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摘要：目前，电气系统设计节能是建筑节能所倡导的，本文结合工作经验，就照明节能、动力节能、供电系统节能等几个方面对电气节能设计进行简要阐述，以期参考交流。
关键词：节能设计；减损；照明节能；电动机设计
中图分类号：TE08文献标识码：A 文章编号：
Abstract: At present, the electrical system design and energy saving building energy conservation is advocated, combining with the working experience, have energy-saving lighting, dynamic energy-saving, energy-saving power supply system on several aspects such as electrical energy conservation design are expounded, with period.
Key Words: energy conservation design; derogation; lighting; motor design
我國是个能源消费大国，节约能源，保护环境是我国长期的重大方针，也是全世界所关注的重要课题。对于一个电气设计师而言，电气设计已经并不像过去那样仅仅是为了满足建筑物的供配电和照明需求，而是要综合考虑节能、环保、舒适等诸多因素，将这些节能理念贯穿于设计始终。电气节能设计并不意味着降低工作或生活的标准，更不能以牺牲建筑功能、减少甚至损害使用功能及需求为代价，也不能盲目增加无谓的投资为节能而节能。如何进行合理的电气系统节能设计，实现建筑电气节能，是每一位电气设计师都应深思的课题。本文就此探讨对电气节能设计的几点认识。
一、供配电系统的节能设计
根据负荷容量，供电距离及分布，用电设备特点等因素合理设计供配电系统，做到系统尽量简单可靠，操作方便。变配电所应尽量靠近负荷中心，以缩短配电半径减少线路损耗。合理选择变压器的容量和台数，以适应由于季节性造成的负荷变化时能够灵活投切变压器，实现经济运行减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。
二、减少线路的电能损耗
在一个工程中，线路较长且复杂交错，线路上的总有功损耗是相当可观的，减少线路的能耗须引起设计者足够的重视。线路的电流是不能改变的，要减少线路损耗，只有减少线路电阻。减少线路的损耗应从以下几方面入手：
（1）选用电导率ρ较小的材质作导线，铜芯最佳。
（2）减少导线长度 L。首先线路尽可能走直线，少走弯路，以减少导线长度；其次配电室或配电箱应位于负荷中心，减少配电导线长度 L，以减少线路上的电能损失。
（3）适当增大导线截面 S，对于比较长的线路，除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面，应再加一级导线截面，这样可以延长导线的使用寿命，减少线路的损耗，减少火灾危险。
三、照明的节能设计
照明节能设计就是在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下，力求减少照明系统中光能的损失，从而最大限度的利用光能，通常的节能措施有以下几种。
1、充分利用自然光，这是照明节能的重要途径之一，在设计中电气设计人员应多与建筑专业配合，做到充分合理地利用自然光使之与室内人工照明有机地结合，从而大大节约了人工照明电能。
2、照明设计规范规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度等等。照度标准是不可随意降低的，也不宜随便提高，要有效地控制单位面积灯具安装功率，在满足照明质量的前提下，一般房间（场所）应优先采用高效发光的荧光灯及紧凑型荧光灯，高大车间、厂房及体育馆场的室外照明等一般照明宜采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源。
3、广泛使用低能耗性能优的光源用电附件，如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等，公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具，紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器，气体放电灯宜采用电子触发器。
4、改进灯具控制方式，采用各种节能型开关或装置也是一种行之有效的节电方法。根据照明使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。卧房、病房、客房等床头灯可采用调光开关，高级客房采用节电钥匙开关，公共场所及室外照明可采用程序控制或光
电、声控开关，走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关。
四、选择合理的照明设计方案
1、确定合理的照度和照明方式
根据GB50034-2004《建筑照明设计标准》等规范要求，不同的建筑类型和工作区域均有相适宜的照度标准值与照明功率密度值，设计人员可根据所设计的工程，参照标准值进行设计。若有必要时，也可在标准值的基础上适当加以调整，但不能盲目提高照度标准，以免造成不必要的能源浪费。
选择合理的照明方式，按照分区、分组、营业、非营业、白天、夜晚等采用一般照明、局部（或重点）照明、均匀对称布置、适宜的距高比等等。例如大型商场应采用一般照明和局部重点照明、地下车库宜采用车行道和车位分区分控照明、道路照明应采用半夜灯照明方式。此外，每个开关所控光源不宜太多，所控灯列与窗平行（即利用自然光），楼梯走道采用节能延时开关。在有条件的场所还应该采用智能照明控制系统。
2、减小照明线路上的能量损耗
在做设计时，布线过程中应考虑减少照明线路上的能量损耗，而减少线路损耗可以从减少导线长度和增大导线截面两方面入手。第一，线路尽可能走直线，少走弯路，以减少导线长度；第二，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、配电箱尽量接近负荷中心，以减少供电距离，当建筑物每层平面在10000m2左右时，至少要设2个变配电所；第四，在高层建筑中，低压配电室应靠近竖井，而且由低压配电室提供给每个竖井的干线，不至于产生支线沿着干线倒送的现象。第五，对于比较长的线路，除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面，再加大一级导线截面。
3、照明控制方式
在实际工程中，我们可根据建筑物特点、建筑功能、使用要求采用分散、集中、手动、自动等方式，实现对照明系统经济合理有效的控制。例如：公共建筑、办公、学校、宾馆、商场等宜采用集中控制，并按建筑使用条件和天然采光采取分区、分组控制、影剧院、多功能厅、报告厅及展示厅宜采用调光控制；大开间办公楼、图书馆、厂房等宜采用智能照明控制系统，在有自然光区域采用恒照度控制，靠近外窗的灯具随自然光线变化自动点燃关闭
五、电动机节能设计
电动机在工程中的应用已相当广泛，其用电量亦占总用电量的大部分，在设计时选用优质高效的电动机是重要的节能措施。
1、选用高效率电动机
提高电动机的效率和功率因素，是减少电动机的电能损耗的主要途径。与普通电动机相比，高效电动机的效率要高3%--6%，平均功率因数高7%--9%，总损耗减少20%--30%，因而具有较好的节电效果。所以在设计和技术改造中，应选用Y\YZ\YZR 等新系列高效率电动机，以节省电能。
2、选用交流变频调速装置
推广交流电机调速变电技术，是当前我国节约电能的措施之一。采用变频调速装置，使电机在负载下降时，自动调节转速，从而与负载的变化相适应，即提高了电机在轻载时的功率，达到节能的且目的。目前，用普通晶闸管\GTR（大功率晶体管）\GTO（门极可关断开关）\IGBT（绝缘门双极晶体管）等电力电子器件组成的静止变频器对异步电动机进行调速已广泛应用。
3、选用软启动器设备
比变频器价格便宜的另一种节能措施是采用软启动器。软启动器设备是按启动时间逐步调节可控硅的导通角，以控制电压的变化。由于电压可连续调节，因此启动平稳，启动完毕，则全压投入运行。软启动器也可采用测速反馈、电压负反馈或电流正反馈，利用反馈信息控制可控硅导通角，以达到转速随负载的变化而变化。
六、变压器的经济运行
变压器的损耗包括空载损耗和负载损耗，即：Pb=Po+β2×Pk，式 中Pb- 变压器的有功损耗；Po- 变压器的空载损耗；Pk- 变压器的有载损耗；β-变压器的负载率。
Po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，它的大小取决于硅钢片的性能及铁芯的制造工艺。所以在建筑电气设计中，应优先选择节能型的变压器，如S11-R、SL11-R 及 SGB11-R 等油浸式变压器及干式变压器，它们都是采用优质冷轧取向硅钢片，由于“取向“处理，使硅钢片的磁畴方向接近一致，以减少铁芯的涡流损耗。
Pk是功率传输的损耗，即变压器的铜损，取决于变压器绕组的电阻及流过绕组的电流的大小，它与负载率β的平方成正比。应选用阻值较小的绕组，采用铜芯变压器。在确定变压器容量时，变压器的负载率应在 75%-85% 之间比较合适（建议β=0.8）。
应根据负荷情况合理选择变压器容量、台数。民用建筑应按经济运行原则灵活选用变压器数量及投切方式。
同等情况下，电压越高，损耗越小。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建筑的空调主机为了节能目的，可以选择10（6）KV的设备。
结语：
科学技术的进步使电能得到了大幅的提高，为了应对能源供应不足的状况，我国已把节能减排作为重要的大事而列入对各级政府的考核要求。建筑电气设计工程技术人员应在满足功能需求的前提下拿出一套符合各种技术指标、行之有效而又切实可行的节能措施。
关键词：节能设计；减损；照明节能；电动机设计
中图分类号：TE08文献标识码：A 文章编号：
Abstract: At present, the electrical system design and energy saving building energy conservation is advocated, combining with the working experience, have energy-saving lighting, dynamic energy-saving, energy-saving power supply system on several aspects such as electrical energy conservation design are expounded, with period.
Key Words: energy conservation design; derogation; lighting; motor design
我國是个能源消费大国，节约能源，保护环境是我国长期的重大方针，也是全世界所关注的重要课题。对于一个电气设计师而言，电气设计已经并不像过去那样仅仅是为了满足建筑物的供配电和照明需求，而是要综合考虑节能、环保、舒适等诸多因素，将这些节能理念贯穿于设计始终。电气节能设计并不意味着降低工作或生活的标准，更不能以牺牲建筑功能、减少甚至损害使用功能及需求为代价，也不能盲目增加无谓的投资为节能而节能。如何进行合理的电气系统节能设计，实现建筑电气节能，是每一位电气设计师都应深思的课题。本文就此探讨对电气节能设计的几点认识。
一、供配电系统的节能设计
根据负荷容量，供电距离及分布，用电设备特点等因素合理设计供配电系统，做到系统尽量简单可靠，操作方便。变配电所应尽量靠近负荷中心，以缩短配电半径减少线路损耗。合理选择变压器的容量和台数，以适应由于季节性造成的负荷变化时能够灵活投切变压器，实现经济运行减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。
二、减少线路的电能损耗
在一个工程中，线路较长且复杂交错，线路上的总有功损耗是相当可观的，减少线路的能耗须引起设计者足够的重视。线路的电流是不能改变的，要减少线路损耗，只有减少线路电阻。减少线路的损耗应从以下几方面入手：
（1）选用电导率ρ较小的材质作导线，铜芯最佳。
（2）减少导线长度 L。首先线路尽可能走直线，少走弯路，以减少导线长度；其次配电室或配电箱应位于负荷中心，减少配电导线长度 L，以减少线路上的电能损失。
（3）适当增大导线截面 S，对于比较长的线路，除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面，应再加一级导线截面，这样可以延长导线的使用寿命，减少线路的损耗，减少火灾危险。
三、照明的节能设计
照明节能设计就是在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下，力求减少照明系统中光能的损失，从而最大限度的利用光能，通常的节能措施有以下几种。
1、充分利用自然光，这是照明节能的重要途径之一，在设计中电气设计人员应多与建筑专业配合，做到充分合理地利用自然光使之与室内人工照明有机地结合，从而大大节约了人工照明电能。
2、照明设计规范规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度等等。照度标准是不可随意降低的，也不宜随便提高，要有效地控制单位面积灯具安装功率，在满足照明质量的前提下，一般房间（场所）应优先采用高效发光的荧光灯及紧凑型荧光灯，高大车间、厂房及体育馆场的室外照明等一般照明宜采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源。
3、广泛使用低能耗性能优的光源用电附件，如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等，公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具，紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器，气体放电灯宜采用电子触发器。
4、改进灯具控制方式，采用各种节能型开关或装置也是一种行之有效的节电方法。根据照明使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。卧房、病房、客房等床头灯可采用调光开关，高级客房采用节电钥匙开关，公共场所及室外照明可采用程序控制或光
电、声控开关，走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关。
四、选择合理的照明设计方案
1、确定合理的照度和照明方式
根据GB50034-2004《建筑照明设计标准》等规范要求，不同的建筑类型和工作区域均有相适宜的照度标准值与照明功率密度值，设计人员可根据所设计的工程，参照标准值进行设计。若有必要时，也可在标准值的基础上适当加以调整，但不能盲目提高照度标准，以免造成不必要的能源浪费。
选择合理的照明方式，按照分区、分组、营业、非营业、白天、夜晚等采用一般照明、局部（或重点）照明、均匀对称布置、适宜的距高比等等。例如大型商场应采用一般照明和局部重点照明、地下车库宜采用车行道和车位分区分控照明、道路照明应采用半夜灯照明方式。此外，每个开关所控光源不宜太多，所控灯列与窗平行（即利用自然光），楼梯走道采用节能延时开关。在有条件的场所还应该采用智能照明控制系统。
2、减小照明线路上的能量损耗
在做设计时，布线过程中应考虑减少照明线路上的能量损耗，而减少线路损耗可以从减少导线长度和增大导线截面两方面入手。第一，线路尽可能走直线，少走弯路，以减少导线长度；第二，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、配电箱尽量接近负荷中心，以减少供电距离，当建筑物每层平面在10000m2左右时，至少要设2个变配电所；第四，在高层建筑中，低压配电室应靠近竖井，而且由低压配电室提供给每个竖井的干线，不至于产生支线沿着干线倒送的现象。第五，对于比较长的线路，除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面，再加大一级导线截面。
3、照明控制方式
在实际工程中，我们可根据建筑物特点、建筑功能、使用要求采用分散、集中、手动、自动等方式，实现对照明系统经济合理有效的控制。例如：公共建筑、办公、学校、宾馆、商场等宜采用集中控制，并按建筑使用条件和天然采光采取分区、分组控制、影剧院、多功能厅、报告厅及展示厅宜采用调光控制；大开间办公楼、图书馆、厂房等宜采用智能照明控制系统，在有自然光区域采用恒照度控制，靠近外窗的灯具随自然光线变化自动点燃关闭
五、电动机节能设计
电动机在工程中的应用已相当广泛，其用电量亦占总用电量的大部分，在设计时选用优质高效的电动机是重要的节能措施。
1、选用高效率电动机
提高电动机的效率和功率因素，是减少电动机的电能损耗的主要途径。与普通电动机相比，高效电动机的效率要高3%--6%，平均功率因数高7%--9%，总损耗减少20%--30%，因而具有较好的节电效果。所以在设计和技术改造中，应选用Y\YZ\YZR 等新系列高效率电动机，以节省电能。
2、选用交流变频调速装置
推广交流电机调速变电技术，是当前我国节约电能的措施之一。采用变频调速装置，使电机在负载下降时，自动调节转速，从而与负载的变化相适应，即提高了电机在轻载时的功率，达到节能的且目的。目前，用普通晶闸管\GTR（大功率晶体管）\GTO（门极可关断开关）\IGBT（绝缘门双极晶体管）等电力电子器件组成的静止变频器对异步电动机进行调速已广泛应用。
3、选用软启动器设备
比变频器价格便宜的另一种节能措施是采用软启动器。软启动器设备是按启动时间逐步调节可控硅的导通角，以控制电压的变化。由于电压可连续调节，因此启动平稳，启动完毕，则全压投入运行。软启动器也可采用测速反馈、电压负反馈或电流正反馈，利用反馈信息控制可控硅导通角，以达到转速随负载的变化而变化。
六、变压器的经济运行
变压器的损耗包括空载损耗和负载损耗，即：Pb=Po+β2×Pk，式 中Pb- 变压器的有功损耗；Po- 变压器的空载损耗；Pk- 变压器的有载损耗；β-变压器的负载率。
Po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，它的大小取决于硅钢片的性能及铁芯的制造工艺。所以在建筑电气设计中，应优先选择节能型的变压器，如S11-R、SL11-R 及 SGB11-R 等油浸式变压器及干式变压器，它们都是采用优质冷轧取向硅钢片，由于“取向“处理，使硅钢片的磁畴方向接近一致，以减少铁芯的涡流损耗。
Pk是功率传输的损耗，即变压器的铜损，取决于变压器绕组的电阻及流过绕组的电流的大小，它与负载率β的平方成正比。应选用阻值较小的绕组，采用铜芯变压器。在确定变压器容量时，变压器的负载率应在 75%-85% 之间比较合适（建议β=0.8）。
应根据负荷情况合理选择变压器容量、台数。民用建筑应按经济运行原则灵活选用变压器数量及投切方式。
同等情况下，电压越高，损耗越小。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建筑的空调主机为了节能目的，可以选择10（6）KV的设备。
结语：
科学技术的进步使电能得到了大幅的提高，为了应对能源供应不足的状况，我国已把节能减排作为重要的大事而列入对各级政府的考核要求。建筑电气设计工程技术人员应在满足功能需求的前提下拿出一套符合各种技术指标、行之有效而又切实可行的节能措施。