的變壓器，例如可以選擇銅片或者高絕緣性材料進行替換。還要在特定情況下把銅應用于變壓器電柜、電線硅材料中，這樣在空載運行情況下，能夠對變壓器過大的能源損耗問題有效改善。

3.3 重視應用有源濾波器

對于電子系統工程設計來說，需要明確本次節能設計基本原則，在以往電子設備運行中會產生較大的總電容值與過多諧波，這些往往出現在高頻電網內，會嚴重損害電力設備及電壓。所以需要運用有源濾波器對此種情況進行改善，這樣可以進一步減少諧波所致損害。鎮流器作為一般情況下極易忽視的電器附件，譬如直管熒光燈電感鎮流器該設備組件，造成的較大功能損耗，多集中達到燈體造成能耗總量的20%～30%，明顯高于國外采用的鎮流器耗電量。發散分析啟動設備分別為傳統電感、進口電子、國產標準電子、節能型點感共計四種鎮流器。為了對鎮流器造成的電能消耗問題有效降低，可以經過自身功耗、使用期限、每年功耗及單價等指標相較，選擇針對性的耐用、安全且性價比較高的鎮流器。

3.4 加強高效能源應用

在該項目照明設計中，選擇節能高效能源的照明設備，能夠減少污染的同時，也體現了本次節能技術應用理念。對光源依照“一對象多征、一征多對象”展開發散分析，白熾燈、碘鎢燈、高壓汞燈、電子節能燈、節能火箭炮，對這五個對象的光效高低情況加以說明，經過對比發現相比電子節能燈、節能火箭炮來說，白熾燈、高壓汞燈、碘鎢燈能夠達到更多光效，因此所致使用中浪費較多，嚴重眩光且較快的光源衰減速度，降低整體光照度。對此應該選用電子節能燈、節能火箭炮取代原本光源。

（1）采用7W電子節能燈替換原本的40W白熾燈，11W電子節能燈替換原本的60W白熾燈，20W電子節能燈替換原本的100W白熾燈，25W電子節能燈替換原本的150W白熾燈,40W節能火箭炮替換原本的200W白熾燈，85W節能火箭炮替換原本的500W白熾燈。

（2）替換碘鎢燈，運用125W節能火箭炮替換1000W碘鎢燈。

（3）替換高壓汞燈，運用25W電子節能燈替換原本的125W高壓汞燈，65W節能火箭炮替換原本的250W高壓汞燈，125W節能火箭炮替換原本的450W高壓汞燈。

（4）通過改進減少高空照明光源總量，降低總體光源功率，達到能源節約這一目標。

經過運用高效光源對原本光源進行操作，不僅可以對光源光效及使用期限充分提升，還對于頻閃問題有效解決達到異常保護，提升了整體能源利用有效率，節約能源保證建筑施工作業環境舒適安全。

4 電力系統節能技術效果

（1）照明效果。改造之前生產項目條件較差有較大照度差別，并且照明照度也未能更好滿足生產作業環境，實現照明節能改進后便充分改善了建筑施工條件，由12～40lx照明照度明顯提升至50～90lx照明照度，不僅實現了電能有效節約，同時還保障了建筑施工作業的安全正常。

（2）節電效果。通過實施照明節能改造較原本照明功率1349.5KW，改造后照明用電負荷1546.5KW，達到54%的節電率較顯著的節點效果。

（3）經濟效益。本次建筑施工項目該公司承包照明節能改造工程共投入380萬元，裝新型高效節能燈共有17000盞。成功通過試用測試根據當地0.333元/kWh的購電價，實施照明系統改進后可達一年432.8萬元的電費節約經濟收益。

（4）社會環境效益。該公司實施本次節能改造總項目達到54%的節電率，換算減少1.3萬噸的二氧化碳排放量、60噸的二氧化氮排放量、130噸的二氧化硫排放量，達到顯著的社會環境效益。