论文部分内容阅读
关键词：电气节能功率因数谐波治理照明节能能源管理
摘要：文章就电气节能设计应遵循的原则，从供配电系统设计、、功率因数补偿、谐波治理、照明节能、可再生能源利用、能源管理系统等方面，论述了建筑电气节能的合理应用。 节能环保是当今世界和中国社会的主题热点，“节能减排”是国家的基本国策之一， 随着科技的迅速发展，节能技术、设备也将不断提高和发展。作为基层电气设计人员，如何把节能措施贯穿于整个电气设计过程则显得尤为重要。下面结合工作实际，就建筑电气设计的几种节能措施谈谈一些看法。 1电气节能设计应遵循的原则、途径建筑电气节能的原则是：在充分满足、完善建筑物功能要求的前提下，减少能源消耗，提高能源利用率，而不是简化建筑物的功能要求，降低其功能标准。节能的途径之一是合理配置建筑设备，并对其进行有效、科学的的控制与管理。
2建筑物的能源消耗取决于建筑物类型、建筑标准、建筑所在地区的环境条件、经济发展水平以及人民的使用习惯等多种因素，涉及建筑、结构、给排水、暖通空调等多个专业的工程设计与系统配置。建筑电气专业的设计人员应根据建筑物的使用功能和设计标准等综合要求，合理进行供配电、电气照明、建筑設备及系统的控制设计，确保安全可靠、经济合理、灵活适用、高效节能。电气节能设计可遵循以下几方面内容：2.1供配电系统电气节能 根据项目的重要性、负荷性质、用电容量、工程特点、系统规模，合理设计供配电系统，是实现电气节能的有效途径。 2.1.1合理选择线路路径：根据用电负荷的容量及分布，使变、配电所靠近负荷中心，以缩短低压供电半径，降低线路损耗，减少电压损失，满足供电质量要求。供配电线路长度不宜超过250m。 2.1.2供配电系统应简单可靠，配电级数不宜过多，同一用户内，高压配电级数不宜多于两级；变压器二次侧至用电设备间的低压配电级数不宜超过三级，尽量减少电能损耗。
2.1.3合理选择供电电压。同等情况下，电压越高，损耗越小。供电电压等级的确定应考虑技术经济合理性及电力公司的相关规定等因素。选用较高的配电电压深入负荷中心。用电设备的设备容量在100KW及以下或变压器容量在50KV·A及以下者，可采用380/220V供电；特殊情况也可采用10KV供电；对于大容量用电设备（如制冷机组）宜采用10KV供电，但应考虑大容量电动机启动时对变压器的影响。 2.1.4合理选择变压器。选用高效低耗变压器。力求使变压器的实际负荷接近设计的最佳负荷，提高变压器的技术经济效益，减少变压器能耗。优化变压器的经济运行方式：即最小损耗的运行方式。尤其是季节性负荷(如空调机组)或专用设备(如体肯建筑的场地照明负荷)，可考虑设专用变压器，以降低变压器损耗。变压器的长期工作负载率不宜大于0.85，在选择变压器容量和台数时，应灵活根据负荷变化情况，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，以实现其经济运行，减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。 2.1.5在满足允许载流量、电压损失、短路电流热稳定等技术指标前提下，应按经济电流密度合理校验、选择导线截面，从而达到降低电能损耗、减少投资和节约有色金属的目的。 2.2提高系统功率因数措施 供配电设计应通过正确选择电动机，变压器的容量以及照明灯具启动器，降低线路感抗等措施，提高用电单位的自然功率因数。当采用提高自然功率因数措施后，仍达不到电网合理运行要求时，应采用并联电力电容器作为无功补偿装置。如经过技术经济论证，确认采用同步电动机作为无功功率补偿装置合理时，也可采用同步电动机。对于容量较大、负载稳定且长期运行的用电设备的无功功率宜单独就地补偿。变压器的实际补偿容量应按变压器的实际负载率来确定，以避免过补偿。当变压器的负载变化较大，精确计算有困难时，变压器的基本无功补偿容量可按变压器额定容量的5%配置。
2.3谐波治理 随着大量非线性负载的广泛使用，产生的大量高次谐波电流注入电网中，使电压波形产生畸变。可通过选用D，yn11变压器；设置滤波或隔离滤波装置；合理选择中性线截面及接地保护应采用TN—S系统；功率因数补偿电容器组串联消谐电抗器等措施抑制谐波，提高电能质量。 2.4电气照明的节能 照明节能设计应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，力求最大限度地减少照明系统中的光能损失，最大限度地采取措施利用好电能。照明节能应通过选择合理的照度标准，选用合适的光源及高效节能灯具，采用合理的灯具安装方式及照明配电系统，并根据建筑的使用条件和天然采光状况采用合理有效的照明控制装置来实施。做好照明节能工作应注意以下几点： 2.4.1应根据国家现行标准．规范要求，满足不同场所的照度、照明功率密度、视觉要求等规定进线设计；应根据不同的使用场合选择合适的照明光源，在满足照明质量的前提下，尽可能地选择高光效光源。在满足眩光限制的条件下，应优先选用灯具效率高的灯具以及开启式直接照明灯具，一般室内的灯具效率不宜低于70％，并要求灯具的反射罩具有较高的反射比。在满足灯具最低允许安装高度及美观要求的前提下，应尽可能降低灯具的安装高度，以节约电能。应选择电子镇流器或节能型高功率因数电感镇流器，并应采用能效等级高的产品。由于我国幅员辽阔，各地区经济条件差别较大，民族习惯不同，因此还应结合现场实际情况，在规范推荐的高、中、低值中确定合理的标准，对标准值的确定应掌握适度，并合理利用局部照明。 2.4.2充分利用自然光。照明的最佳光源是阳光。太阳光是免费的，不需电力，也不造成污染。在写字楼里，如果在设计时能在大楼内部引入自然光线，员工会情绪更好，效率更高。在医院里，住在靠近窗户附近的病人康复得更快。现在有些窗户可以对光谱进行选择，引入日光的同时还可保持舒适。有一些创新的技术如侧窗、天窗、光栅板和光线管道等，可将日光引入大楼内部。在灯具布置时，将所控灯列与侧窗平行，跟据日照强弱来进行灯具控制也是照明节能的有效手段。 2.4.3选用节能光源和灯具。应根据不同的使用场合，选用合适的照明光源，所选用的照明光源应具有尽可能高的光效，以达到照明节能的效果。选择荧光灯光源时，应使用T8荧光灯和紧凑型荧光灯，有条件时，应采用更节电的T5荧光灯。为充分利用光源发出的光通量，在灯具选用时应注意选用配光合理、效率高、利用系数高的灯具，优先选用开启式直接照明灯具，并选择电子镇流器或节能型高功率因数电感镇流器以提高功率因数。 2.4.4采用合理的照明控制方式是实现舒适照明的有效手段，也是节能的有效措施。照明控制系统分两大类：手动控制和自动控制。手动控制是指按照使用者的个人意愿来控制所属区域的照度水平。在照明开关应用中，我们应注意：1居住建筑有天然采光的楼梯间、走道的照明，除应急照明外，宜采用节能自熄开关。2每个照明开关所控光源数不宜太多。每个房间灯的开关数不宜少于2个(只设置一只光源的除外)。但手动控制最不利的一点是：当人们意识到自然光线不足时会开灯，但当天然光又恢复充足时没有什么因素促使他们把灯关掉。而且工作结束后如果灯还开着，这将浪费大量的电能。与传统的照明控制方式相比，近年来逐步发展起来的智能化照明控制系统体现出了强大的优越性。目前智能照明控制系统多数采用现场总线技术，借助各种不同的“预设置”控制方式和控制元件，对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，实现节能。只有当必需时才把灯点亮或点到要求的亮度，利用最少的能源保证所要求的照度水平，节电效果十分明显。 2.6可再生能源利用 在条件允许的场所，合理利用太阳能、风能等可再生资源，有利于节能减排、改善能源结构、保护环境。 2.7采用建筑设备自动化管理控制系统 自动控制、监视和测量是自动化管理控制系统的三大要素。通过应用信息通信、计算机网络、自动化控制等智能化技术，对建筑物内采暖、通风和空气调节系统、给排水及热水供应系统、照明和其他各类用电设备系统的运行实施能效管理，确保各类设备系统运行稳定、安全可靠，从而达到提高能效、降低能耗的目的。 3结束语 电气节能已成为电气设计中的重中之重，作为建筑电气设计人员，应结合工程项目自身特点，精心设计、精心比较，采用切实可行的节能措施，把节能贯穿于电气设计过程始终，真正把节能理念落到实处，促进资源节约型社会的更好建立。
参考文献
1《建筑照明设计标准》 (GB 50034-2004)中国建筑工业出版社2004
2《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇》中国建筑标准设计研究院 2009
摘要：文章就电气节能设计应遵循的原则，从供配电系统设计、、功率因数补偿、谐波治理、照明节能、可再生能源利用、能源管理系统等方面，论述了建筑电气节能的合理应用。 节能环保是当今世界和中国社会的主题热点，“节能减排”是国家的基本国策之一， 随着科技的迅速发展，节能技术、设备也将不断提高和发展。作为基层电气设计人员，如何把节能措施贯穿于整个电气设计过程则显得尤为重要。下面结合工作实际，就建筑电气设计的几种节能措施谈谈一些看法。 1电气节能设计应遵循的原则、途径建筑电气节能的原则是：在充分满足、完善建筑物功能要求的前提下，减少能源消耗，提高能源利用率，而不是简化建筑物的功能要求，降低其功能标准。节能的途径之一是合理配置建筑设备，并对其进行有效、科学的的控制与管理。
2建筑物的能源消耗取决于建筑物类型、建筑标准、建筑所在地区的环境条件、经济发展水平以及人民的使用习惯等多种因素，涉及建筑、结构、给排水、暖通空调等多个专业的工程设计与系统配置。建筑电气专业的设计人员应根据建筑物的使用功能和设计标准等综合要求，合理进行供配电、电气照明、建筑設备及系统的控制设计，确保安全可靠、经济合理、灵活适用、高效节能。电气节能设计可遵循以下几方面内容：2.1供配电系统电气节能 根据项目的重要性、负荷性质、用电容量、工程特点、系统规模，合理设计供配电系统，是实现电气节能的有效途径。 2.1.1合理选择线路路径：根据用电负荷的容量及分布，使变、配电所靠近负荷中心，以缩短低压供电半径，降低线路损耗，减少电压损失，满足供电质量要求。供配电线路长度不宜超过250m。 2.1.2供配电系统应简单可靠，配电级数不宜过多，同一用户内，高压配电级数不宜多于两级；变压器二次侧至用电设备间的低压配电级数不宜超过三级，尽量减少电能损耗。
2.1.3合理选择供电电压。同等情况下，电压越高，损耗越小。供电电压等级的确定应考虑技术经济合理性及电力公司的相关规定等因素。选用较高的配电电压深入负荷中心。用电设备的设备容量在100KW及以下或变压器容量在50KV·A及以下者，可采用380/220V供电；特殊情况也可采用10KV供电；对于大容量用电设备（如制冷机组）宜采用10KV供电，但应考虑大容量电动机启动时对变压器的影响。 2.1.4合理选择变压器。选用高效低耗变压器。力求使变压器的实际负荷接近设计的最佳负荷，提高变压器的技术经济效益，减少变压器能耗。优化变压器的经济运行方式：即最小损耗的运行方式。尤其是季节性负荷(如空调机组)或专用设备(如体肯建筑的场地照明负荷)，可考虑设专用变压器，以降低变压器损耗。变压器的长期工作负载率不宜大于0.85，在选择变压器容量和台数时，应灵活根据负荷变化情况，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，以实现其经济运行，减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。 2.1.5在满足允许载流量、电压损失、短路电流热稳定等技术指标前提下，应按经济电流密度合理校验、选择导线截面，从而达到降低电能损耗、减少投资和节约有色金属的目的。 2.2提高系统功率因数措施 供配电设计应通过正确选择电动机，变压器的容量以及照明灯具启动器，降低线路感抗等措施，提高用电单位的自然功率因数。当采用提高自然功率因数措施后，仍达不到电网合理运行要求时，应采用并联电力电容器作为无功补偿装置。如经过技术经济论证，确认采用同步电动机作为无功功率补偿装置合理时，也可采用同步电动机。对于容量较大、负载稳定且长期运行的用电设备的无功功率宜单独就地补偿。变压器的实际补偿容量应按变压器的实际负载率来确定，以避免过补偿。当变压器的负载变化较大，精确计算有困难时，变压器的基本无功补偿容量可按变压器额定容量的5%配置。
2.3谐波治理 随着大量非线性负载的广泛使用，产生的大量高次谐波电流注入电网中，使电压波形产生畸变。可通过选用D，yn11变压器；设置滤波或隔离滤波装置；合理选择中性线截面及接地保护应采用TN—S系统；功率因数补偿电容器组串联消谐电抗器等措施抑制谐波，提高电能质量。 2.4电气照明的节能 照明节能设计应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，力求最大限度地减少照明系统中的光能损失，最大限度地采取措施利用好电能。照明节能应通过选择合理的照度标准，选用合适的光源及高效节能灯具，采用合理的灯具安装方式及照明配电系统，并根据建筑的使用条件和天然采光状况采用合理有效的照明控制装置来实施。做好照明节能工作应注意以下几点： 2.4.1应根据国家现行标准．规范要求，满足不同场所的照度、照明功率密度、视觉要求等规定进线设计；应根据不同的使用场合选择合适的照明光源，在满足照明质量的前提下，尽可能地选择高光效光源。在满足眩光限制的条件下，应优先选用灯具效率高的灯具以及开启式直接照明灯具，一般室内的灯具效率不宜低于70％，并要求灯具的反射罩具有较高的反射比。在满足灯具最低允许安装高度及美观要求的前提下，应尽可能降低灯具的安装高度，以节约电能。应选择电子镇流器或节能型高功率因数电感镇流器，并应采用能效等级高的产品。由于我国幅员辽阔，各地区经济条件差别较大，民族习惯不同，因此还应结合现场实际情况，在规范推荐的高、中、低值中确定合理的标准，对标准值的确定应掌握适度，并合理利用局部照明。 2.4.2充分利用自然光。照明的最佳光源是阳光。太阳光是免费的，不需电力，也不造成污染。在写字楼里，如果在设计时能在大楼内部引入自然光线，员工会情绪更好，效率更高。在医院里，住在靠近窗户附近的病人康复得更快。现在有些窗户可以对光谱进行选择，引入日光的同时还可保持舒适。有一些创新的技术如侧窗、天窗、光栅板和光线管道等，可将日光引入大楼内部。在灯具布置时，将所控灯列与侧窗平行，跟据日照强弱来进行灯具控制也是照明节能的有效手段。 2.4.3选用节能光源和灯具。应根据不同的使用场合，选用合适的照明光源，所选用的照明光源应具有尽可能高的光效，以达到照明节能的效果。选择荧光灯光源时，应使用T8荧光灯和紧凑型荧光灯，有条件时，应采用更节电的T5荧光灯。为充分利用光源发出的光通量，在灯具选用时应注意选用配光合理、效率高、利用系数高的灯具，优先选用开启式直接照明灯具，并选择电子镇流器或节能型高功率因数电感镇流器以提高功率因数。 2.4.4采用合理的照明控制方式是实现舒适照明的有效手段，也是节能的有效措施。照明控制系统分两大类：手动控制和自动控制。手动控制是指按照使用者的个人意愿来控制所属区域的照度水平。在照明开关应用中，我们应注意：1居住建筑有天然采光的楼梯间、走道的照明，除应急照明外，宜采用节能自熄开关。2每个照明开关所控光源数不宜太多。每个房间灯的开关数不宜少于2个(只设置一只光源的除外)。但手动控制最不利的一点是：当人们意识到自然光线不足时会开灯，但当天然光又恢复充足时没有什么因素促使他们把灯关掉。而且工作结束后如果灯还开着，这将浪费大量的电能。与传统的照明控制方式相比，近年来逐步发展起来的智能化照明控制系统体现出了强大的优越性。目前智能照明控制系统多数采用现场总线技术，借助各种不同的“预设置”控制方式和控制元件，对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，实现节能。只有当必需时才把灯点亮或点到要求的亮度，利用最少的能源保证所要求的照度水平，节电效果十分明显。 2.6可再生能源利用 在条件允许的场所，合理利用太阳能、风能等可再生资源，有利于节能减排、改善能源结构、保护环境。 2.7采用建筑设备自动化管理控制系统 自动控制、监视和测量是自动化管理控制系统的三大要素。通过应用信息通信、计算机网络、自动化控制等智能化技术，对建筑物内采暖、通风和空气调节系统、给排水及热水供应系统、照明和其他各类用电设备系统的运行实施能效管理，确保各类设备系统运行稳定、安全可靠，从而达到提高能效、降低能耗的目的。 3结束语 电气节能已成为电气设计中的重中之重，作为建筑电气设计人员，应结合工程项目自身特点，精心设计、精心比较，采用切实可行的节能措施，把节能贯穿于电气设计过程始终，真正把节能理念落到实处，促进资源节约型社会的更好建立。
参考文献
1《建筑照明设计标准》 (GB 50034-2004)中国建筑工业出版社2004
2《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇》中国建筑标准设计研究院 2009