综述建筑电气节能设计技术

所属栏目:电力论文 发布日期:2011-04-02 16:43 热度:

  摘要:节约能源,保护环境,是我国长期的重大方针。随着现代化科技的迅速发展,节能技术、节能设备也将不断提高和发展。本文根据笔者从事电气设计专业的多年经验,阐述了建筑电气设计节能的重要性。
  
  关键词:建筑电气;节能设计;节能措施
  
  “节能降耗”是国家的基本国策之一。建筑电气领域节约用电蕴含着巨大的潜力,同时,节能具有重大意义,它不仅能有效地缓和电力供需矛盾,保证国民经济持续、高速、健康的发展,而且经济效益显著,是一种经济的电力开发形式。
  
  1 建筑供配电系统节能
  建筑供配电系统节能包含尽可能地减少在输送、转换、运行过程中的损耗及系统使用中的节能,就建筑供配电系统节能而言,主要包括三个方面:供配电系统节能设计、变压器节能和系统运行管理节能。
  1.1供配电系统节能设计
  根据用电负荷容量及其分布、用电设备特点及负荷等级,合理设计供配电系统,使系统在最佳状态下运行,实现供配电系统的经济节能运行。设计应从下面几个方面考虑。
  (1)供配电系统应尽量简单可靠,同一电压等级供电系统变配电级数不宜多于2级,尽量减少变电级数过多产生的电能损耗。
  (2)合理选择供电电压。同等情况下,电压越高,损耗越小。民用建筑用电设备电压等级大部分为220/380V,但一些大型或特大型的民用建筑的空调主机为了达到节能目的,经方案比较,可以选择l0(6)kV的制冷设备。
  (3)变电所应靠近负荷中心,低压配电间应靠近电气竖井,合理分布供电网络,使低压供电半径控制在200m以内,供电线路的电压损失已满足规范的允许值,减少线路电压损失,提高供电网络的供电质量及网络运行的经济效益。
  (4)在选择变压器容量和台数时,应根据负荷情况,综合考虑投资和年运行费用,对负荷合理分配,选取容量与电力负荷相适应的变压器,使其工作在高效低耗区内。
  (5)合理选择电缆、导线截面。在满足允许载流量、运行电压损失等各种技术指标前提下,应按经济电流密度合理选择导线截面,并应从降低电能损耗、减少投资和节约有色金属等方面综合衡量。此外,对于环形供电方式,为降低线路的电阻值,将开式网运行改为闭式网运行,同样可明显降低线路损耗。
  (6)合理地提高供配电系统的功率因素。若系统自然功率因素达不到接入电网要求时,应进行无功补偿,提高功率因素,减少能量损耗。具体方法下面二种。
  A、减少用电设备无功损耗,提高用电设备的功率因数。在设计中,尽可能采用功率因数高的用电设备。
  B、用静电电容器进行无功补偿,提高功率因数。
  1.2变压器节能
  变压器节能的实质就是降低其损耗、提高其运行效率。变压器运行中的铁损、杂散损耗是固有的,而铜损是随负载率的平方而变化。为降低能耗,除了从自身材质、结构等方面着手外,还应重视变压器运行中的降损,综合初装费,变压器、高低压柜、土建投资及运行费用,又要使变压器在使用期内预留适当的余量,故变压器节能措施主要为:
  (1)合理选择变压器容量和台数,选择容量与电力负荷相适应的变压器,对负荷进行合理分配,使其工作在高效低耗区内。
  (2)选用节能型变压器,节能变压器具有损耗低、重量轻、噪音低、效率高、抗冲击、节能显著等优点,设计时应首选高效低损的节能变压器。如油浸式变压器已出现了比S9系列更节能的S10,S1I系列。S11型变压器与s9型变压器相比,空载损耗平均降低30%,空载电流平均下降70%。新型干式变压器SC9系列以及非晶合金变压器等产品,也都显示了低损耗的节能潜力。
  (3)加强运行管理,实行变压器经济运行。电力用户内部变电所之间宜设置联络控制,在负荷变化情况下,及时投入或切除部分变压器,防止变压器轻载和空载运行,从而减少损耗。
  1.3系统运行管理的节能措施
  (1)用电峰谷调节实现节能,合理用电是节约能源的重要内涵之一,电是不可储存的,充分发挥电力资源的综合效益,利用电力系统的低谷电能,实行避峰用电,也是一种间接的节能降耗办法。
  (2)通过抑制电力谐波达到节能效果。民用建筑,尤其是现代智能建筑中,存在的大量3次谐波污染,不仅会严重影响电能质量,还将增加功率损耗,造成电能的浪费。抑制谐波的措施主要有以下几点。
  A、改善配电系统。选用D.Yn11接线组别的三相配电变压器,为3次谐波电流提供环流通路;尽可能保持三相电压平衡;对谐波源负荷采用专用回路供电,减少谐波对其他负荷的影响,也有助于集中抑制和消除谐波。
  B、降低谐波源的谐波含量。在谐波源设备选型上,尽量选用谐波含量少的设备,最大限度地避免谐波的产生。
  C、在谐波源处安装滤波器,吸收谐波电流。
  D、防止并联电容器组对谐波的放大。当并联电容器组附近有谐波源,谐波电流超过规定允许值时,应在回路中设置串联电抗器,或将电容器组的某些支路改为滤波器,还可以采取限定电容器组的投入容量,避免电容器对谐波的放大。
  
  2 建筑动力系统节能
  由于建筑动力用电设备通常容量较大,故其消耗的电能亦较大。据统计,约占整个建筑耗电的40%~60%,如此大容量的动力用电设备,无疑使我们在节电方面大有所为。动力系统节电应在满足工艺要求的前提下,尽可能减少电动机电能损耗,提高电能的有效利用率。其节电技术如下。
  2.1采用高效率节能型电动机
  采取各种切实可行的措施,减少电动机的各部分损耗(主要为负载损耗及空载损耗)、提高电动机的效率和功率因数。采用高效率电机(Y,Y2系列)减少的耗电量与普通标准电动机相比,其总损耗减少20%~30%,效率可提高3%~6%。
  2.2根据负荷特性合理地选择电动机
  首先,要了解负荷的特性,然后,根据电机的工作环境及负载特点,选用合适的电动机,提高电动机及其拖动负载的运行效率,减小损耗。
  2.3选择正确的起动方式
  对于需频繁起动的电动机设备,正确选择起动方式,将直接影响节电效果。如直接起动方式,建议除特别小容量(<0.75kW)的电动机外,应尽量不予采用;减压起动则有利于节电,故适用于容量较大的电动机。近年来,在民用建筑中采用变频器起动的越来越多,因其原理是根据负载变化自行调节电动机转速使两者相适应,从而提高电动机运行效率来达到节电目的。

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