试论建筑电气设计中的节能方式

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1、试论建筑电气设计中的节能方式试论建筑电气设计中的节能方式摘要：文章阐述了建筑电气设计中的节能原则、节能方法，从变压器容量选择、功率因数补偿、照明调光设备、电动机起动设备选择等方面，论述电气设计中的几种节能方法。关键词：电气节能变压器损耗功率因数照明节能变频调速软起动器由于人口的增加，工业的发展，生活水平的提高，能源的消耗也就急剧增加，能源危机迫在眉睫。因此，各行各业提出了节能的要求，节约二次能源--电能，也就成为民用建筑电气设计的焦点。建筑电气设计节能的原则建筑电气节能应坚持以下三个原则：1.满足建筑物的功能即满足照明的照度、色温、显色指数；满足

2、舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生；满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等。2.考虑实际经济效益节能应按国情考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用。而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。3.节省无谓消耗的能量节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗，又如量大面广的照明容量

3、，宜采用先进技术使其能耗降低。因此，节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。建筑电气节能的途径减少变压器的有功功率损耗变压器的有功功率损耗如下式表示：△Ｐｂ＝Ｐｏ＋Ｐｋβ２其中：△Ｐｂ--变压器有功损耗（ＫＷ）；Ｐｏ--变压器的空载损耗（ＫＷ）；Ｐｋ--变压器的有载损耗（ＫＷ）；β--变压器的负载率。Ｐｏ部分为空载损耗又称铁损，它是由铁芯的涡流损耗及漏磁损耗组成，是固定不变的部分，大小随矽钢片的性能及铁芯制造工艺而定。所以，变压器应选用节能型的，如Ｓ９、ＳＬ９及ＳＣ８等型油浸变压器或干式变压器，它们都是采用优质冷轧取向矽钢片，由于"取向"

4、处理，使矽钢片的磁畴方向接近一致，以减少铁芯的涡流损耗；４５°全斜接缝结构，使接缝密合性好，以减少漏磁损耗。Ｐｋ是传输功率的损耗，即变压器的线损，决定于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小，即负载率β的平方成正比。因此，应选用阻值较小的绕组，可采用铜芯变压器。从Ｐｋβ２用微分求它的极值，在β＝５０％处每千瓦的负载，变压器的能耗最小。因此，在８０年代中期设计的民用建筑，变压器的负载率绝大部分在５０％左右，在实际使用中有一半变压器没有投入运行，这种做法有的设计人员一直沿袭至今。但是，这仅是为了节能，而没有考虑经济价值。事实上５０％负载率仅减少了变压器

5、的线损，并没有减少变压器的铁损，因此也不是最节能的措施。计及初装费、变压器、低压柜、土建的投资及各项运行费用，又要使变压器在使用期内预留适当的容量，变压器的负载率应在７５％～８５％为宜。这样也可以做到物尽其用，因为变压器绝缘的使用年限满负荷计为２０年，２０年后可能有更好的变压器问世，这样就可以有机会更换新的设备，才能使该建筑总趋技术领先地位。为减小变压器损耗，当容量大而需要选用多台变压器时，在合理分配负荷的情况下，尽可能减少变压器的台数，选用大容量的变压器。在变压器选择中，能掌握好上述三点原则，即满足了节约能源，又经济合理的原则。减少线路上的能量

6、损耗由于线路上存在电阻，有电流流过时，就会产生有功功率损耗。其公式如下：△Ｐ＝３ＩΦ２Ｒ×１０－３（ＫＷ）式中：ＩΦ--相电流（Ａ）Ｒ--线路电阻（Ω）例如，在Ｌ＝１００ｍ的ＶＶ－３×５０＋２×２５的电缆上传输６０ＫＷ，ｃｏｓφ＝０．８的电能，其有功损耗量，可由以下步骤求得：ＩΦ＝６０×１０３／（×３８０×０．８）＝１１３．６Ａ芯线温度７０℃的５０ｍｍ２铜芯线每公里电阻Ｒ０＝０．４４，则Ｒ＝０．１×０．４４＝０．０４４（Ω）△Ｐ＝３×１１３．６２×０．０４４×１０－３＝１７０４ＫＷ从以上可看到，线路上的功率损耗相当于每６ｍ的线路上安一个１００Ｗ的

7、灯泡。在一个工程中，线路左右上下纵横交错，小工程线路全长不下万米，大工程更是不计其数，所以线路上的总有功损耗是相当可观的，减少线路上的能耗必须引起设计重视。线路上的电流是不能改变的，要减少线路损耗，只有减小线路电阻。线路电阻Ｒ＝Ｐ×Ｌ／ｓ，即线路电阻与电导Ｐ成正比，与线路截面Ｓ成反比，与线路长度Ｌ成正比，因此减少线路的损耗应从以下几方面入手。应选用电导率较小的材质做导线。铜芯最佳，但又要贯彻节约用铜的原则。因此，在负荷较大的二类、一类建筑中采用铜导线，在三类或负荷量较小的建筑中采用铝芯导线。减小导线长度。首先，线路尽可能走直线，少走弯路，以减少导

8、线长度；其次，低压线路应不走或少走回头线，以减少来回线路上的电能损失；第三，变压器尽量接近负荷中心，以减少供电距离，当建筑物每层平面在１