论文部分内容阅读
【摘要】我国是一个电力短缺的国家，节电是当前的一项重要技术政策，节电又是一种能源开发，对于国民经济的发展具有深远的影响。本文结合电气专业节能措施的要求，对以下几点做简要探讨。
【关键词】电气设计；节能措施；用电负荷；照明节能；减少能耗
1、用电负荷计算
用电负荷的合理计算能有效的降低电缆的用量，降低能源消耗。对于民用建筑来讲，常利用需用系数法进行计算，合理的选择需用系数，降低工程的用电负荷量，从而降低电缆的使用量，达到节能目的。
2、变压器的节电
变压器是电气配电中的一个重要设备，主要从以下几点做节电分析：
1）变压器的损耗
变压器的损耗主要有空载损耗和负载损耗两大部分，由于上述两项在变压器出厂时已经固定，我们无法对其更改，只有在选择变压器的时候尽量选择低损耗节能型变压器。
2）变压器的经济运行
变压器的经济运行有三种情况，如果以节约电量为主，则按照有功功率考虑，如果以提高功率因数为主，则按无功功率考虑，如果对两者均无特殊要求，则按综合功率考虑。
变压器的经济运行区间一般在75%～85%之间，选择变压器的容量及台数时，应根据计算负荷，负荷性质等条件进行选择，对负载率很低（正常使用时低于30%），而且损失率又很高，应予以调整或更换，尽量保证变压器运行在比较经济的运行区间内。对于超过85%负载率的變压器，证明不利于经济运行的变压器，可放大一级容量来选择变压器，以降低其负载率和损失率。
对于采用多台变压器的配电设计，应根据负荷情况，有切换每台变压器的可能性，通过调整使参数好的变压器在运行状态，让参数差的在备用状态，以实现变压器的经济运行。
对于较大的季节性负荷，应设置单独的变压器，或者把其中不能停电的负荷集中到某一台变压器上，停用不运行的变压器以利节电。
不允许变压器空载运行。
需要考虑大型电动机启动时对电网的影响，选择合适的变压器容量以利于电动机的正常启动。
3、照明节能设计
公共建筑照明节能主要有以下三种途径：一是充分利用自然采光，以降低白天时人工照明对能源的消耗；二是合理选用光源、灯具及附件；三是采用智能化的照明控制系统来提高能源的利用率、降低能耗总量。
首先，充分利用自然采光。充分利用自然光源是照明节能工程中的一个重要内容。白天尽可能利用天然光源，使公共建筑物内获得稳定的光照条件。
其次，合理选用光源、灯具及附件。其一，选择高效、节能、环保的光源。选择照明光源时，应尽量减少白炽灯的使用量，一般情况下室外照明不应采用白炽灯。当悬挂高度大于4.5m时，宜采用高压钠灯和金属卤化物灯，多用于高大厂房、商场及体育馆照明及室外照明等；当悬挂高度在4.5m以下时，宜采用荧光灯，应选T8荧光灯和紧凑型荧光灯，有条件时，应采用T5荧光灯，多用于公共建筑、住宅、写字楼等。LED照明灯适用于多种场合的动态照明、室外照明、景观照明等。一般照明场所不宜采用荧光高压汞灯，不应采用自镇流荧光高压汞灯，尽可能推广使用高光效、长寿命的高压钠灯和金属卤化物灯。其二，选用配光合理、效率高的灯具。在满足眩光限制的条件下，应优先选用开启式直接照明灯具，尽量少用带漫射透光罩的包合式灯具和装有格栅的灯具样式，一般室内的灯具效率不低于70%，并要求灯具的反射罩具有较高的反射比；选用光利用系数高的灯具；选用高光通量维持率的灯具；尽可能选择不带光学附件的灯具；采用空调和照明一体化的灯具，同时应考虑灯具的布置、灯具与公共建筑围护结构的距离以及灯具的距离比是否科学合理。其三，节能镇流器的选用。应尽可能采用节能型电子镇流器或节能型电感镇流器，以达到节能的目的。
最后，采用智能化的照明控制系统。采用智能化的照明控制系统，可以提高照明质量，减少不必要的开灯时间、数量和过高的照度，有利于照明的节能；同时可以延长灯具和电器附件的使用寿命，提高照明系统的可靠性；可以通过系统控制不同工作场合的照明模式，实现照明场景的多样化，以满足人们对照明舒适度和情趣的多种要求。
4、减少线路电能损耗
应选用电导率较小的材质做导线，其中铜芯最佳。减小导线长度，增大导线截面。对于比较长的线路，除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面，应再加大一级导线截面。
5、提高系统功率因数
提高设备的自然功率因数。供配电设计中应通过正确选择电动机、变压器的容量以及照明灯具启动器，降低线路感抗，提高用电设备的自然功率因数。应优先考虑采用功率因数较高的同步发电机，荧光灯可采用高次谐波系数低于15%的电子镇流器等。
补偿电容法提高功率因数。当自然功率因数偏低，达不到电网合理运行要求时，应采用并联电力电容器作为无功补偿装置。无功补偿设备应适当靠近无功源，低压用电设备产生的无功功率宜由低压侧的电容器来补偿，高压用电设备产生的无功功率应由高压侧的电容器来补偿。用电设备集中的地方采用成组补偿，公共建筑内的其他无功功率主要在变电所二次侧集中补偿，并多采用自动无功功率补偿加固定补偿方式。对供电点较远、容量较大，负荷平稳、经常使用的设备多采用就地补偿。空调主机及冷冻泵等常在其附近设专用变电所，可以集中补偿，但若供电距离过长时，最好采用就地补偿。当配电系统中谐波电流较严重时，无功补偿容量的计算应考虑谐波的影响。
6、电气设备节能控制
公共建筑内能源机电设备的能耗占公共建筑能耗的绝大部分。随着公共建筑智能化的发展，楼宇自动化系统（BAS）的广泛应用，采用节能控制，综合应用信息通信、计算机网络、自动化控制等智能化技术对公共建筑内能源机电设备实施集中监控和能效管理，从而实现系统的最优化控制和管理，达到提高能效、降低能耗的节能目标。
其中，空调系统是公共建筑物中的耗能大户，其用电量约占整个公共建筑用电量的50%，因此中央空调系统的节能控制显得尤为重要，其主要内容包括：热交换系统温差与流量的优化控制；定风量全空气系统的空调机组的优化控制；变风量空调系统的优化控制；冷冻水与冷却水系统的优化控制；冰蓄冷系统的优化控制；水蓄冷系统的优化控制，等等。
7、结语
综上所述，公共建筑电气节能设计潜力很大，对于电气设计者而言，应全面认真地考虑电气设计方案，选择高效、节能、环保的设备，应用先进的设计技术，按节能标准合理设计。在为人们提供健康、舒适、安全的居住环境和生活空间的同时，又能行之有效地节约能源
参考文献：
[1]万小洪：《建筑电气设计中的节能措施》[J]科技信息
[2]《工业与民用配电设计手册》第三版
[3]《钢铁企业电力设计手册》上下册
[4]《电气传动自动化技术手册》第三版
【关键词】电气设计；节能措施；用电负荷；照明节能；减少能耗
1、用电负荷计算
用电负荷的合理计算能有效的降低电缆的用量，降低能源消耗。对于民用建筑来讲，常利用需用系数法进行计算，合理的选择需用系数，降低工程的用电负荷量，从而降低电缆的使用量，达到节能目的。
2、变压器的节电
变压器是电气配电中的一个重要设备，主要从以下几点做节电分析：
1）变压器的损耗
变压器的损耗主要有空载损耗和负载损耗两大部分，由于上述两项在变压器出厂时已经固定，我们无法对其更改，只有在选择变压器的时候尽量选择低损耗节能型变压器。
2）变压器的经济运行
变压器的经济运行有三种情况，如果以节约电量为主，则按照有功功率考虑，如果以提高功率因数为主，则按无功功率考虑，如果对两者均无特殊要求，则按综合功率考虑。
变压器的经济运行区间一般在75%～85%之间，选择变压器的容量及台数时，应根据计算负荷，负荷性质等条件进行选择，对负载率很低（正常使用时低于30%），而且损失率又很高，应予以调整或更换，尽量保证变压器运行在比较经济的运行区间内。对于超过85%负载率的變压器，证明不利于经济运行的变压器，可放大一级容量来选择变压器，以降低其负载率和损失率。
对于采用多台变压器的配电设计，应根据负荷情况，有切换每台变压器的可能性，通过调整使参数好的变压器在运行状态，让参数差的在备用状态，以实现变压器的经济运行。
对于较大的季节性负荷，应设置单独的变压器，或者把其中不能停电的负荷集中到某一台变压器上，停用不运行的变压器以利节电。
不允许变压器空载运行。
需要考虑大型电动机启动时对电网的影响，选择合适的变压器容量以利于电动机的正常启动。
3、照明节能设计
公共建筑照明节能主要有以下三种途径：一是充分利用自然采光，以降低白天时人工照明对能源的消耗；二是合理选用光源、灯具及附件；三是采用智能化的照明控制系统来提高能源的利用率、降低能耗总量。
首先，充分利用自然采光。充分利用自然光源是照明节能工程中的一个重要内容。白天尽可能利用天然光源，使公共建筑物内获得稳定的光照条件。
其次，合理选用光源、灯具及附件。其一，选择高效、节能、环保的光源。选择照明光源时，应尽量减少白炽灯的使用量，一般情况下室外照明不应采用白炽灯。当悬挂高度大于4.5m时，宜采用高压钠灯和金属卤化物灯，多用于高大厂房、商场及体育馆照明及室外照明等；当悬挂高度在4.5m以下时，宜采用荧光灯，应选T8荧光灯和紧凑型荧光灯，有条件时，应采用T5荧光灯，多用于公共建筑、住宅、写字楼等。LED照明灯适用于多种场合的动态照明、室外照明、景观照明等。一般照明场所不宜采用荧光高压汞灯，不应采用自镇流荧光高压汞灯，尽可能推广使用高光效、长寿命的高压钠灯和金属卤化物灯。其二，选用配光合理、效率高的灯具。在满足眩光限制的条件下，应优先选用开启式直接照明灯具，尽量少用带漫射透光罩的包合式灯具和装有格栅的灯具样式，一般室内的灯具效率不低于70%，并要求灯具的反射罩具有较高的反射比；选用光利用系数高的灯具；选用高光通量维持率的灯具；尽可能选择不带光学附件的灯具；采用空调和照明一体化的灯具，同时应考虑灯具的布置、灯具与公共建筑围护结构的距离以及灯具的距离比是否科学合理。其三，节能镇流器的选用。应尽可能采用节能型电子镇流器或节能型电感镇流器，以达到节能的目的。
最后，采用智能化的照明控制系统。采用智能化的照明控制系统，可以提高照明质量，减少不必要的开灯时间、数量和过高的照度，有利于照明的节能；同时可以延长灯具和电器附件的使用寿命，提高照明系统的可靠性；可以通过系统控制不同工作场合的照明模式，实现照明场景的多样化，以满足人们对照明舒适度和情趣的多种要求。
4、减少线路电能损耗
应选用电导率较小的材质做导线，其中铜芯最佳。减小导线长度，增大导线截面。对于比较长的线路，除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面，应再加大一级导线截面。
5、提高系统功率因数
提高设备的自然功率因数。供配电设计中应通过正确选择电动机、变压器的容量以及照明灯具启动器，降低线路感抗，提高用电设备的自然功率因数。应优先考虑采用功率因数较高的同步发电机，荧光灯可采用高次谐波系数低于15%的电子镇流器等。
补偿电容法提高功率因数。当自然功率因数偏低，达不到电网合理运行要求时，应采用并联电力电容器作为无功补偿装置。无功补偿设备应适当靠近无功源，低压用电设备产生的无功功率宜由低压侧的电容器来补偿，高压用电设备产生的无功功率应由高压侧的电容器来补偿。用电设备集中的地方采用成组补偿，公共建筑内的其他无功功率主要在变电所二次侧集中补偿，并多采用自动无功功率补偿加固定补偿方式。对供电点较远、容量较大，负荷平稳、经常使用的设备多采用就地补偿。空调主机及冷冻泵等常在其附近设专用变电所，可以集中补偿，但若供电距离过长时，最好采用就地补偿。当配电系统中谐波电流较严重时，无功补偿容量的计算应考虑谐波的影响。
6、电气设备节能控制
公共建筑内能源机电设备的能耗占公共建筑能耗的绝大部分。随着公共建筑智能化的发展，楼宇自动化系统（BAS）的广泛应用，采用节能控制，综合应用信息通信、计算机网络、自动化控制等智能化技术对公共建筑内能源机电设备实施集中监控和能效管理，从而实现系统的最优化控制和管理，达到提高能效、降低能耗的节能目标。
其中，空调系统是公共建筑物中的耗能大户，其用电量约占整个公共建筑用电量的50%，因此中央空调系统的节能控制显得尤为重要，其主要内容包括：热交换系统温差与流量的优化控制；定风量全空气系统的空调机组的优化控制；变风量空调系统的优化控制；冷冻水与冷却水系统的优化控制；冰蓄冷系统的优化控制；水蓄冷系统的优化控制，等等。
7、结语
综上所述，公共建筑电气节能设计潜力很大，对于电气设计者而言，应全面认真地考虑电气设计方案，选择高效、节能、环保的设备，应用先进的设计技术，按节能标准合理设计。在为人们提供健康、舒适、安全的居住环境和生活空间的同时，又能行之有效地节约能源
参考文献：
[1]万小洪：《建筑电气设计中的节能措施》[J]科技信息
[2]《工业与民用配电设计手册》第三版
[3]《钢铁企业电力设计手册》上下册
[4]《电气传动自动化技术手册》第三版