發布時間:2022-08-09 10:42:49
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的電氣節能設計論文樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
要想從根本上實現節能生產的目標,最關鍵的就是要做好最初的工程設計工作。只有這樣才能保證在后續的每一個工作環節中都能以最優的結構進行生產,達到生產節能性的不斷提高。
1.1做到配電設計工作的完善
在開展設計活動的時候,首先應該考慮到的一點就是電力系統的可實施性。這一特性的達標要從兩個方面來觀察,第一整個系統的負荷能力的高低,第二是系統中所有設備的安全可靠性,同時不同的設備儀器要有配套的使用說明與技巧。在配電的過程中,要確保整個系統能夠便于操作、調控,要運轉靈活、高效、穩定。在電力設計過程中要達到系統的穩定性與安全性的效果,首先要做的就是提高材料的絕緣性能,最后再進行線路鋪設的時候要確定線路之間的距離滿足絕緣性的要求。
1.2提高電氣系統的運行效率
為了提高整個系統的能源利用效率,達到節能的目標,在進行系統內部儀器裝備使用的過程中就應該選擇那些具有節能性的設備。此外,我們還可以通過負荷的均衡性、減少消耗等措施手段來提高系統運行過程中的節能效果。例如,在進行配電規劃設置的過程中,要對配電負荷系數的確定也應該加強力度。在進行設備安裝組合的過程中注意選擇最佳的結構形式,也能夠達到提高設備運行效率降低能源消耗的目的。
2電氣系統中的節能設計技術
2.1減少電能在線路上的傳輸損耗
在設計階段主要的目標就是達到節能降低消耗的目的,只有堅持這一理念,才能從根本上降低配電系統的運行壓力,維持系統的正常、高效運轉。因為在電力傳遞過程中,存在著過多的電阻壓力,所以會對功率產生影響。通過電阻力的控制能夠起到降低線路消耗的巨大作用。導線所能產生的電阻量和線路長度成正相關,與線路橫截面積成負相關。所以,為了達到降低電阻的效果,我們可以從下面幾個角度入手解決問題:
(1)選用電阻率小的材料來完成線路的鋪設,工業電氣設計中已較少采用鋁芯電纜,多采用銅芯電纜。
(2)將導線的長度控制在規定的范圍以內。減少線路鋪設過程中的彎度,盡量選擇直線型架線。此外,變為了縮減供電距離,最好在電壓中心區設置變壓設備。
(3)擴大導線的橫截面。在國內經濟初步發展的階段,因為經濟條件有限,所以進行線路設計鋪設的時候我們對于線路運行長遠經濟效益的考慮總是不夠。當前,對工程建設越來越重視整體和長遠的合理性。在電力和建筑電氣工程中推行按經濟電流選擇電纜截面是實現線路設計合理化的第一步。
2.2無功補償
在整個電力體系中,無功功率占有的容量屬于大部分,這在無形中增加了線路的壓力,從而使得電網的電壓處于不穩定階段,對于電網的有效運行產生了極為不利的影響。對于電能使用者來說,從外觀上來看無功功率的因數不足,當它達到0.9時,使用者就要根據實際情況上交一定的罰款,所以也會增加使用者的經濟成本,這就要求我們要從下面幾個方面出發進行相應的調整,以維持良好的經濟效益:第一,將電容器作為最主要的補償設備,通過該容器的容納量來對參數進行詳細的確定,希望通過這些數值來完成計算工作;二是考慮電網的運行情況,要十分了解補償線路和負荷情況,如果固定負荷較多,應該采用靜態補償方式,反之,對于變化的、不連續的負荷較多應考慮動態補償方式。第三,完成接地裝置,能夠遵循就近原則,就能夠實現運電系統效能的降低。
2.3濾波器
因為系統中電氣裝備儀器的不斷增多以及其它一些因素的影響,所以出現的諧波電流量也會不斷地增多,而這些電流所導致的電壓的產生會引起電壓的畸形轉變,導致電網儀器裝備出現一些錯誤的舉動。所以,為了降低電壓,就應該采取有效的措施進行諧波的消除,為了達到這個效果最好的途徑就是使用消波儀器。
2.4其他形式的節能
為了達到節能的效果,除了使用上面的一些措施以外,還可以通過其它一些方式,比如:通過光能的有效使用,在耗電活動中,家庭照明所占的比例占了大部分,所以,選擇一些具有良好的節能型的照明設備將會起到良好的節能效果。這樣也能起到系統性的節能作用。
3結語
在節能設計時應思考這一系列問題:第一,堅持開源節流原則,避免電力能源浪費,以及節約電能的有效措施;第二,在保證建筑物電力系統人們需求以及經濟性要求的基礎上,采用節能的材料和設備,節約能源投資;第三,超高層建筑物內的電力系統應滿足人們工作生活的安全性需求、辦公生活環境的舒適度需求以及照明需求等條件;第四,在節能設計時運用當下先進、穩定的科技技術,在滿足超高層建筑物內的電力系統使用性能的同時,更好地節約能源。
2超高層建筑物中電氣節能設計技術的實施
實施電氣節能設計技術,應從電氣系統所需設備、供電的電源及電壓還有配電系統的節能設計、電力系統的安全性能、電力照明、電梯以及消防和報警系統等入手,落實電氣節能技術。
2.1選用性能良好并且節能性能好的系統設備
在超高層建筑物中電氣系統一般采用低壓配電屏、應急發電組、高壓開關柜以及電力變壓器。在低壓配電屏上,我國應效仿國外,將低壓配電屏結構做成抽屜式,把大容量出線做成手車式。而在應急發電組上,國外也采用了將燃氣輪發電機作為備用能源,替代了不再生能源消耗量大的柴油發電機組,這一點我國應該在設計上效仿實施。為了超高層建筑物的防火安全,是絕對不允許使用大容量油浸變壓器的,關于高壓開關柜一般不采用油開關式,應采用手車式。
2.2在保證超高層建筑物內電氣系統使用安全基礎上節能
因超高層建筑物對電氣系統的依懶性較大,所以為避免停電等突發事件,電路上一般采用標準電壓供電使用,所采用的供電模式是獨立電源供電模式,同時為保證電氣系統的穩定使用也會設立兩個獨立電路。同時還應設立應急發電機組,保證發生停電等突發狀況可以恢復供電。在供電設計時要充分考慮電力的荷載,電力荷載標準保證了電力設備的安全正常運行。防雷與接地的設計考慮也是電力設計中應注意的環節,現代超高層建筑物建造所使用的鋼筋砼剪力墻和建筑物樓板緊密連接,所以應做好金屬管線的接地措施,在防雷上超高層建筑物一般多采用避雷針和避雷帶。作為超高層建筑物最基本的安全通道,電梯的重要作用不言而喻。建筑設計師還有交通設計人員應根據超高層建筑物特點,從安全、性能、節能多方面考慮選擇建筑物內使用的電梯。在超高層建筑物內不可缺少的還有自動化消防滅火和報警系統,先進的消防報警探測器發現火災信號后,可將火災信號轉化成電信號,在發出警報信號后傳給建筑物內的報警和消防系統,保證建筑物安全。
2.3電氣系統的節能設計
電氣系統的設計基本上從配電系統和照明系統上實現節能。超高層建筑物所采用的獨立電源應有兩路,照明和動力使用的電力資源分開計費,并且對低壓區和高壓區用電分開計費,高壓區供電高收費也高,低壓區用電量少則安裝計費電度表計算收費,從一定程度上抑制電力資源浪費。超高層樓宇配電設備中的干線多使用放射式系統配電,建筑物內各樓層則使用混合式配電系統。在設計使用中采用的配電變壓器通常選擇節能環保,這樣不僅可以最大限度延長配電變壓器的使用壽命,節約設備資源;還可以減少配電變壓器運轉工作中能源的消耗量。將無功補償策略合理運用配電系統,從單相負荷分補或者單相、三相負荷結合共補方式進行無功補償,降低系統中配線的耗損,同時提高配線系統的電力功率。
3電氣節能設計中應注意的問題
作為超高層建筑物,關于室外照明燈的設計實施也要充分考慮,在電氣線路設計中,室外照明燈應該用接地裝置,并使用獨立的金屬保護外殼,防止安全事故的發生。更是要做好接地和防雷措施,設計電氣系統時,要對電氣系統采用靈敏度校對和檢驗,要做好防雷和接地的項目保障措施,盡可能避免不安全因素。設計者在對超高層建筑物的電氣設計時,要充分考慮安全用電,規范合理的進行設計,對電氣系統中使用的漏電開關要保證開關極數符合系統規范要求。
4結語
關鍵詞:建筑電氣;安全性;節能型
引言
隨著經濟的增長和人們收入的增加,建筑智能化、自動化使建筑用電量猛增。城鎮一體化建設的加速,我國的建筑面積以每年十幾億平方米的速度遞增。據建設部和國家建材局的統計,我國建筑能耗約占全社會總能耗的27%。建筑節能在建筑行業勢在必行。這些都要求建筑電氣工程師發揮才智,既要滿足建筑功能要求,給居民提供舒適、方便的生活空間,還要盡可能的做到減少建筑耗能。下面分別從建筑電氣設計安全和節能兩個方面進行了分析。
一、建筑電氣設計的原則
建筑電氣設計嚴格遵守相關的設計規范。設計規范是國家或地方制定的設計準則,它體現了國家的政策和對建筑的質量要求,是建筑電氣設計者設計的標準。
建筑電氣設計應滿足建筑的功能需求,保證建筑的各項功能穩定連續運行,給居民的日常生活帶來方便、快捷。
建筑電氣設計是建筑的一部分,在設計過程中也要考慮綜合經濟因素,既要考慮初投資也要兼顧以后的運行費用,以求得建筑生命周期內費用最低的目標。
二、建筑電氣設計的安全性
建筑電氣設計的安全性從電力供應、供電線路、電氣設備的接地、建筑消防控制方面進行了分析。
2.1電力供應
電力在現在建筑中占有重要作用,沒有了電,建筑就會處于癱瘓狀態。保證建筑電力的穩定供給是保證居民正常生活得基礎。因此,為了保證供電可靠性,現代高層建筑至少應有兩個獨立電源,具體數量應根據負荷大小及當地電網條件而定。兩路獨立電源原則上是兩路同時供電,互為備用。此外,還須裝設應急備用柴油或燃汽輪發電機組,要求在15秒鐘內自動恢復供電,保證事故照明、電腦設備、消防設備、電梯等事故用電。對于高壓開關柜應根建筑標準,選用具有“五防”功能的真空開關手車式高壓開關柜。對于電力變壓器,根據防火要求,主樓內是不允許裝設大容量的油浸電力變壓器。對于容量低壓配電屏的出線,應做成手車式。
2.2供電線路
居住建筑中各種電路繁多。為保證各種設備電路的穩定、安全運行,供電電路的主線截面不能隨意更改。如果要更改也要參照規范作相應的計算驗證后再更改。否則線路截面的變小,使電阻變大,功率過載將導致電路發熱或引發火災。
2.3電氣設備的接地
現在建筑中存在電腦、電視、冰箱等大量電子設備,電子設備通過保護接地系統的重復接地與共用接地體相連,為保證人員安全,此共用接地體的電阻不應大于1Ω。
2.4建筑消防控制
建筑消防設計指火災自動報警滅火系統.包括火災探測器、分區消防報警控制器、消防中心和氣體自動噴射滅火及自動灑水滅火系統等四個部分,實現報警滅火自動化。其中,消防線路要求要求穿金屬管或者暗敷,目的是火災發生后可以保持消防線路的正常使用,保證信號、命令得到有效的傳輸。消防水泵的控制尤為重要,為且確保安全,消防水泵的控制應設置兩路:一條由引至消防水泵控制柜;另一路則引至消防控制室。
三、建筑電氣設計的節能性
建筑電氣設計是建筑設計的一部分。為降低建筑的能耗,建筑電氣設計師也應從全盤考慮,既要兼顧初投資還要考慮建筑電氣的運行能耗。下面分別從變壓器、線路、照明幾個方面給與分析。
3.1變壓器的選擇
變壓器應選用節能型變壓器,高導磁的優質冷軋晶粒取向硅鋼片和先進工藝制造使硅鋼片的磁場方向接近一致,可以鐵心的渦流損耗;良好的接縫密合,可減少漏磁損耗。與老產品比,節能型變壓器空載損失和短路損失降低,10kV系列分別降低41.5%和13.93%。平均每千伏安年節電9kW•h[3]。節能型變壓器,因其具有損耗低、質量輕、效率高、抗沖擊、節能顯著等優點,而在近年得到了廣泛的應用。
變壓器的容量選擇。理論上計算變壓器負載率為50%時,變壓器的有功耗能能耗最小。但此時變壓器的無功能耗增加,因此要考慮綜合經濟效益后進行選擇。工程中變壓器的容量選擇在考慮初投資和運行費后,一般變壓器的負載率取容量的80%。
3.2配電線路損耗
建筑中供電線路長且多,由于電阻的存在,當電流通過時就會產生功率損耗,其計算公式是:式中:ΔΡ—三相輸電線路的功率損耗;I—線電流;R—線路相電阻。對于供電線選定的條件下,“R”值不變。可見電流越大,電路損失越大。線路的電阻R=ρL/S,電阻與電阻率ρ、導線長度L成正比,與導線截面S成反比。要減少電阻損耗應從以下幾個方面考慮:
選用電阻率ρ較小的導線,如銅芯導線較佳,鋁線次之。減少導線長度,在設計中線路應盡量走直線少走彎路,另外在低壓配電中盡可能不走或少走回頭路。變電所應盡可能地靠近負荷中心,以減少供電半徑。增大導線截面積,對于較長的線路,在滿足載流量、熱穩定、保護配合及電壓降要求的前提下,在選定線截面時加大一級線截面。這樣增加的線路費用,可以由以后的運行費用抵消。
3.3電動機的節能分析
減少電動機損耗的主要途徑是提高電動機的工作效率和功率因數。但是在具體工程中電動機通常都是水暖及建筑等專業設備所配套的,因此電氣設計節能措施主要在運行過程中。除了就地電容器補償減少線路損耗外,還應減少電動機低效率的輕載和空載運行。主要的措施是采用變頻調速控制電動機使其適應負載的變化,以提高電動機輕載時的效率從而達到節約電能的目的。如對于空調系統的循環泵采用變頻控制后空調系統的運行費可節約30~40%。
3.4照明節能
照明節能設計就是在保證作業面視覺要求、不降低照明質量的前提下,減少照明系統中光能的損失,從而最大限度的利用光能,通常的節能措施有以下幾種:(1)充分利用自然光,在設計中電氣設計人員應多與建筑專業配合,做到充分合理地利用自然光使之與室內人工照明有機地結合,從而節約人工照明電能。(2)使用高效節能燈具和高效電子鎮流器、節能型電感鎮流器、電子觸發器以及電子變壓器等,公共建筑場所內的熒光燈宜選用帶有無功補償的燈具,緊湊型熒光燈優先選用電子鎮流器,氣體放電燈宜采用電子觸發器。(3)對于照明燈具進行控制也是一種行之有效的節電方法。根據照明使用特點可采取分區控制燈光或適當增加照明開關點。臥房、病房、客房等床頭燈可采用調光開關,高級客房采用節電鑰匙開關,公共場所及室外照明可采用程序控制或光電、聲控開關,走道、樓梯等人員短暫停留的公共場所可采用節能自熄開關。
四、結語
建筑電氣的安全和節能措施還有很多,設計的節能潛力很大,廣大電氣設計人員在設計中應精心考慮,反復比較設計方案,拿出一套符合各種技術指標,滿足功能需求的前提下,行之有效而又切實可行的節能措施,從而達到真正安全節約的目的。
參考文獻:
[1]江億.中國建筑能耗遠低于發達國家(第一部分).
[2]中華人民共和國公安部.《火災自動報警系統設計規范》.GB50116-98
論文摘要:能源是人類生活中最重要的資源,是關于我們現實和未來生存發展的最基本、最核心的動力問題。目前,我國正處于國民經濟快速發展時期,中國經濟高速增長的必要支撐條件之一是能源需求的巨幅增長,這對于我們這個能源資源人均擁有量大大低于世界平均水平的國家來說是一個不可承受之重。所以我們有權利也有責任在設計工作中認真考慮節能問題,并把節約電能放在首位。
近年來,國家及相關部門已經深切認識到節能問題的重要性和緊迫性,建筑節能工作已經全面展開并不斷深化,建筑節能技術不斷進步,建筑節能的設計標準也在不斷的完善。而且隨著社會的發展和進步,公眾節能的意識不斷增強,節能的理念也越來越為更多的人所接受。
建筑節能實際上是一項十分艱巨而復雜的工作,它甚至比某些建筑智能化系統的應用更為困難。因此,要想在建筑節能方面有所收獲的話就要對其進行系統、全面和綜合的分析、研究、實踐。在此,筆者將就建筑電氣節能技術的原則及措施加以簡要論述。
1.建筑電氣節能的設計原則
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的良好的人工環境提供必要的能源,為建筑設備提供必須的動力,為用電設施提供可靠的負荷容量等條件的情況下,優化供配電設計,從而促進電能的合理化運用。也就是說不能因為節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;要滿足建筑物舒適衛生的良好環境;滿足各處運輸通道的暢通無阻等等。
1.2節約性原則
所謂的節約性原則就是指在電氣節能設計中要充分考慮到實際的經濟效益,不能因為節能而過高的消耗投資,增加運行費用。而是要科學合理的選用節能設備和材料,爭取實現用較低的投資得到最大的經濟效益。使因節能而增加的投資可以在最短的時間內用節能減少下來的運行費用收回。
1.3節能性原則
所謂節能性原則就是要節省無謂消耗的能量。首先要找出哪些地方的能量消耗是與發揮建筑物的功能無關的,在考慮采取什么措施節約能源。如著眼于電氣設備自身的電能消耗、變壓器的功能損耗、傳輸線上的電能損耗等方面,節能設計應該把握“滿足功能、經濟合理、技術先進的原則”。
2.建筑電氣節能設計
2.1供配電系統的節能設計
根據負荷容量,供電距離及分布,用電設備特點等因素合理設計供配電系統,做到系統盡量簡單,可靠,操作方便。變配電所應盡量靠近負荷中心,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,以適應由于季節性和工作時間造成的負荷變化時能夠靈活投切變壓器,實現經濟運行減少由于輕載運行造成的不必要電能損耗。
當線路上有電流流過時,由于線路上電阻的存在,勢必會產生有功功率的損耗。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、選用電導率較小的材料做導線。通常選用銅芯線纜,但考慮到要節約用銅,也可以改為采用新型的銅鋁復合材料線纜。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定。第三、增大導線截面。對于比較長的線路在滿足載流量、動熱穩定、保護配合、電壓損失等條件下,可根據情況加大一級線纜的截面。第四、合理調劑季節性負荷。也就是要使供電線路得到充分的利用。如將空調風機、風機盤管與一般照明、電開水器等計費相同的負荷集中。
2.2變壓器的節能設計
2.2.1變壓器的損耗主要分為兩部分
a.與負載無關的空載損失。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構的特性、空載損耗P0、短路損耗P決定的。從經濟運行的角度考慮,對于季節性變化較大的負荷,宜裝設兩臺變壓器,當負荷長時間較低時可停用1臺,以保持經濟運行。 轉貼于 2.3電動機節能設計
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。在工程設計中,應根據負荷特性考慮選擇更為節電的電動機,其關鍵在于明確負荷是連續的還是斷續的。若為連續負荷,要了解電動機的輸出功率是否與各種負荷相匹配,如果是風機和泵等平方遞減負荷特性,在輕載時打開風門和閥門,采用調速電動機在低速運行可以節約電能。斷續負荷時,如果輕負荷時不能停止電動機的工作,則應考慮采用調速裝置,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速。
3.電氣照明系統的節能設計
3.1充分利用天然光源
照明節能工程中的一個較為主要的內容是如何充分利用天然光源。隨著人們對能源和環境保護的日益關注,建筑物中如何充分利用天然光源來節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。在照明節能的實施工程中,應當充分加以利用,制定建筑物的采光標準,確定采光方式,將采光方式,將采光和照明有機地結合起來。白天盡可能地利用天然光源,使建筑物內獲得穩定的光照條件。同時,室內引入陽光,既能大大節約照明能耗,亦有助于提高室內溫度,對于降低建筑能耗也具有重要的現實意義。
3.2采用高效節能光源
在滿足照明質量的前提下,應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、金屬鹵化物燈或鎮流高壓熒光汞燈,其綜合費用低、視覺質量高,同時也節約能源。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根據照明部位的燈光布置形式和環境條件
選擇合適的照明控制方式房間有多列燈具時,按與側窗平行控制;生產場所按車間、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,人體感應或動靜感應開關,智能化面板開關等新的控制方式逐步進入到我們的身邊。
4.結束語
近年來,為了解決能源浪費問題,新一代建筑電氣技術正在試圖采用各種先進的控制方式對傳統建筑電氣設備進行有效的控制??梢哉f建筑電氣的節能在技術方面還是有很大的上升空間和發展潛力的。
參考文獻
[1]高晉峰.論民用建筑工程照明設計中的節能;智能建筑電氣技術,2010(4).
[2]張軍.關于建筑電氣節能設計措施的探討;中國科技信息,2007(6).
[3]齊雪艷.現代住宅電氣設計節能技術探討;黑龍江科技信息,2008(10).
論文摘要:文章就電氣節能設計應遵循的原則,從供配電系統設計、合理使用電動機、功率因數補償、諧波治理、照明節能、可再生能源利用、能源管理系統等方面,論述了建筑電氣節能的合理應用。
隨著我國經濟的持續快速增長,作為二次能源的電能供需矛盾日益突出。在積極倡導節能減排、發展低碳經濟的今天,如何把節能措施貫穿于整個電氣設計過程則顯得尤為重要。下面結合工作實際,就建筑電氣設計的幾種節能措施談談一些看法。
1 電氣節能設計應遵循的原則
電氣節能是建筑節能的重要組成部分,電氣設計人員在設計過程中,應從適用性、安全性、可靠性及經濟性多方面綜合考慮,通過合理的設計及運行方案減少不必要的能源損耗。
2 電氣節能設計包括以下幾方面內容
2.1 合理設計供配電系統
根據用戶的重要性、負荷性質、用電容量、工程特點、系統規模,合理設計供配電系統,使系統在最佳狀態下運行。
2.1.1 根據用電負荷的容量及分布,使變、配電所靠近負荷中心,以縮短低壓供電半徑,降低線路損耗,減少電壓損失,滿足供電質量要求。供配電線路長度不宜超過250m。
2.1.2 供配電系統應簡單可靠,配電級數不宜過多,同一用戶內,高壓配電級數不宜多于兩級;變壓器二次側至用電設備間的低壓配電級數不宜超過三級,盡量減少電能損耗。由兩路進線供電的系統,宜采用兩路電源同時運行的方式,以減少正常運行時的線路損耗。
2.1.3 合理選擇供電電壓。同等情況下,電壓越高,損耗越小。供電電壓等級的確定應考慮技術經濟合理性及電力公司的相關規定等因素。當用電設備總容量在250kw及以上或變壓器容量在160kva及以上時,宜以10(6)kv供電。對大型公共建筑的空調冷水機組,考慮節能因素,經方案比較盡量采用10(6)kv冷水機組,但應考慮大容量電動機啟動時對變壓器的影響。
2.1.4 合理選擇變壓器。電力變壓器應當選用10型及以上、非晶合金等節能環保、低損耗和低噪聲的變壓器。變壓器的長期工作負載率不宜大于0.85,在選擇變壓器容量和臺數時,應靈活根據負荷變化情況,綜合考慮投資和年運行費用,對負荷合理分配,選取容量與電力負荷相適應的變壓器,以實現其經濟運行,減少由于輕載運行造成的不必要電能損耗。此外,降低變壓器的環境溫度、平衡三相負荷、合理選擇變壓器接線方式、季節性造成的負荷變化時靈活投切變壓器等也是降低能耗的有效途徑。
2.1.5 減少線路能量損耗。在滿足允許載流量、電壓損失、短路電流熱穩定等技術指標前提下,應按經濟電流密度合理校驗、選擇導線截面,從而達到降低電能損耗、減少投資和節約有色金屬的目的。
2.2 降低電動機電能損耗,提高電動機使用效率
2.2.1 根據負荷特性合理選擇高效率電動機,提高電動機運行的效率和功率因數。
2.2.2 功率較大的電動機可以采用變頻調速器(消防設備除外),可提高電機在輕載時的效率,達到節能的目的。
2.2.3 采用軟啟動器,使電機啟動平穩,保證電網電壓的波動在要求范圍內。
2.3 合理提高供配電系統中的功率因數
設計中應通過正確選擇電動機、變壓器的容量以及照明燈具啟動器,降低線路感抗,采用正確的電線、電纜敷設方式,提高用電單位的自然功率因數。當自然功率因數偏低,達不到電網合理運行要求時,應采用并聯電力電容器作為無功補償裝置。
2.4 諧波治理
隨著大量非線性負載的廣泛使用,產生的大量諧波電流注入電網中,使電壓波形產生畸變。可通過選用d,yn11變壓器;設置濾波或隔離濾波裝置;合理選擇中性線截面;功率因數補償電容器組串聯消諧電抗器等措施抑制諧波,提高電能質量。
2.5 照明節能
照明節能的基本原則是在保證不降低生產、作業視覺要求,不降低照明質量的條件下,力求減少照明系統中光能的損失,最有效地使用照明用電。做好照明節能工作應注意以下幾點:
2.5.1 根據視覺作業要求,應根據《建筑照明設計標準》確定合理的照明標準,不同場所應有目的地進行照明。由于我國幅員遼闊,各地區經濟條件差別較大,民族習慣不同,因此還應結合現場實際情況,在規范推薦的高、中、低值中確定合理的標準,對標準值的確定應掌握適度,并合理利用局部照明。
2.5.2 充分利用自然光。照明的最佳光源是陽光。太陽光是免費的,不需電力,也不造成污染。在寫字樓里,如果在設計時能在大樓內部引入自然光線,員工會情緒更好,效率更高。在醫院里,住在靠近窗戶附近的病人康復得更快?,F在有些窗戶可以對光譜進行選擇,引入日光的同時還可保持舒適。有一些創新的技術如側窗、天窗、光柵板和光線管道等,可將日光引入大樓內部。在燈具布置時,將所控燈列與側窗平行,跟據日照強弱來進行燈具控制也是照明節能的有效手段。
2.5.3 合理選擇光源和燈具。應在不同的使用場合,在滿足照明質量的前提下,盡可能選擇高光效的光源。為充分利用光源發出的光通量,在燈具選用時應注意選用配光合理、效率高、利用系數高的燈具,優先選用開啟式直接照明燈具,并選擇電子鎮流器或節能型高功率因數電感鎮流器以提高功率因數。
2.5.4 采用合理的照明控制方式是實現舒適照明的有效手段,也是節能的有效措施。照明控制系統分兩大類:手動控制和自動控制。手動控制是指按照使用者的個人意愿來控制所屬區域的照度水平。在照明開關應用中,我們應注意:1 居住建筑有天然采光的樓梯間、走道的照明,除應急照明外,宜采用節能自熄開關。2 每個照明開關所控光源數不宜太多。每個房間燈的開關數不宜少于2個(只設置一只光源的除外)。但手動控制最不利的一點是:當人們意識到自然光線不足時會開燈,但當天然光又恢復充足時沒有什么因素促使他們把燈關掉。而且工作結束后如果燈還開著,這將浪費大量的電能。與傳統的照明控制方式相比,近年來逐步發展起來的智能化照明控制系統體現出了強大的優越性。目前智能照明控制系統多數采用現場總線技術,借助各種不同的“預設置”控制方式和控制元件,對不同時間不同環境的光照度進行精確設置和合理管理,實現節能。只有當必需時才把燈點亮或點到要求的亮度,利用最少的能源保證所要求的照度水平,節電效果十分明顯。
2.6 可再生能源利用
在條件允許的場所,合理利用太陽能、風能等可再生資源,有利于節能減排、改善能源結構、保護環境。
2.7 采用建筑設備自動化管理控制系統
自動控制、監視和測量是自動化管理控制系統的三大要素。通過應用信息通信、計算機網絡、自動化控制等智能化技術,對建筑物內采暖、通風和空氣調節系統、給排水及熱水供應系統、照明和其他各類用電設備系統的運行實施能效管理,確保各類設備系統運行穩定、安全可靠,從而達到提高能效、降低能耗的目的。
3 結束語
電氣節能已成為電氣設計中的重中之重,作為建筑電氣設計人員,應結合工程項目自身特點,精心設計、精心比較,采用切實可行的節能措施,把節能貫穿于電氣設計過程始終,真正把節能理念落到實處,促進資源節約型社會的更好建立。
參考文獻
【關鍵詞】智能樓宇;建筑電氣;建筑照明;節能優化
在國民經濟進一步發展和城市化建設步伐加快的同時,能源短缺問題日趨嚴重,如何在滿足建筑基本功能特性要求的基礎上,通過采取有效技術措施減少能源消耗,提高能源綜合利用效率就成為智能樓宇建筑電氣工作人員研究的重要內容。2004年,GB50034-2004《建筑照明設計標準》中第6.1.2條辦公將建筑照明功率密度值設定為強制性執行條文;2007年,又頒布了007JSCS-D圖集《全國民用建筑工程設計技術措施-節能專篇 電氣》,以及JGJ16-2008《民用建筑電氣設計規范》,技術規范和圖集綜合說明中,明確提出電氣照明節能優化設計,要在不降低照明場所視覺照明要求、不降低照明質量等基礎前提下,通過合理的方案優化,最大限度地降低照明系統運行過程中的光能資源損失。因此,照明系統節能優化設計,已成為建筑電氣節能設計中重要內容,必須在實際設計工作中高度重視[1]。
1 建筑照明系統現存主要不足問題
由于受當時建設技術水平和綜合投資資金等因素的影響,我國民用建筑照明系統中普遍采用熒光燈和金屬鹵化物燈等能耗較大的氣體放電光源,其中熒光燈源的使用率大約占所有人造光源的65%左右。目前,我國建筑照明系統中現存主要不足問題,包括功率因素偏低、電壓波動等問題。
1.1 系統運行功率因數偏低
由于在建筑照明系統中廣泛采用熒光燈具,此類燈具為感性負荷,其在運行過程中除了消耗有功外,還消耗大量無功,從而導致系統中運行功率因數偏低,通常只有0.5~0.65左右。照明系統在運行過程中,需要從配電系統中吸收大量無功電流才能維持系統正常運行工況,這樣大大增加了照明系統供配電線路的損耗,造成大量的無謂電能資源浪費。
1.2 電壓波動影響照明燈具綜合使用壽命
由于沒有進行詳細系統的規劃設計,很多建筑內部照明系統存在三相負荷不平衡、負荷變動較大等問題,造成照明系統電壓波動較大,不僅增加了照明系統運行能耗,同時還降低了照明燈具的光效和綜合使用壽命。
2 建筑照明節能降耗相關強制性條文簡介
2004年,建設部頒布了《建筑照明設計標準》(GB50034-2004)[1],在設計標準規范中,首次明確規定了居住、辦公、商業、旅館、醫院、學校和工業等七類建筑中的108種常用房間或照明場所的室內照明節能設計標準值、照明功率密度(LPD)等技術指標,作為建筑照明系統節能設計和審核的重要節能經濟技術指標,同時還規定能耗指標對應的照度值,為建筑電氣設計、施工、質量監督人員提供了一個系統完善的參數技術指標。GB50034-2004,要求通過合理的方案優化設計和較強的質量監管,用較少的電能,在確保照明場所具有較高照明質量水平的同時,達到滿足規范標準技術指標要求的照度要求,實現節約能源、保護環境、提高照明質量的節能降耗目的,努力推動建筑綠色照明工程的高效順利開展實施[2]。
3 智能樓宇建筑照明節能降耗技術措施
為了實現“節約無謂電能浪費、降低電能損耗”的目的,在進行智能樓宇建筑照明系統優化中,應以“綠色節能照明”理念為方向,以相關節能法律法規、技術規范為指導,優選節能型的照明電氣產品,來營造舒適、安全的建筑室內光環境,有效提高室內人們工作、生活、以及學習休閑質量水平。
3.1 合理確定建筑照明優化方案
在進行建筑照明系統設計過程中,要嚴格按照GB50034-2004《建筑照明設計標準》、JGJ16-2008《民用建筑電氣設計規范》等技術規范要求,結合建筑物功能和照明場所實際特性確定適宜的照度標準值,合理確定照明系統的照明功率密度值、照明方式、控制系統等。建筑照明系統節能優化設計,應在滿足建筑物不同場所、不同部位對照明照度、色溫、顯色指數等技術指標要求的前提下,設計出技術上可行、經濟上合理的照明節能優化方案。
3.2 照明供配電系統的節能措施
在進行建筑照明配電系統優化設計過程中,除了要滿足《低壓配電設計規范》等相關技術規范標準外,還應從節能、降耗等方面進行照明系統節能優化設計。照明供電線路應盡可能采用三相供電模式,通過合理優化布設,使三相照明負荷基本處于平衡工況,以免三相不平衡產生諧波等影響照明光源的綜合發光效率。建筑物室內末端照明配電箱的出線及供電干線按照經濟電流密度來合理選擇供電導線的經濟截面積,這樣可以進一步降低供電線路上的電能損耗,達到節能降耗的目的。
3.3 優選節能型照明光源和燈具
燈具反射面的反射比越高,燈具反射面優化設計越合理,對應其照明光效也會越高。通過燈具反射面的優化設計,通??梢杂行岣邿艟咝蔬_10% ~50%。照明系統選擇熒光燈、高強度氣體放電燈等燈具效率時,應滿足GB 50034-2004《建筑照明設計標準》中的第3.3.2條相關技術指標要求。對于低壓鈉燈和高壓鈉燈,雖然其發光率較高,但由于存在色溫低、光色偏暖等不足,其顯色指數大多只有40~60,同時顏色失真度較大,通常只使用在路燈或廣場照明系統中使用;金屬鹵化物燈、三基色熒光燈、以及稀土金屬熒光燈,由于其色溫范圍較廣(3200K~4000K),運行中光色選擇性較好,顯色指數指標也較高(可以達到80~95),同時顏色失真度較小,特別是金屬鹵化物燈其在使用過程中對人的皮膚顯色性非常好。熒光燈從T12到T8,再到T5,其結構越來越緊湊,管徑越來越小,同時便于使用稀土三基色粉,這樣其顯色性能得到大大提高(Ra高達85),光效也可以提高約15%~20%,光衰較小,綜合使用壽命較長(高達12000h),另外用汞量也減少了80%,是目前應用較廣泛的燈具,但選配時要合理選擇高效率的鎮流器。LED燈成近幾年照明領域的新寵,它屬于冷光源,半導體材料制成,綠色無污染,符合綠色建筑節能、環保等技術要求。其以高亮度、高純度、高效率低功耗(節能量達50%~80%)、超長壽命(高達50000h),供電范圍寬(110~220V)變換為直流低壓供電,安全可靠等顯著優點正在廣大領域中采用,例如手電、路燈、長期照明的超市、醫院、娛樂場館及車庫等場所,其柔和的照度和鮮艷的色彩也倍受人們所喜愛。隨著LED技術正在以日新月異的技術突破和快速發展,價格大幅降低,將來必將替代其它類燈具進入千家萬戶及所有領域。
3.4 制定合理的照明系統控制方案
采用智能照明控制系統,推動照明系統向綠色節能照明目標實現。采用智能節能調節控制的照明控制系統,雖然其照度設計技術指標存在偏高問題,但由于控制系統可以根據實際照明工況特性需求智能自動調節,確保其按照預先設置的標準亮度,在保證基本照明照度需求的基礎上,降低無謂電能資源浪費,實現節能經濟調節運行。
4 結束語
智能樓宇建筑照明系統節能降耗優化工程是建筑電氣節能,乃至整個綠色建筑節能工程中的核心部分,建筑電氣工作人員應在方案規劃設計、施工建設、以及后期運行維護等階段各環節中重視照明系統的節能降耗,要充分掌握先進的建筑照明節能降耗知識和裝置設備,把節能降耗技術措施和設備裝置真正運用到建筑照明系統節能降耗工程中,提高照明系統電能資源綜合利用效率,實現節能降耗的目的。
參考文獻
【關鍵詞】配電技術;變壓器;節能技術
進入21世紀以來,我國的經濟快速的發展,各個行業對于電力資源的需求也越來越大,現目前,全國的電力供電都呈現出了供應不足的現象,尤其是在一些電力使用較多的季節,電力供應顯得尤為緊張,這些情況已經成為了制約我國經濟以更快速發展的枷鎖嗎,所以,必須要提高全國范圍內的電力能源發展速度。但從我國目前的經濟發展模式來看,依然還有很大一部分的生產企業停留在傳統的粗放式的經濟增長方式之上,而完全依靠不斷提高能耗來作為提升電力供應的也是極為不科學的。
本篇文章主要針對我國目前各個電力企業中所使用的配電變壓器自身在實際中應用的特點,對配電變壓器中的節能技術實際應用進行了全面詳細的分析,期望能從分析的結果中找到完全能夠使用在配電變壓器的節能中技術中的更為科學合理并具有安全可靠性的應用技術,為其他相關的行業的人員提供一定的參考作用。
1.電力生產的現狀
從整個電力生產、消費、供應等幾個組成電力生產和使用的主要環節來看,在電力生產輸配的過程中還有著巨大的發展空間和發展潛力。在電力企業的輸配電設備型號中,我國所采用的主要是一種使用數量和使用范圍都是最大的輸配電變壓器設備。就現目前來說,輸配電變壓器自身的耗損在整個輸配電系統耗損的三分之一以上,通過這點我們可以明確的看出,大力的發展配電節能變壓器自身的科技技術以及應用的范圍,這對于我國電力設備的節能發展前景以及電力的供應有著極其重要的意義。
2.配電變壓器概述
2.1配電變壓器的工作原理
變壓器自身的效能和工作原理幾乎是所有人都知悉的,事實上,配電變壓器自身的運作原因也主要是通過電池感應的技術原理來實現的電流輸出工作。在配電變壓器的結構中,通常都是將高壓的繞組以及低壓的繞組分開在兩邊,其中又根據所連接不同來區分不同的繞組名稱,與電源所直接連接的叫做初級繞組,而與負載所直接連接的稱之為次級繞組。初級和次級這兩組繞組之間只有磁性的耦合關系,沒有任何電能上的聯系。而當初級繞組直接連接上變電壓的時候,可以產生交變電流,并且根據電感生磁和磁感生電的感應原理,交變電流能夠直接將鐵芯中的電源電壓改變到與之相同的評論,變成交變磁通,交變磁通在運行的過程中直接與初級繞組和次級繞組之間產生相同的頻率,從而能夠感應到電勢。而在這個過程中,如何改變了初級繞組和次級繞組的匝數,就可以直接改變次級繞組附帶的電壓,如果在次級繞組之上直接連接上負載,就可以使得交流正常的輸入,這樣就使得能在配電變壓器中實現了不同等級的電壓等級電能的向外傳遞 [1]。
2.2配電變壓器的損耗分析
配電變壓器的損耗具體可以分為有功損耗和無功損耗,下面逐一具體分析。
2.3有功損耗
有功損耗是指配電變壓器在實際工作過程中,在產生有功功率而伴隨產生的損耗。有功損耗可以分為鐵損和銅損。
①鐵損。鐵損是指磁滯、渦流損耗及電流在初級線圈電阻上的損耗,它是鐵芯發熱,以熱能的形式散發損耗。鐵損又可以細分為渦流損耗和磁滯損耗。當變壓器工作時,鐵芯中有磁力線穿透,由于電磁感應原理的作用,使得線圈中的電流自成閉合回路且呈渦流狀旋轉,因此稱之為渦流,渦流在鐵芯中的流動使得鐵芯發熱消耗能量,這一部分的損耗就稱之為渦流損耗。
當交流電流通過配電變壓器時,通過變壓器硅鋼片的磁力線其大小和方向呈現一定規律的變化,使得硅鋼片互相摩擦放出熱能,這一部分損耗的熱能就是磁滯損耗。
②銅損。銅損是指配電變壓器線圈電阻所引起的損耗。當電流通過線圈電阻時,會發熱散發能量,這時一部分電能就會轉變為熱能而被消耗,稱之為銅損。
2.4無功損耗
配電變壓器的無功損耗主要是指在進行變壓與能量傳遞過程中所造成的損耗,因為這部分損耗并沒有產生實際的有功功率,因此,稱之為無功損耗。無功損耗可以分為兩部分,一部分是由建立變壓器主磁路磁通的勵磁電流引起的,這部分損耗與負載電流無關,是一個恒定量;另一部分是由變壓器繞組的阻抗和流經繞組的電流構成,這部分損耗是與負載電流有關的,負載電流越大,這部分損耗就越大。
需要說明的是,配電變壓器是一個典型的大型感性負載,其容量越大,則無功損耗就越大,同時也會對電網產生諧波干擾,因此,配電變壓器的容量并不是越大越好。
3.配電變壓器的節能技術應用探討
采用新型材料和工藝降低配電變壓器運行損耗。
(1)采用新型導線。
配電變壓器的導線可以采用無氧銅,以降低線圈內阻,從而有利于降低配電變壓器運行中的鐵損和銅損,進而降低配電變壓器的運行損耗。例如,目前已經投入使用的高溫超導配電變壓器,就是采用了超導線材取代了傳統的銅芯線材,從而降低了變壓器的損耗,同時,還間接提高了變壓器的抗短路性能[2]。
(2)優化磁體材料。
配電變壓器的磁體材料也可以進行改進優化,以降低磁滯損耗。近年來,研究頗熱的非晶合金材料,相較于傳統的磁體,具有更加優良的磁化和消磁性能,利用這一類材料制作鐵芯,不僅可以明顯降低配電變壓器的鐵損,而且還能夠降低配電變壓器的無功損耗,提高配電變壓器的運行經濟效益。
(3)改進制造工藝。
在制造工藝上實施改進,以降低配電變壓器的運行損耗。例如,采用現代計算機控制的數控加工系統,對變壓器內部的硅鋼片進行加工,從厚度、界面形狀等,都完全能夠實現精確控制。目前的加工精度已經達到0.18mm,如此薄的硅鋼片的應用,大大降低了配電變壓器運行過程中的空載損耗。
(4)布置新結構。
除了應用新型材料、新型加工工藝等技術手段之外,還可以通過采用新的結構布置形式等手段來降低配電變壓器運行中的損耗。目前的研究熱點主要集中在兩個方面:采用新型繞組結構和采用新型線圈布置方式。
4.結語
在配電變壓器的實際配電輸出的過程中,會由于變壓器自身所感性負載這個特性,早成整個配電變壓器在運作的過程中出現極大的耗損,對此,將配電變壓器加入節能技術理念實施已經到了迫在眉睫的地步。本篇文章所結合了配電源變壓器在實際使用過程中造成損耗的主要構成原因,全面詳細的討論在在如何將節能技術應用到配電變壓器之中。節能技術的實現,對于整個輸配電能源這個環節有著巨大的便捷性,而且對于不斷的研究和配電節能技術的指導有著重大的意義,因而本論文的研究成果是值得推廣的。當然,對于配電變壓器的節能技術,遠不止本論文所討論的這些技術應用,更多的節能技術及其應用有待于廣大配電技術工作人員共同努力,才能夠最終實現我國輸配電節能技術的真正提高和發展應用。
【參考文獻】