建筑电气设计中的节能方案研究

1引言

 在当前社会的各个行业，节能的理念已深入其中，建筑节能也不例外。由此可见，建筑电气节能在整个设计过程中是不可缺少的一部分，但建筑电气节能不仅是通俗的理解为抑制需求、减少能耗，而是应以提高能量利用率以获得最大的经济效益。值得一提的是，电气节能技术在工程设计中存在很大的潜力，这样以来不但可以缓和电力供需矛盾，又能保护环境，确保经济效益的持续健康的发展［1－5，8］。有关建筑电气节能的措施有很多种，一般通过供配电系统节能、动力设备节能和照明节能三种途径实现。

2供配电系统的节能

 在建筑电气实际设计时，我们通过合理选择导线和电缆，尽量使三相负荷达到平衡和提高功率因素等措施，实现供配电系统的节能。

2．1合理选择导线和电缆

 在满足允许载流量的前提下，一般按照年综合费用最小原则确定经济电流密度，然后根据经济电流密度合理选择电缆及导线的截面，选取截面推荐应用IEC287－3－2/1995《电力电缆截面的经济最佳化》标准选择电缆或导线的截面。在建筑电气设计过程中，380V供电系统的线缆损耗是不可以忽视的，数据显示，当电缆超过200m时，其经济性能会比较差，所以在供配电设计时，尽量将用电设备至变压器的距离控制在200m以内。电缆敷设时，尽可能走直线，以达到节能的目的。在很多工程实例中，在满足保护配合和载流量的前提下，我们可以适当增大一级电缆或者导线的截面，以达到减少线损、节能减排的目的［3］。例如，在实际设计过程中，不可避免会遇到过多的小容量设备供配电时，可以通过把这些小容量设备集中供电，增大电缆或者导线的截面。虽然增大了最初的投资，但在运行过程中减少了线损，长久来看是经济可行的。在设计中应尽量避免选用300mm2及以上截面的电缆，这类电缆的经济性较差。下面，举例说明，当环境温度为20℃，电缆敷设在埋地的管道内土壤热阻系数选择1km/W时，电缆YJV－0．6/1kV－3×300的载流量为467A，电缆YJV－0．6/1kV－3×150的载流量为319A，两根YJV－0．6/1kV－3×150的YJV电缆的载流量比一根300mm2大171A，而

电缆YJV－0．6/1kV－3×300和两根YJV－0．6/1kV－3×150投资基本差不多，因此，尽量避免选用300mm2及以上截面的电缆。

2．2提高功率因数

 提高功率因数可以减少线路及变压器的损耗。在我们实际设计时，首先在设备选型上，应优先考虑功率因数指标较好的设备。其次就是进行无功功率的就地补偿，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，使10kV侧功率因数在0．9以上;高压用电设备产生的无功功率则应由高压侧的电容器来补偿。

2．3尽量使三相负荷达到平衡

 三相负荷不平衡，会导致配电产生零序电流，这些都会增加线路和变压器的电能损耗。若三相线路内的不平衡度减少30%，电能损耗可降低7%;不平衡度减少50%，电能损耗可降低15%;因此在供配电设计时，尽量使三相负荷达到平衡，最大相负荷和最小负荷不宜超过或低于平均值的100±15%［4］。可使用交换相等办法使不对称负荷合理分配到各相，将不对称负荷分散接在不同的供电点，加大负荷接入点的短路容量、装设调整不平衡电流的无功补偿装置，可以在补偿系统无功的同时调整不平衡有功电流等方法来改善系统的平衡，以减少因不平衡带来的最大相的多余损耗。由图1某综合楼照明配电箱系统图可知，A相所带的负荷为3．0kW，B相所带的负荷为4．5kW，C相所带的负荷为9．0kW，三相负荷的平均值为5．5kW，最小负荷为A相，是三相负荷的平均值的54．5%，最大负荷为C相，是三相负荷的平均值的163．6%三相负荷严重不平衡。通过调整各相的负荷，尽量使不对称负荷分配到各相，调整后的系统图如图2所示，由图可知，明配电箱系统图A相所带的负荷为5．5kW，B相所带的负荷为5．5kW，C相所带的负荷为5．5kW，三相负荷达到平衡。

3设备节能的措施

 在矿山企业中，动力设备的消耗占总电能消耗的75%以上，因此，建筑设计动力设备的节能显得尤为重要。

3．1选择高效率的电动机

 减少电动机损耗的主要途径是通过提高电动机的功率因数和效率来实现。与普通电机相比，高效电动机的效率要高