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電氣節(jié)能技術(shù)主要從電力系統(tǒng)節(jié)能、照明系統(tǒng)節(jié)能、電子設(shè)備節(jié)能這三大部分考慮。對于一個石油化工企業(yè)來說,電氣設(shè)備占據(jù)著大部分生產(chǎn)線,所以電力系統(tǒng)節(jié)能是整個電氣節(jié)能中的重點。照明系統(tǒng)節(jié)能、電子設(shè)備節(jié)能(大規(guī)模集成電路、電動機驅(qū)動)控制也不容小覷。電氣節(jié)能需要滿足如下三個原則:首先要滿足生產(chǎn)設(shè)備的基本功能,保證生產(chǎn)設(shè)備的安全性和可靠性。在兼顧生產(chǎn)技術(shù)性能的前提下才會考慮降低能耗,提高生產(chǎn)的經(jīng)濟指標(biāo);其次要滿足經(jīng)濟性要求,應(yīng)考慮節(jié)能和投資回收期;最后的原則要從節(jié)能的觀點著手,同時考慮能源節(jié)約和環(huán)境保護兩大方面。
2電氣節(jié)能技術(shù)在石化企業(yè)工程設(shè)計中的應(yīng)用
2.1電力系統(tǒng)節(jié)能
2.1.1變壓器選型。
變壓器是在電力系統(tǒng)中是較為常用且較為普遍的電氣設(shè)備,尤其在石化企業(yè)中,大量的變壓器投入使用。7×24小時運行,其消耗電能量也是相當(dāng)之大。通常我們在選擇變壓器時,需要根據(jù)變壓器的負載率這一指標(biāo)來進行選擇。
2.1.2系統(tǒng)功率因數(shù)的提高。
在電力系統(tǒng)中,功率因數(shù)占據(jù)著舉足輕重的地位。如果能夠提高功率因數(shù),那么就意味著能源的利用率會得以提高,同時生產(chǎn)和電力成本、線路電壓都會相應(yīng)減少,而設(shè)備的利用率會大大改善。石化企業(yè)就會以最小的投資得到最大的經(jīng)濟收益。大多數(shù)用電設(shè)備均是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的,如配電變壓器、電動機等,它們都是依靠建立交變磁場才能進行能量的轉(zhuǎn)換和傳遞。
2.1.3減少線路的功率損耗。
根據(jù)公式P=I2R可知,只要電流經(jīng)過有電阻的介質(zhì)就會產(chǎn)生能量消耗。那么在一個大的工程中,有成百上千的設(shè)備以及設(shè)備線路,減少線路的功率損耗對于電氣節(jié)能的貢獻是相當(dāng)可觀的。根據(jù)R=ρL/S可以得出,在工程設(shè)計中應(yīng)當(dāng)合理地設(shè)計電氣線路的走向,減少線路的長度L以及合理地選擇線路的粗細S能夠有效地降低線路損耗。
2.1.4降低高次諧波。
在我國使用的交流電的頻率為50Hz,當(dāng)正弦波受到外界干擾時就會發(fā)生畸變,畸變越嚴(yán)重,高次諧波分量越大,基波的分量越小。在具有高次諧波電壓和電流的電網(wǎng)系統(tǒng)中,對電動機的正常運行起作用的僅是電網(wǎng)的電壓和電流的基波部分,而系統(tǒng)中的高次諧波電流和電壓部分,則只能產(chǎn)生有功損耗和額外的無功損耗。同時,高次諧波會產(chǎn)生過電壓、過電流直接影響到工作的可靠性。解決電網(wǎng)高次諧波主要是采用無源濾波技術(shù)(電容、電感組成的濾波器吸收高次諧波)和有源濾波技術(shù)(由先進的電子控制和電力電子設(shè)備組成,通過探測系統(tǒng)瞬間的畸變波形,并產(chǎn)生與之相反的畸變波形與其抵消,從而輸出標(biāo)準(zhǔn)的正弦波)。
2.2穩(wěn)定電壓節(jié)能
穩(wěn)定供電電壓至額定電壓,系統(tǒng)供電效率最高。電壓的不穩(wěn)定,高電壓和低電壓都不能形成高效供電。絕大多數(shù)的用電設(shè)備,它在額定電壓工況下效率最高。如果供電電壓高于額定電壓,就會產(chǎn)生過高的空載電流,造成能源的浪費。如果供電電壓低于額定電壓,負載不變時就會產(chǎn)生過大的負載電流,造成線損的增加,也會造成能源的浪費。要選擇合適的供電電壓,如果壓力變化過大,可使用帶有有載調(diào)節(jié)開關(guān)的變壓器。
2.3照明系統(tǒng)節(jié)能
在滿足正常照明需求的前提下,優(yōu)先選取發(fā)光效率高、能源消耗小的節(jié)能燈、電磁感應(yīng)燈、LED燈等。這些燈的壽命長、能耗小,可以滿足節(jié)能的要求。在我國,電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)電壓是220V,但是存在一個電壓的-10%~-7%的電壓偏差。過高的電壓經(jīng)過照明系統(tǒng)會產(chǎn)生大量的熱量,同時也會影響到照明設(shè)備的壽命。通過控制照明系統(tǒng)中回路電壓,能夠起到節(jié)約用電和延長照明設(shè)備使用壽命的功能。
2.4電子設(shè)備節(jié)能
在石化企業(yè)中,電子設(shè)備節(jié)能主要包含工作計算機、打印機、復(fù)印機的節(jié)能和工業(yè)使用的PID控制系統(tǒng)節(jié)能。在日常工作中,企業(yè)的每一位員工需要養(yǎng)成順手關(guān)閉計算機顯示器、下班后關(guān)閉計算機的習(xí)慣,在使用操作系統(tǒng)時盡量設(shè)置為省電模式。另外打印機、復(fù)印機在不使用的時候選擇待機或直接關(guān)機減少耗電量。工業(yè)使用PID控制系統(tǒng)設(shè)計時選擇低功耗的模塊。
3結(jié)語
隨著現(xiàn)代電氣控制技術(shù)迅速發(fā)展,其應(yīng)用范圍和領(lǐng)域不斷擴大。同時由于現(xiàn)代眾多領(lǐng)域的生產(chǎn)經(jīng)營都是建立在電氣系統(tǒng)上,而電氣系統(tǒng)能實現(xiàn)對電氣設(shè)備平穩(wěn)控制,因此該技術(shù)應(yīng)用范圍不斷擴大,從家庭供電系統(tǒng)和電器使用到中小型企業(yè)再到能源、鋼鐵等重工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域都可見到電氣控制系統(tǒng)的身影。具體來說,現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)主要應(yīng)用在:環(huán)保行業(yè)、高爐鼓風(fēng)機及鐵路起重設(shè)備等,下面分別展開論述。
1.1環(huán)保工程
隨著時展,全球各國都開始注重環(huán)境保護,以降低環(huán)境問題對人類生存和生產(chǎn)的危害,因此越來越多環(huán)保工程應(yīng)運而生。中國一直將環(huán)境污染治理作為基本國策之一,在各行各業(yè)發(fā)展中都將保護環(huán)境作為生產(chǎn)的原則之一。在這個背景下,環(huán)境工程成為近年來發(fā)展較快的行業(yè)。尤其是環(huán)保工程常常涉及到燃料脫硫過程,在這個過程中應(yīng)用電氣控制技術(shù),能提升生產(chǎn)效率,并保障生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性。將電氣控制技術(shù)運用到煤炭脫硫生產(chǎn)過程中,能有效避免生產(chǎn)過程中的安全問題,且操作人員能采用遠程操作方法來實現(xiàn)脫硫工作,不僅效率得到提升,也避免了有毒物質(zhì)對人體傷害。
1.2高爐鼓風(fēng)機
由于中國建筑行業(yè)快速發(fā)展,對鋼材的需求不斷提升。而電氣控制技術(shù)在高爐鼓風(fēng)機中得到了廣泛應(yīng)用。a)電氣控制技術(shù)的穩(wěn)定性和連續(xù)性能更好地防止高爐鼓風(fēng)機出現(xiàn)運行中的故障,降低運行事故發(fā)生概率;b)電氣控制技術(shù)能實現(xiàn)高爐鼓風(fēng)機整體性能的大幅提升。通過電氣控制技術(shù)的使用,能有效改進高爐工作,使整體煉鋼水平得到提升。同時要對鼓風(fēng)機低電壓跳閘的電氣控制技術(shù)、二次控制電源的電氣控制技術(shù)及瞬時斷電的電氣控制技術(shù)進行大力技術(shù)改造。
1.3鐵路起重設(shè)備
在電氣控制技術(shù)起步階段,中國的鐵路起重機在運行過程中存在很多局限性,且涉及到很多協(xié)調(diào)工作,無法滿足鐵路救援工作需求,而在當(dāng)時經(jīng)濟條件下無法大量引進國外發(fā)達國家生產(chǎn)的機械設(shè)備,使得起重機控制工作非常困難。隨著電氣控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,中國鐵路起重設(shè)備逐步向著智能化、高集成度、自動化方向發(fā)展,使鐵路救援工作更加靈活,成本低廉且便與維修。其中,PLC技術(shù)的出現(xiàn)成功解決了鐵路起重設(shè)備中的問題。PLC是一個以微處理器為核心,數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置,專為在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計,它采用可編程序的存儲器,用以在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時/計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令,并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口,控制各種類型機械或生產(chǎn)過程。通過PLC技術(shù)應(yīng)用,使中國擺脫了國外技術(shù)控制,鐵路運輸業(yè)得到了飛速發(fā)展。
2對電氣控制技術(shù)未來發(fā)展趨勢的展望
隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,以人工智能技術(shù)為主的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、模糊邏輯等技術(shù)已經(jīng)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用,相關(guān)應(yīng)用研究也在不斷進行。電氣控制技術(shù)涉及內(nèi)容比較多,不僅涉及到電氣原理、線路、系統(tǒng)設(shè)計,也涉及到編程方法及生產(chǎn)機械應(yīng)用等相關(guān)內(nèi)容。同時電力控制方法也比較多,在很大程度上需要結(jié)合電氣控制技術(shù)。下面就電氣控制技術(shù)未來發(fā)展趨勢進行展望。
2.1電氣控制技術(shù)向著智能化趨勢發(fā)展
在科學(xué)技術(shù)發(fā)展帶動下,中國電氣控制技術(shù)逐步向著智能化方向發(fā)展,以人工智能技術(shù)為主要技術(shù)核心的各種技術(shù)目前已應(yīng)用到電氣控制技術(shù)當(dāng)中,并且與此相關(guān)的各種技術(shù)也在不斷研究和發(fā)展中。從當(dāng)前研究成果可看出,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已成為解決復(fù)雜問題的關(guān)鍵技術(shù),通過對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使用,可以對各種故障樣本進行分析,并找出解決問題的方法,當(dāng)再次出現(xiàn)故障時,就可以在最短時間內(nèi)排除故障。通過各種智能技術(shù)與電氣控制技術(shù)的結(jié)合,能將兩者優(yōu)勢充分發(fā)揮、使用,更好地解決電氣系統(tǒng)中存在的問題。
2.2電氣控制技術(shù)向著開放性趨勢發(fā)展
電氣控制技術(shù)當(dāng)前不斷創(chuàng)新和發(fā)展,其硬件系統(tǒng)不斷更新,新電氣控制技術(shù)不但安全性高、運行穩(wěn)定,并且具有很強的靈活性和可靠性,能在生產(chǎn)中提供更多發(fā)展平臺。在信息技術(shù)發(fā)展帶動下,電氣控制技術(shù)也向著開放性方向發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新為電氣控制技術(shù)提供了更多溝通和交流方式,使得電氣控制設(shè)計與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合,不斷呈現(xiàn)多樣化趨勢。電氣控制技術(shù)的開放性趨勢,也會使電氣系統(tǒng)的整體性能和特殊性能得到進一步提升。由此可見,開放性趨勢已成為電氣控制技術(shù)的必然發(fā)展趨勢。
2.3電氣控制技術(shù)向著網(wǎng)絡(luò)化趨勢發(fā)展
目前電氣控制技術(shù)的優(yōu)勢是強大的自我診斷和修復(fù)功能,使其能精準(zhǔn)有效地切除故障以防止事故發(fā)生。但為了更進一步提升系統(tǒng)安全性,就要對系統(tǒng)進行網(wǎng)絡(luò)化改進,增強系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信功能。電氣設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)化能加強對故障位置、故障距離、故障性質(zhì)的分析和確定,使電氣設(shè)施能得到更加密切的保護,從而提升電氣設(shè)施可靠性。在電氣設(shè)施保護技術(shù)中,可通過網(wǎng)絡(luò)將不同母線保護進行高度集成,從回路流量和計算機網(wǎng)絡(luò)流量中獲取電流量信息,進而為故障和母線的隔離打下基礎(chǔ),盡可能降低母線被切除的發(fā)生率。采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能進一步提升電氣設(shè)施和設(shè)備的可靠性,降低電氣設(shè)備故障發(fā)生概率。從這個角度看來,電氣控制技術(shù)向著網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展對電氣系統(tǒng)和電氣設(shè)備都有著深遠影響。電氣控制技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化,也將會給電氣控制設(shè)計及發(fā)展帶來更多新思路,提高電氣控制技術(shù)的可靠性和穩(wěn)定性,在一定程度上也會使電氣控制裝置局部性和整體性的提升成為可能。因此,網(wǎng)絡(luò)化趨勢已經(jīng)成為電氣控制技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。
3結(jié)語
【關(guān)鍵詞】建筑電氣;電氣節(jié)能;節(jié)能設(shè)計;節(jié)能措施
中圖分類號:TU855文獻標(biāo)識碼: A 文章編號:
一.引言
改革開放以來,中國的經(jīng)濟步入了全面發(fā)展時期,伴隨著經(jīng)濟水平的不斷進步,城市化水平也不斷提高,人口激增且不斷積聚,導(dǎo)致了大量高層建筑出現(xiàn),使得建筑耗能成為我國最大的能耗之一。從我國國家建筑協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示得出,到目前為止,我國的建筑能耗已經(jīng)達到中國全國能源總體消耗百分之三十多,而且,這一比例正在逐年增長。由此可以看出,我國的建筑電氣設(shè)計上存在著很多問題,設(shè)計不合理,忽視設(shè)計施工建造的環(huán)保節(jié)能技術(shù)研究,因此造成建筑電力消耗尤為嚴(yán)重,進一步加重了我國經(jīng)濟發(fā)展面臨的巨大的能源壓力和環(huán)境危機。
二,我國建筑電氣設(shè)計技術(shù)的特點和應(yīng)遵循的標(biāo)準(zhǔn)
我國建筑電氣設(shè)計的技術(shù)特點
建筑的電氣設(shè)計是一個很專業(yè)化,技術(shù)要求很嚴(yán)格的工作,必須從建筑電氣設(shè)計的具體特點采取針對性的措施,保證設(shè)計的科學(xué)合理性。我國建筑電氣設(shè)計主要有一下幾個特點:
(一)精確嚴(yán)密計算。對各種電氣設(shè)備的負荷能力做出嚴(yán)密科學(xué)測試,得到準(zhǔn)確數(shù)據(jù),做出精確嚴(yán)格的核算。計算的結(jié)果將會對電氣設(shè)備的安全有著重大影響,同時,嚴(yán)密的計算,也是可以采取經(jīng)濟手段的前提。
(二)科學(xué)設(shè)計建筑內(nèi)的配電系統(tǒng)。鑒于每幢建筑的不同特點,要據(jù)實際情況對低壓高壓,供配系統(tǒng)做出科學(xué)合理的設(shè)計,既可以保證整個電力系統(tǒng)的正常運營,又可以保證供電用電的穩(wěn)定和安全。
(三)終端照明設(shè)計。中斷照明是最為直接的消耗方式之一,照明設(shè)計科學(xué)與否,將直接關(guān)系到整個建筑電氣設(shè)計的環(huán)保節(jié)能,而且,科學(xué)合理的終端照明設(shè)計還可以大大增強建筑的美觀性。
(四)加強防護措施設(shè)計。高層建筑越來越多,且越建越高,遭到雷電的襲擊概率也日益頻繁,對建筑采取防雷設(shè)計,做好接地設(shè)計工作,可以有效保障整個建筑的安全性和穩(wěn)定性。
2.電氣設(shè)計要遵循是標(biāo)準(zhǔn)。
我國的電氣設(shè)計原則,在保障建筑功能完整的情況下,不用過多花費,通過合理科學(xué)電氣設(shè)計提高能源利用效率,從而實現(xiàn)節(jié)能的目的。需要遵循下面原則。
(一)要遵循相關(guān)法律規(guī)定。隨著我國電力系統(tǒng)的完善和建筑節(jié)能設(shè)計的要求,我國政府相關(guān)部門制定了《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(GB 50034―2004)》,并于2004年12月1日起實施?!豆步ㄖ?jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(GB 50189-2005)》已于2005年7月1日起實施。因此,在進行建筑電氣設(shè)計時候,要嚴(yán)格按《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》要求進行建筑節(jié)能設(shè)計,降低消耗,提高能源利用效率。
(二)要從實際情況出發(fā),既滿足建筑功能,又經(jīng)濟節(jié)能。
要立足國情,立足本地的發(fā)展實際情況,無需過多花費投資達到節(jié)能目的,而是要通過建筑電氣的合理設(shè)計,采用合適的設(shè)備材料,完善運行方式,針對建筑物不同的 處所,不同的照度,溫度,濕度,色溫等一系列的建筑物功能要求,采取合理的設(shè)計,做到物盡其用,避免浪費。
(三)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計,合理嚴(yán)格施工。要采用先進技術(shù),降低能耗。
要通過不斷的觀測和實驗找出建筑物容易存在的能源浪費點,在這些和建筑物功能無關(guān)的能量消耗上重點關(guān)注,采用先進的技術(shù),采取合理的施工措施,降低細節(jié)處的浪費,做到整體的節(jié)能。
三,建筑電氣中的節(jié)能技術(shù)探究
1.建筑電氣中節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的必要性
(一)是我國建設(shè)資源節(jié)約型社會的要求。
我國經(jīng)濟的發(fā)展面臨著巨大的能源壓力,建筑能耗作為最大的能源消耗主體之一,其能耗幾乎占據(jù)了我國整體能耗的三分之一還多,不科學(xué)的建筑電氣設(shè)計加大了能源的消耗和浪費,增添了我國能源負擔(dān)。因此,加強對能源的控制,提高對各種能源的利用效率,是我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略必須要堅持的策略。
(二)是提高居民生活水平,生活質(zhì)量的客觀要求。
建筑電氣設(shè)計,既可以據(jù)不同的實際狀況滿足建筑物所有的基本功能,而且還從建筑物的照度,溫度,濕度,色差色溫,氣流,通風(fēng)等各種細節(jié)作出合理科學(xué)的設(shè)計規(guī)劃,既可以減少建筑的資源能源浪費,又大大提高了居民居住的舒適度,有助于身心健康,有助于居民生活質(zhì)量的提高。
2.建筑電氣中節(jié)能技術(shù)方案措施
(一)照度標(biāo)準(zhǔn)
選擇照度是照明設(shè)計的重點。照度太低,會損害工作人員視力,影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率,而且不合理的高照度則浪費電力。因此,選擇照度必須與所進行的視覺工作環(huán)境相適宜,按國家頒布的《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(GB 50034―2004)》選擇照度。
(二)照明方式的選擇
照明方式分為:一般照明、局部照明和混合照明。在滿足標(biāo)準(zhǔn)照度的條件下為節(jié)約電力,應(yīng)恰當(dāng)選用一般照明、局部照明和混合照明三種方式。
(三)要據(jù)不同情況選用開關(guān)方式。電氣設(shè)計中有很多開關(guān)方式,在不同用途的建筑中安裝不同的開關(guān)控制方式,有助于減少能源的消耗,更可以方便操作使用,提高居民使用的安全穩(wěn)定性。右圖是電氣設(shè)計中常用的一些開關(guān)控制方式,根據(jù)不同的特點,加以對比,設(shè)計安裝合理的開關(guān)程控措施,有助于貫徹落實節(jié)能措施,達到降低能耗,方便生活的目的。
(四)擇合理的供電線路和導(dǎo)線截面
根據(jù)建筑的規(guī)模、用電負荷性質(zhì)及容量,使電氣間位置合理的靠近用電負荷中心,減少供電半徑、減少電能的損耗。據(jù)統(tǒng)計,照明線路的損耗約占輸入電能的4%左右,影響照明線路損耗的主要是供電方式和導(dǎo)線截面積。
四,建筑電氣中節(jié)能方案建議
1.減少變壓器的能量損耗
建筑電氣對變壓器的依賴性非常強,變壓器在長時間的運轉(zhuǎn)下造成的能耗也是相當(dāng)可觀的,因此在安裝中最好選擇合理的變壓器如選用節(jié)能型變壓器。綜合考慮投資和設(shè)備運行費用,對負荷進行合理分配,選取容量與電力負荷相適應(yīng)的變壓器, 使其滿負荷高效運轉(zhuǎn)。
2.減少線路上的能量損耗
電氣工程對線路的使用量和消耗量非常之巨,據(jù)有關(guān)統(tǒng)計, 線路的損耗約占輸入電能的4%左右。因此設(shè)計時,在滿足允許載流量運行電壓損失等各種技術(shù)指標(biāo)的前提下,根據(jù)建筑的規(guī)模用電負荷性質(zhì)及容量,使電氣位置合理的靠近用電負荷中心,另外應(yīng)按經(jīng)濟電流密度合理選擇電纜及導(dǎo)線的截面,從降低電能損耗。
3.在終端照明系統(tǒng)節(jié)能
照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計可從以下方面來綜合考慮:一是合理選擇高效節(jié)能電光源。如照明光源應(yīng)選擇發(fā)光效率高、顯色性好使用壽命長的高效光源。二是智能化控制。智能化控制有助于長時間自動進行照明控制,具有安全、舒適、節(jié)能、高效等特點,代表了未來照明發(fā)展方向。三是合理選擇照明線。照明系統(tǒng)可由單相二線、兩相三線、三相四線三種方式。
五.結(jié)束語
隨著我國建設(shè)資源節(jié)約型,環(huán)境友好型社會發(fā)展觀點的提出,要建立一個低能耗,低污染,節(jié)能環(huán)保型社會,已經(jīng)被提到了戰(zhàn)略發(fā)展的高度。我國人口基數(shù)大,科技水平相對還比較低,因此,加強對能源的控制,提高對各種能源的利用效率,是我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略必須要堅持的策略。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步,建筑電氣節(jié)能化技術(shù)設(shè)計,將會有著自動化和節(jié)能化的發(fā)展趨勢,因此,我國的相關(guān)工作人員必須加強對自己綜合素質(zhì)的提高,更新設(shè)計理念,提高設(shè)計水平,對建筑電氣設(shè)計做出合理規(guī)劃,并采取合適措施,保證整個系統(tǒng)的政策運營,減少浪費,降低消耗,促進我國節(jié)能步伐,推進社會和諧。
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[2]龔國棟 淺談建筑電氣設(shè)計的節(jié)能 [期刊論文] 《浙江建筑》 -2007年1期
關(guān)鍵詞:建筑電氣工程;氣節(jié)能設(shè)計;能設(shè)計;明節(jié)能設(shè)計
近年來,國家及相關(guān)部門已經(jīng)深切認(rèn)識到節(jié)能問題的重要性和緊迫性,建筑節(jié)能工作已經(jīng)全面展開并不斷深化,建筑節(jié)能技術(shù)不斷進步,建筑節(jié)能的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)也在不斷的完善。而且隨著社會的發(fā)展和進步,公眾節(jié)能的意識不斷增強,節(jié)能的理念也越來越為更多的人所接受。
建筑節(jié)能實際上是一項十分艱巨而復(fù)雜的工作,它甚至比某些建筑智能化系統(tǒng)的應(yīng)用更為困難。因此,要想在建筑節(jié)能方面有所收獲的話就要對其進行系統(tǒng)、全面和綜合的分析、研究、實踐。在此,筆者將就建筑電氣節(jié)能技術(shù)的原則及措施加以簡要論述。
1.建筑電氣節(jié)能的設(shè)計原則
1.1適用性原則
所謂的適用性原則就是在滿足為建筑物內(nèi)的良好的人工環(huán)境提供必要的能源,為建筑設(shè)備提供必須的動力,為用電設(shè)施提供可靠的負荷容量等條件的情況下,優(yōu)化供配電設(shè)計,從而促進電能的合理化運用。也就是說不能因為節(jié)能而影響建筑物的整體功能。要保證建筑物照明的照度、色度及顯色指數(shù);要滿足建筑物舒適衛(wèi)生的良好環(huán)境;滿足各處運輸通道的暢通無阻等等。
1.2節(jié)約性原則
所謂的節(jié)約性原則就是指在電氣節(jié)能設(shè)計中要充分考慮到實際的經(jīng)濟效益,不能因為節(jié)能而過高的消耗投資,增加運行費用。而是要科學(xué)合理的選用節(jié)能設(shè)備和材料,爭取實現(xiàn)用較低的投資得到最大的經(jīng)濟效益。使因節(jié)能而增加的投資可以在最短的時間內(nèi)用節(jié)能減少下來的運行費用收回。
1.3節(jié)能性原則
所謂節(jié)能性原則就是要節(jié)省無謂消耗的能量。首先要找出哪些地方的能量消耗是與發(fā)揮建筑物的功能無關(guān)的,在考慮采取什么措施節(jié)約能源。如著眼于電氣設(shè)備自身的電能消耗、變壓器的功能損耗、傳輸線上的電能損耗等方面,節(jié)能設(shè)計應(yīng)該把握“滿足功能、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進的原則”。
2.建筑電氣節(jié)能設(shè)計
2.1供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計
根據(jù)負荷容量,供電距離及分布,用電設(shè)備特點等因素合理設(shè)計供配電系統(tǒng),做到系統(tǒng)盡量簡單,可靠,操作方便。變配電所應(yīng)盡量靠近負荷中心,以縮短配電半徑減少線路損耗。合理選擇變壓器的型號、容量和臺數(shù),以適應(yīng)由于季節(jié)性和工作時間造成的負荷變化時能夠靈活投切變壓器,實現(xiàn)經(jīng)濟運行減少由于輕載運行造成的不必要電能損耗。
當(dāng)線路上有電流流過時,由于線路上電阻的存在,勢必會產(chǎn)生有功功率的損耗。因此,線路傳輸上的損耗是電能利用率低的一個重要原因。要想減少此類損耗主要著眼于四個方面。第一、選用電導(dǎo)率較小的材料做導(dǎo)線。通常選用銅芯線纜,但考慮到要節(jié)約用銅,也可以改為采用新型的銅鋁復(fù)合材料線纜。第二、減少配線的長度。因此在布線時盡量使線路走直線,低壓線路要不走或者少走回頭線,變壓器要盡量接近負荷中心,減少供電距離,且低壓配電的供電半徑不要超過規(guī)定。第三、增大導(dǎo)線截面。對于比較長的線路在滿足載流量、動熱穩(wěn)定、保護配合、電壓損失等條件下,可根據(jù)情況加大一級線纜的截面。第四、合理調(diào)劑季節(jié)性負荷。也就是要使供電線路得到充分的利用。如將空調(diào)風(fēng)機、風(fēng)機盤管與一般照明、電開水器等計費相同的負荷集中。
2.2變壓器的節(jié)能設(shè)計
2.2.1變壓器的損耗主要分為兩部分
a.與負載無關(guān)的空載損失。b與負載成平方比的負載損失。變壓器有載時,除了固定鐵損外,還存在由于電流通過一次、二次線圈的電阻損耗,即銅耗P在不同負載條件下,變壓器的總損耗為與P之和。
2.2.2變壓器的效率
變壓器的效率為輸出功率P2與輸入功率P之比,變壓器的最高效率點是由變壓器固有結(jié)構(gòu)的特性、空載損耗P0、短路損耗P決定的。從經(jīng)濟運行的角度考慮,對于季節(jié)性變化較大的負荷,宜裝設(shè)兩臺變壓器,當(dāng)負荷長時間較低時可停用1臺,以保持經(jīng)濟運行。轉(zhuǎn)貼于免費論文下載中心
2.3電動機節(jié)能設(shè)計
降低電動機電能損耗的主要途徑,是提高電動機的工作效率和功率因數(shù)。在工程設(shè)計中,應(yīng)根據(jù)負荷特性考慮選擇更為節(jié)電的電動機,其關(guān)鍵在于明確負荷是連續(xù)的還是斷續(xù)的。若為連續(xù)負荷,要了解電動機的輸出功率是否與各種負荷相匹配,如果是風(fēng)機和泵等平方遞減負荷特性,在輕載時打開風(fēng)門和閥門,采用調(diào)速電動機在低速運行可以節(jié)約電能。斷續(xù)負荷時,如果輕負荷時不能停止電動機的工作,則應(yīng)考慮采用調(diào)速裝置,即在額定負荷下運行時采用常用電源,使電動機在額定轉(zhuǎn)速下運行;而需要低速運行時,考慮采用逆變器變頻裝置或其他方式調(diào)速。
3.電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計
3.1充分利用天然光源
照明節(jié)能工程中的一個較為主要的內(nèi)容是如何充分利用天然光源。隨著人們對能源和環(huán)境保護的日益關(guān)注,建筑物中如何充分利用天然光源來節(jié)約照明用電已引起廣泛重視。天然光源是取之不盡、用之不竭的能源。在照明節(jié)能的實施工程中,應(yīng)當(dāng)充分加以利用,制定建筑物的采光標(biāo)準(zhǔn),確定采光方式,將采光方式,將采光和照明有機地結(jié)合起來。白天盡可能地利用天然光源,使建筑物內(nèi)獲得穩(wěn)定的光照條件。同時,室內(nèi)引入陽光,既能大大節(jié)約照明能耗,亦有助于提高室內(nèi)溫度,對于降低建筑能耗也具有重要的現(xiàn)實意義。
3.2采用高效節(jié)能光源
在滿足照明質(zhì)量的前提下,應(yīng)選用細管徑直管熒光燈、緊湊型熒光燈。對燈具懸掛位置較高的場所的一般照明,宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈或鎮(zhèn)流高壓熒光汞燈,其綜合費用低、視覺質(zhì)量高,同時也節(jié)約能源。除特殊情況外,不宜采用管形鹵鎢燈及大功率普通白熾燈,燈具懸掛位置較低的場所照明宜采用熒光燈。
3.3根據(jù)照明部位的燈光布置形式和環(huán)境條件
選擇合適的照明控制方式房間有多列燈具時,按與側(cè)窗平行控制;生產(chǎn)場所按車間、工段、工序分組控制;電化教室、會議室、報告廳等場所,按靠近或遠離講臺分組控制。建筑科技的飛速發(fā)展,讓燈具的控制方式更加個性化、人性化、智能化,例如,人體感應(yīng)或動靜感應(yīng)開關(guān),智能化面板開關(guān)等新的控制方式逐步進入到我們的身邊。
4.結(jié)束語
近年來,為了解決能源浪費問題,新一代建筑電氣技術(shù)正在試圖采用各種先進的控制方式對傳統(tǒng)建筑電氣設(shè)備進行有效的控制??梢哉f建筑電氣的節(jié)能在技術(shù)方面還是有很大的上升空間和發(fā)展?jié)摿Φ?。(作者單位:南京新智勞?wù)有限公司)
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:高層樓宇;電氣系統(tǒng);節(jié)能;問題分析;解決路徑
中圖分類號:F407.6 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:
一、導(dǎo)言
我國高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能方面現(xiàn)存的一些不合理現(xiàn)狀,我們應(yīng)結(jié)合建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能基本原則和多年的知識積累和設(shè)計工作經(jīng)驗,從變壓器技術(shù)經(jīng)濟性選擇、降低供配電線路損耗、綠色節(jié)能照明、電機拖拽系統(tǒng)變頻調(diào)速等方面,采取措施做好高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能降耗,有效提高電氣系統(tǒng)中電能綜合使用效率,降低建筑電氣綜合能耗,保證高層樓宇建筑中各電氣設(shè)備發(fā)揮出其優(yōu)良的電氣性能。
二、高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)中存在的問題分析
(一)變壓器存在的節(jié)能問題
在通常的情況下,高層樓宇建筑的變壓器以35KV的電壓把電源從城市的變配多當(dāng)中引入,之后,通過隔層的相應(yīng)設(shè)備以10KV的配電變壓器向各機電設(shè)備進行饋電。而隨著之后配電器的運行的時間的不斷延長,所以變壓器的損耗所占用的電量逐步增加,其損耗所占高層樓宇的供電系統(tǒng)損耗的電量的10%以上的時候,應(yīng)該根據(jù)實際具體情況是否考慮是否將其淘汰的問題,因為目前現(xiàn)代的高層樓宇的智能化水平已經(jīng)達到了比較高的層次,大多數(shù)配電變壓器通過一段時間運行之后就已經(jīng)不再適應(yīng)和滿足高層樓宇建設(shè)和發(fā)展的需求。但是,在我國的1990年代以前所修建的高層樓宇當(dāng)中,有許多目前正在使用的配電電壓器已經(jīng)超過了20年的老系列配電變壓器,這些配電變壓器具有高損耗的特點,和目前現(xiàn)代社會所推廣的新型的節(jié)能配電變壓器相比較來說要多耗出70%以上的電,并且其負載損耗也要高出大約五成以上。加上這些老的設(shè)備長期以來都是不合理地進行運行的,嚴(yán)重缺乏有效的管理和良好的維護,所以其老化的現(xiàn)象特別嚴(yán)重,這就大大增加了變壓器進行運行過程中的綜合能耗總量。同時,在進行供電系統(tǒng)的設(shè)計的時候,以及在確定配電變壓器的容量的時候,在一般情況下都認(rèn)為配電便器是具有負荷能力的,容量應(yīng)該按照高層樓宇建筑所需要的容量來進行計算符合負載或者接近滿負載來進行選擇。但是,這種一種比較錯誤的已經(jīng)無法適應(yīng)時展的選型設(shè)計的力量,其錯誤之處在于誤認(rèn)為變壓器在較長的事件之內(nèi)處于“滿負荷”運行工況能夠大大提高運行經(jīng)濟型、節(jié)省建筑電氣設(shè)計綜合投資成本,但是,實際上受到的效果恰恰相反,殊不知變壓器是一種能量轉(zhuǎn)換效率超過 95%以上的電氣設(shè)備,但是其高效率智能在變壓器處于 50%~60%負載的狀況下才能夠獲得,變壓器能量轉(zhuǎn)換效率和變壓器負載率之間并不是完全呈現(xiàn)成正比例關(guān)系的,所以我們應(yīng)該從經(jīng)濟性、技術(shù)性、運行高效性等諸多層面,從最大限度發(fā)揮變壓器最高效率等視角來考慮問題、分析問題、解決問題,合理地進行變壓器選型設(shè)計。與此同時,在進行變壓器選型的過程中,還應(yīng)當(dāng)充分考慮變壓器運行環(huán)境溫度、運行方式等其他相關(guān)因素,防止出現(xiàn)變壓器選型容量過大以及多小等降低變壓器運行可靠性,增大供配電系統(tǒng)的電能損耗。
(二)供配電線路的節(jié)能問題
在高層樓宇建筑中,使用各型號的供配電導(dǎo)線電纜不計其數(shù)。但是因為供配電線線路較多,其在運行的過程中其所消耗的功功率是非常大的,減少供配電線路損耗是建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能的主要部分。但是,在一些早期建設(shè)的高層樓宇建筑中通常情況下都普遍存在導(dǎo)線截面選型不合理,布線迂回混亂,絕緣老化嚴(yán)重等許多問題,導(dǎo)致高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)電能浪費特別嚴(yán)重。并且,隨著高層樓宇建筑各機電設(shè)備系統(tǒng)對電能需求量的不斷增加,就會致使原設(shè)計的供配電線路經(jīng)濟截面和電氣系統(tǒng)運行時實際需求經(jīng)濟截面間存在嚴(yán)重不匹配情況,造成供配電線路長期運行在低效工況狀態(tài),線路損耗大大得到了增加,影響了建筑物內(nèi)部各個機電設(shè)備系統(tǒng)正常運行,并且還較大程度上降低了高層樓宇建筑的綜合服務(wù)能力和水平,同時,線路上巨大的電能損耗還能夠給住宅用戶增添額外用電負擔(dān)。
(三)照明系統(tǒng)的節(jié)能問題
在很多高層樓宇建筑照明系統(tǒng)中,因為傳統(tǒng)設(shè)計理念以及設(shè)計方案還沒有較好地和現(xiàn)代高層樓宇建筑發(fā)展有效地進行接軌,很多樓宇建筑電氣系統(tǒng)中存在照明系統(tǒng)光源燈具類型選擇不合理、匹配性能差、照度設(shè)計難以達標(biāo)和智能節(jié)能控制管理水平低、綜合服務(wù)差、能耗較大等等許多問題,導(dǎo)致了高層樓宇建筑照明系統(tǒng)無法發(fā)揮其應(yīng)有的良好燈光效果,這不僅導(dǎo)致了很大的電能資源浪費,還嚴(yán)重影響了人們正常工作、學(xué)習(xí)、休息質(zhì)量。早期的高層樓宇建筑中有很多還依然用白熾燈,十分不利于建筑物長遠節(jié)能經(jīng)濟 的發(fā)展。9W 緊湊節(jié)能型熒光燈和 60W 白熾燈是具有大致相同光通量。緊湊型熒光燈和白熾燈特性參數(shù)比較能夠知道,兩種燈具光通量大致是相同的,1 只緊湊型節(jié)能燈具開始投資售價大概是 37 元人民幣,白熾燈為 1 元人民幣,從初始投資來看,白熾燈綜合投資成本要遠遠低于緊湊型節(jié)能燈具。然而,從一年的運行費用來看,緊湊型節(jié)能燈具經(jīng)一年運行后,不僅其節(jié)能費用收回了燈具前期投資成本,同時還節(jié)省了 9.2 元人民幣。而在高層樓宇建筑中,照明燈具的數(shù)量是非常巨大的,如果在建筑電氣照明系統(tǒng)中合理選擇節(jié)能燈具,所獲得的經(jīng)濟效益應(yīng)該是非??捎^的。
(四)電機拖拽系統(tǒng)的節(jié)能問題
電機拖拽系統(tǒng)是現(xiàn)代高層樓宇建筑智能人性化服務(wù)水平的重要體現(xiàn)之一,同時還是建筑電氣系統(tǒng)一個較大的電能消耗單元。我們在日常運行維護過程中發(fā)現(xiàn),電機拖拽系統(tǒng)普遍存在著運行方案的設(shè)計不合理、需求調(diào)度智能分配自動化水平低、綜合維護措施不到位等許多情況,導(dǎo)致建筑電氣系統(tǒng)中的電機拖拽系統(tǒng)長期運行在低效工況區(qū),不僅造成大量的電能浪費,同時還由于電機拖拽系統(tǒng)長期處于不平衡運行工況,大量發(fā)熱降低電機系統(tǒng)綜合使用壽命。
(五)日常運行維護管理措施的節(jié)能問題
目前,在許多高層樓宇的建筑中還存在非長明燈沒有得到實時控制長期處于運行狀態(tài);辦公室人員的節(jié)能意識不強,沒有養(yǎng)成隨手關(guān)燈、關(guān)風(fēng)扇、關(guān)空調(diào)、關(guān)電腦等習(xí)慣,經(jīng)常出現(xiàn)電腦、空調(diào)、甚至燈具等 24 小時運行情況;空調(diào)溫度調(diào)節(jié)過高或過低,一方面降低了空調(diào)系統(tǒng)的舒適性能,另一方面增加了額外大量電能損耗,增加了建筑電氣系統(tǒng)能耗。因此,在日常工作中,培養(yǎng)辦公室、工作人員等的節(jié)能降耗意識,并對整個電氣系統(tǒng)實施合理完善的檢修維護,在一定程度上可上海交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 高層樓宇建筑電氣節(jié)能技術(shù)研究以推動建筑電氣節(jié)能工作的順利開展。
三、高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)應(yīng)遵循的原則
(一)適用原則
就是首先要在滿足建筑物內(nèi)部各機電系統(tǒng)正常運行動力需求和營造良好人工環(huán)境必要能源要求的基礎(chǔ)上,根據(jù)機電設(shè)備對于電力負荷容量、電能綜合質(zhì)量、以及供電可靠性等方面,來優(yōu)化高層樓宇建筑供配電系統(tǒng),促進整個建筑電氣系統(tǒng)中電能資源得到充分合理的利用。
(二)實際原則
在技術(shù)性滿足高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)需求時,要結(jié)合工程實際情況充分考慮實際應(yīng)用經(jīng)濟效益,并合理選用先進的節(jié)能設(shè)備及材料,使在節(jié)能過程中增加的投資成本能夠在較短的時間內(nèi)通過節(jié)約電費等手段將其收回,提高整個建筑電氣系統(tǒng)經(jīng)濟性能。
(三)優(yōu)化節(jié)能性原則
要充分考慮高層樓宇建筑內(nèi)部的電氣負荷類型、容量、以及用電等級等因素,并采取相應(yīng)技術(shù)措施減少或消除與發(fā)揮高層樓宇構(gòu)建物功能無關(guān)的電能消耗,比如:通過控制系統(tǒng)優(yōu)化降低電氣設(shè)備自身電能浪費;通過綜合布線優(yōu)化方式建設(shè)供配電線路上的電能消耗;通過變頻調(diào)速提高電機拖動系統(tǒng)綜合運行效率等,這些是建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能主要切入點。建筑照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計應(yīng)遵循綠色節(jié)能照明要求,即高層樓宇建筑物綠色照明并不只關(guān)心照明節(jié)能方面,還應(yīng)從有益于提高人們實際生產(chǎn)、工作、學(xué)習(xí)效率、以及生活質(zhì)量等方面進行充分考慮。因此,建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)研究應(yīng)始終貫徹以人為本、經(jīng)濟舒適、科學(xué)合理、技術(shù)經(jīng)濟、節(jié)能降耗、以及綠色環(huán)保等原則。
四、高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)方案
(一)配電變壓器節(jié)能技術(shù)方案的總體思路
配電變壓器節(jié)能經(jīng)濟運行方式的優(yōu)化分析研究,可以從變壓器運行有功功率損耗最小、無功功率損耗最小、以及綜合運行功率損耗最小三種組合進行討論。如要求從節(jié)約有功電量為主角度入手進行變壓器節(jié)能經(jīng)濟運行方式研究時,則應(yīng)按變壓器有功功率經(jīng)濟運行方式進行優(yōu)化比較分析;如要求從提高變壓器運行功率因數(shù)為主角度入手進行變壓器節(jié)能經(jīng)濟運行方式研究時,則應(yīng)按變壓器無功功率經(jīng)濟運行方式進行優(yōu)化比較分析;如需要兼顧兩者或以降低供配電系統(tǒng)網(wǎng)損為主角度入手進行變壓器節(jié)能經(jīng)濟運行方式研究時,則應(yīng)按變壓器綜合功率經(jīng)濟運行方式進行優(yōu)化比較分析。高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能不僅要考慮有功功率節(jié)能方面,同時還要考慮無功功率節(jié)能特性,因此,在進行變壓器節(jié)能經(jīng)濟運行方式優(yōu)化分析比較時,選擇兼顧有功功率和無功功率兩者的供配電系統(tǒng)網(wǎng)損最小的節(jié)能經(jīng)濟運行模式。
變壓器空載運行只能夠和功率損耗的計算公式為:。
(二)確定變壓器間負載經(jīng)濟分配
由于高層樓宇建筑通常是由幾臺變壓器同時分列運行供電,即在建筑電氣系統(tǒng)中變壓器有功功率和無功功率總損耗為所有變壓器損耗的總和。從大量文獻資料和實際設(shè)計工作經(jīng)驗可知,在建筑物內(nèi)部用電負荷總量不變,且變壓器運行方式也處于不變條件下,變壓器間負載量的分配不同其變壓器系統(tǒng)總有功損耗和無功損耗也會有很大差別。因此,在多臺變壓器單獨運行或并列運行模式下,需要對變壓器間的總負載進行經(jīng)濟分配,從而使各變壓器均運行在最優(yōu)工況條件下,使變壓器總有功功率損耗和無功功率損耗降到系統(tǒng)最低值,達到節(jié)能降耗的目。
(三)保持配電變壓器三相負荷實時平衡
當(dāng)配電變壓器三相負荷處于不平衡狀態(tài)時,就會造成變壓器三相壓差過大,從而產(chǎn)生負序電壓,導(dǎo)致供配電系統(tǒng)電壓發(fā)生波動,影響電壓質(zhì)量和供配電系統(tǒng)安全可靠運行。由于變壓器某相繞組中負荷電流過大,就會導(dǎo)致該繞組的銅損增大,增大變壓器損耗;負荷三相不平衡還會造成變壓器內(nèi)部磁路發(fā)生不平衡,從而形成大量的漏磁通,且在流經(jīng)銅皮、變壓器鐵心夾件等部件,就會發(fā)生發(fā)熱現(xiàn)象,增大變壓器內(nèi)部雜散損耗。因此,在高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計、施工、以及后期運行維護過程中,應(yīng)該對電力負荷進行充分統(tǒng)計分析,設(shè)計出高效經(jīng)濟合理的供配電系統(tǒng)布線方案,并采取先進的技術(shù)手段措施,保持變壓器運行時其三相負荷長期處于近似平衡工況;變壓器選擇應(yīng)盡量選在負荷中心位置。并在后期運行維護過程中通過監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)測供配電系統(tǒng)電壓水平,并對不合理運行工況進行及時調(diào)整;對于高層樓宇建筑中的大容量單相電氣設(shè)備,應(yīng)設(shè)專用單相變壓器,并直接接在供配電系統(tǒng)的高壓網(wǎng)絡(luò)上;同時采取相應(yīng)無功補償及消諧裝置,提高供配電系統(tǒng)功率因素,保證高層樓宇建筑電氣供配電系統(tǒng)安全穩(wěn)定、節(jié)能經(jīng)濟的高下運行。
(四)選用新型節(jié)能變壓器
從大量實際工作經(jīng)驗來看,當(dāng)配電變壓器運行過程中其過電壓水平達到額定電壓值 5%時,其內(nèi)部鐵損量將會增加到 15%;而當(dāng)配電變壓器的過電壓水平達到額定電壓值的 10%運行,其內(nèi)部鐵損量則會急劇增高到額定時的 50%以上,且變壓器內(nèi)部空載電流值也會大幅度增加,從而增大了供配電系統(tǒng)中的無功損耗總量。因此,選用新型節(jié)能配電變壓器對提高建筑電氣系統(tǒng)電能使用效率具有非常大的工程實際意義。自動調(diào)壓器是一種可以自動跟蹤供配電系統(tǒng)中輸入電壓值的變化(主要由電力系統(tǒng)中負載波動引起)值而通過內(nèi)部電壓的自動調(diào)節(jié),保證整個電壓輸出穩(wěn)定。自動調(diào)壓器實際就是一個恒定輸出的三相自耦變壓器,它可以在供配電系統(tǒng)電壓處于 20%波動范圍內(nèi),利用內(nèi)部相應(yīng)控制器對整個電壓進行動態(tài)調(diào)節(jié),保證其輸出電壓的恒定,從而有效提高供配電系統(tǒng)的供電電能質(zhì)量水平,保證建筑電氣系統(tǒng)高效穩(wěn)定的運行,達到節(jié)能降耗的目的。
(五)供配電線路節(jié)能技術(shù)方案
在進行高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計時,應(yīng)該根據(jù)建筑物內(nèi)部機電設(shè)備負荷容量及分布、供電距離、機電設(shè)備特性等因素,進行科學(xué)合理布線。整個供配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單清晰可靠,且各機電設(shè)備系統(tǒng)配電級數(shù)不宜超過三級。供配電線路是整個高層樓宇建筑電能輸送直接載體,其動力干線、支線等線路是一個錯綜復(fù)雜的交叉性互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),其總長度較長,通常在數(shù)萬米甚至幾十萬米以上,線路上電能總損耗量相當(dāng)大,所以供電線路節(jié)能技術(shù)方案研究也是建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能研究的一個重點。
(1)合理選用導(dǎo)線類型
從技術(shù)經(jīng)濟性角度出發(fā),選用電導(dǎo)率較小的新型材質(zhì)導(dǎo)線。在工程實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)銅芯電纜傳輸電能效率最佳,但由于銅的成本較高,因此在進行線路布線方案設(shè)計時,要充分結(jié)合節(jié)約用銅,經(jīng)濟實惠原則。對于負荷容量較大的一類、二類建筑中應(yīng)選用銅導(dǎo)線,而對于三類或負荷量較小的其它建筑物中宜選用鋁芯導(dǎo)線,以提高其經(jīng)濟性能。
(2)減少輸電線路長度
在進行變配電所選址規(guī)劃設(shè)計時,應(yīng)盡量將其設(shè)置在靠近負荷中心位置,且變配電所的低壓配電室應(yīng)盡量靠近建筑物強電豎井部位,以縮短饋電線路的供電距離,減少線路中電能損耗,達到節(jié)能降耗的目的。
(3)增大線纜截面
在高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計時,不可避免的會出現(xiàn)某些機電設(shè)備距離饋電系統(tǒng)較遠的情況,這樣在進行較遠線路選型設(shè)計時,除了要滿足線路基本載流量、動熱穩(wěn)定、電壓降、以及保護配合需要等基本功能條件下,應(yīng)可根據(jù)工程實際情況選擇大一級線纜截面,從而減少線路損耗。從大量工程實際數(shù)據(jù)來看,當(dāng)饋電線纜的截面小于 70m時,如果其饋線線路總長度超過 100m,增加饋電線路一級線纜截面可以達到很好的節(jié)能經(jīng)濟效果。
(4)采取就地?zé)o功補償措施
高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)中,如果向供電點較遠且無功功率需求較大的電氣設(shè)備供電時,除了采取上述措施外,還應(yīng)采用就地?zé)o功補償措施以減少線路上相應(yīng)無功傳輸損耗,保證電氣設(shè)備高效穩(wěn)定的運行,到達節(jié)能降耗的目的。
參考文獻:
[1]廖彤杰.淺析企業(yè)電氣系統(tǒng)節(jié)能降耗措施[J].中國高新技術(shù)企業(yè):2012(8).