淺議電氣系統(tǒng)技術(shù)改造與節(jié)約電能
周穎
摘要：建筑電氣能耗在建筑能耗中占有相當(dāng)大的比例，因此，建筑電氣的節(jié)能設(shè)計就顯得尤為重要。建筑節(jié)能是能源節(jié)約的重點，而建筑電氣節(jié)能是建筑節(jié)能的重要方面。本文著眼于電氣節(jié)能設(shè)計應(yīng)遵循的原則，重點從變壓器的選擇、節(jié)能電路設(shè)計、照明節(jié)能、提高功率節(jié)能等多個方面和角度，論述了建筑電氣節(jié)能的技術(shù)措施及其在工程設(shè)計中的合理應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電氣節(jié)能 電氣系統(tǒng) 電氣系統(tǒng)技術(shù)改造

一 建筑電氣設(shè)計節(jié)能的原則
建筑電氣設(shè)計節(jié)能的原則建筑電氣節(jié)能應(yīng)堅持三個原則。一是滿足建筑物的功能，即滿足照明的亮度、色溫、顯色指數(shù)；舒適性空調(diào)的溫度及新風(fēng)量，也就是舒適衛(wèi)生；滿足上下、左右的運輸通道暢通無阻。二是考慮實際經(jīng)濟(jì)效益。不能因為節(jié)能而過高地消耗投資，增加運行費用，而是應(yīng)該讓增加的部分投資，能在幾年或較短的時間內(nèi)用節(jié)能減少下來的運行費用進(jìn)行回收。三是節(jié)省無謂消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是與發(fā)揮建筑物功能無關(guān)的，再考慮采取什么措施節(jié)能。如變壓器的功率損耗，傳輸電能線路上的有功損耗都是無用的能量損耗。因此，節(jié)能措施也應(yīng)貫徹實用、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)的原則。
總之，筆者認(rèn)為節(jié)能設(shè)計應(yīng)把握“滿足功能、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)”的原則。具體說來，可重點從以下多個方面采取節(jié)能措施，將節(jié)能技術(shù)合理應(yīng)用到實際工程中。

二 建筑電氣節(jié)能設(shè)計的措施
(一) 變壓器節(jié)能設(shè)計
變壓器的有功功率損耗如以下以式:
△Pb＝Po＋Pkβ2
Pb 為變壓器有功損耗；Po 為變壓器的空載損耗；Pk 為變壓器的有載損耗；β 為變壓器的負(fù)載率。Po 部分為空載損耗又稱鐵損，它是由鐵芯的渦流損耗及漏磁損耗組成，是固定不變的部分，大小隨矽鋼片的性能及鐵芯制造工藝而定。所以，變壓器應(yīng)選用節(jié)能型的，如S9、SL9 及 SC8 等型油浸變壓器或干式變壓器，它們都是采用優(yōu)質(zhì)冷軋取向矽鋼片，使矽鋼片的磁疇方向接近一致，以減少鐵芯的渦流損耗；45°全斜接縫結(jié)構(gòu)，使接縫密合性好，以減少漏磁損耗。
為減小變壓器損耗，當(dāng)容量大而需要選用多臺變壓器時，在合理分配負(fù)荷的情況下，盡可能減少變壓器的臺數(shù)，選用大容量的變壓器。

（二）線路節(jié)能設(shè)計
由于線路上存在電阻，有電流流過時，就會產(chǎn)生有功功率損耗。公式如下:
△P＝ 3IΦ2R×10
其中 Φ 為相電流；R 為線路電阻。在一個工程中，線路左右上下縱橫交錯，小工程線路全長不下萬米，大工程更是不計其數(shù)，所以線路上的總有功損耗是相當(dāng)可觀的，減少線路上的能耗必須引起設(shè)計重視。線路上的電流是不能改變的，要減少線路損耗，只有減小線路電阻。線路電阻 R＝P×L/s，即線路電阻與電導(dǎo) P 成正比，與線路截面 S 成反比，與線路長度 L 成正比，因此減少線路的損耗應(yīng)該：第一，應(yīng)選用電導(dǎo)率較小的材質(zhì)做導(dǎo)線。銅芯最佳，但又要貫徹節(jié)約用銅的原則。因此，在負(fù)荷較大的二類、一類建筑中采用銅導(dǎo)線，在三類或負(fù)荷量較小的建筑中采用鋁芯導(dǎo)線。第二，減小導(dǎo)線長度。首先，線路盡可能走直線，少走彎路，以減少導(dǎo)線長度；其次，低壓線路應(yīng)不走或少走回頭線，以減少來回線路上的電能損失；第三，變壓器盡量接近負(fù)荷中心，以減少供電距離；第四，在高層建筑中，低壓配電室應(yīng)靠近豎井，而且由低壓配電室提供給每個豎井的干線，不至于產(chǎn)生支線沿著干線倒送的現(xiàn)象。

（三）電動機(jī)運行的節(jié)能設(shè)計
在建筑電氣中的電動機(jī)都是與暖通、水道、建筑等工種的設(shè)備配套的，由設(shè)備制造廠商統(tǒng)一供應(yīng)的。其節(jié)能措施只能貫徹在運行過程中，除了上述的用就地補(bǔ)償電容器以減少線路由于輸送超前無功而引起的有功損耗外，還應(yīng)減少電機(jī)輕載和空載運行。采用變頻調(diào)速器，使其在負(fù)載下降時，采用變頻的方式，自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，使其與負(fù)載的變化相適應(yīng)。采用這種方式，可提高電機(jī)在輕載時的效率，達(dá)到節(jié)能的目的。但是，這種設(shè)備的價格仍偏高，在應(yīng)用中受到一定的限制。另一種節(jié)能方式是采用軟起動器，軟起動器設(shè)備是按起動時間逐步調(diào)節(jié)可控硅的導(dǎo)通角，以控制電壓的變化。由于電壓可連續(xù)調(diào)節(jié)，因此起動平穩(wěn)，起動完畢，則全壓投入運行。此設(shè)備也可采用測速反饋、電壓負(fù)反饋或電流正反饋，利用反饋信息控制可控硅導(dǎo)通角，以達(dá)到速度隨負(fù)載的變化而變化。它可用在電動機(jī)容量較大，又需要頻繁起動的設(shè)備，以及附近用電設(shè)備對電壓的穩(wěn)定要求較高的場合。

（四）照明系統(tǒng)節(jié)能
（1）改進(jìn)燈具控制方式：根據(jù)照明的使用特點，可采取分區(qū)控制燈光或適當(dāng)增加照明開關(guān)點，采用各種節(jié)能型開關(guān)或裝置。臥房、病房、客房等的床頭燈可采用調(diào)光開關(guān)，高級客房采用節(jié)電鑰匙開關(guān)，公共場所及室外照明可采用程序控制或光電、聲控開關(guān)，走道、樓梯等人員短暫停留的公共場所可采用節(jié)能自熄開關(guān)。
（2）優(yōu)先選用低能耗、性能優(yōu)的光源用電附件：如電子鎮(zhèn)流器、節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器、電子觸發(fā)器以及電子變壓器等。公共建筑的熒光燈宜選用帶有無功功率補(bǔ)償?shù)臒艟�，緊湊型熒光燈具應(yīng)選用電子鎮(zhèn)流器，氣體放電燈宜采用電子觸發(fā)器等。

（五）提高功率進(jìn)行節(jié)能
減少供用電設(shè)備無功消耗，提高自然功率因素，其主要措施有
(1) 正確設(shè)計和選用變流裝置，對直流設(shè)備的供電和勵磁，應(yīng)采用硅整流或晶閘管整流裝置，取代變流機(jī)組、汞弧整流器等直流電源設(shè)備。
(2) 限制電動機(jī)和電焊機(jī)的空載運轉(zhuǎn)。設(shè)計中對空載率大于50％的電動機(jī)和電焊機(jī)，可安裝空載斷電裝置 ；對大、中型連續(xù)運行的膠帶運輸系統(tǒng)，可采用空載自停控制裝置 ；對大型非連續(xù)運轉(zhuǎn)的異步籠型風(fēng)機(jī)、泵類電動機(jī)，宜采用電動調(diào)節(jié)風(fēng)量、流量的自動控制方式，以節(jié)省電能。
(3) 條件允許時，采用功率因數(shù)較高的等容量同步電動機(jī)代替異步電動機(jī)，在經(jīng)濟(jì)合算的前提下，也可采用異步電機(jī)同步化運行。
(4) 熒光燈選用高次諧波系數(shù)低于15％的電子鎮(zhèn)流器 ；氣體放電燈的電感鎮(zhèn)流器，單燈安裝電容器就地補(bǔ)償?shù)龋�都可使自然功率因�?shù)提高到0.85～0.95。
按全國供用電規(guī)則規(guī)定，高壓供電的用戶和高壓供電裝有帶負(fù)荷調(diào)整電壓裝置的電力用戶，在當(dāng)?shù)毓╇娋忠?guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時功率因素應(yīng)不低于0.9。當(dāng)自然功率因素達(dá)不到上述要求時，應(yīng)采用電容器人工補(bǔ)償?shù)姆椒�，以滿足規(guī)定的功率因素要求。實踐表明，每kV 補(bǔ)償電容每年可節(jié)電150～200kWh，是一項值得推廣的節(jié)電技術(shù)。特別是對于下列運行條件的電動機(jī)要首先應(yīng)用 ：①遠(yuǎn)離電源的水源泵站電動機(jī)。②距離供電點200m 以上的連續(xù)運行電動機(jī)。③輕載或空載運行時間較長的電動機(jī)。④YZR、YZ 系列電動機(jī)。

結(jié)語：綜上所述，建筑電氣的節(jié)能潛力很大，應(yīng)在設(shè)計中精心考慮各種可行的技術(shù)措施。同時，在選用節(jié)能的新設(shè)備時，應(yīng)具體了解其原理、性能、效果，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行比較后，再合理選定節(jié)能設(shè)備，以真正達(dá)到有效節(jié)能的目的。

參考文獻(xiàn)：
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