發布時間:2022-07-23 04:44:35
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇電氣節能技術在工程設計中的應用,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
摘要:全球能源危機的爆發使能源節約成為現代社會、經濟以及文明發展的重要課題。在我國,節能減排是構建和諧社會、落實科學發展觀的重要舉措,是建設社會主義環境友好型、資源節約型新社會形態的必然選擇。而電氣節能作為能源節約的重要組成部分,也已經成為備受社會各界關注的社會性問題。文章以電氣節能技術為基本切入點,著重對電氣技能技術在工程設計中的應用問題加以分析。
關鍵詞:電氣節能;節能技術;工程設計
隨著現代電氣技術的快速發展,電氣設計已經不僅僅局限于滿足正常供電需求,如何在保證穩定供電的基礎上盡可能推動電氣的節能成為現代電氣設計中的重點。目前,在我國電能的浪費相當嚴重,不管是供配電系統或用電設備,都存在著節能的非常大的潛力。作為電氣工程設計人員,我們有責任在工作中做好節能設計。筆者認為,工廠電氣設計節能措施應貫徹應用經濟合理、技術先進的原則。本文在總結多年以來電氣節能設計經驗的條件下,對電氣節能設計的原則進行簡單介紹,并對各項可靠、合理的節能措施進行細化,以期實現電氣節能設計的進一步優化。
一、工程設計中電氣節能技術的應用原則
在工程設計中,電氣節能技術的應用旨在通過利用電氣節能的技術手段,對工程建筑原有的功能進行改進,以實現節約能耗的目的。但在工程設計中,電氣節能技術的應用需要在不影響工程其他功能的基礎上進行,也不能因電氣節能技術的應用而使整個工程建筑的投資成本增加。結合目前我國工程設計的實際狀況來看,電氣節能技術在應用的過程中需要遵循幾點原則,即滿足功能原則、經濟合理原則和技術先進原則,在充分考慮工程基本功能、成本投入和節能效果的基礎上進行應用。
具體來看,現代電氣節能技術在工程設計中的應用應該從哪幾方面展開呢?
二、電氣節能技術在工程設計中的應用
目前電氣節能技術在工程設計中的應用已經較為普遍的應用,但要在秉承相關原則的基礎上將電氣節能技術融入工程設計中,實現電氣技能技術在工程設計中的科學和高效應用,應從以下幾個方面的設計與應用問題加以注意:
(一)以節能和造價為基礎進行材料選擇
電氣節能設計要對“節能”和“造價”兩方面的問題進行考慮協調好兩者之間的關系。所以電氣設備、變壓器、供電電壓以及配電線路的選擇都必須更慎重。
1.電線電纜。在對電線電纜進行選擇的時候,應盡量選用電阻較小的電纜,以便于降低線路有功損耗,而在成本條件允許的基礎上,可根據線路計算電流選擇截面大一級的電纜,在降低線路有功損耗的同時,可以降低電壓的損失并提高電能質量。
2.變壓器。進行變壓其選擇的時候,要考慮的方面相對較多,從型號上來看,應以空載損耗或者是負載損耗較低的新型產品為主;從容量上來看,單臺變壓器容量不能過大,條件允許的話,應盡量選用單臺容量低于1000kVA的變壓器;從負荷率方面來看,因變壓器運行效率與負荷率存在相關性,若長期空載,空載的消耗比重會增加,功率的引述也將低于50%,使整個系統的電能增加,若負荷率高于85%,會對變壓器使用壽命形成影響,因而合理的負荷率一般在75%~85%之間。
3.電壓等級。電氣節能設計中,供電電壓的等級要根據用電容量、供電距離、運行費用及初次投入等因素進行比較性分析和選擇,若公路低于100kW,輸送距離小于600m,應盡量選擇380/220V的電壓進行供電;若輸送功率在200~2000kW之間,輸送距離在6km~20km的范圍內,則應以10kV的電壓為主。
(二)要協調好節能與照明質量之間的關系
“照明”是電氣節能設計中的重要環節,應予以高度的重視。設計人員要根據我國《建筑照明設計標注》的相關要求,根據不同場所對對照度值、公路密度值以及節能指標等進行科學配置,尤其是要設計二次照明的區域以上配置更應慎重設計;但設計在考慮節能的同時,還必須對照明質量進行合理控制,在保證照明質量的同時多選用新型的節能燈、太陽能燈、高效熒光燈以及氣體放電燈等這一類高效的光源。而為了滿足公路密度的要求,應盡量選用細管形的T5或者是T8熒光燈;顯色的地方可采用性能較好的三基色燈管。
而從控制方式上來看,應注意盡量保證多燈多開關,避免多燈、多路共用一個開關;多層的建筑應采用聲控自熄的樓梯燈;而建筑的公共區域出電梯廳之外,也應盡量采用可自動熄滅的燈具。
(三)可適當選用電氣智能化節能設計
智能化手段在電氣節能設計中的應用已經是一種可行性的方案,根據國外的調查統計來看,采用智能化的電氣節能設計,可以使電氣節能效果提高20%。因而,智能化的電氣節能設計也將成為工程電氣節能設計的主要途徑之一。設計的過程中,設計人員可直接采用現代建筑設備管理系統(BMS),通過將自動控制系統、信息網絡系統、綜合布線、聯動控制、辦公司自動化以及系統集成等不同的系統結合在一起的方式,來提升整個工程的電氣化水平和電氣運行管理效率,進而實現節能的目的。
三、工程設計電氣節能技術應用的穩定性與安全性
工程設計在對電氣節能技術進行應用的過程中,由于技術要素考慮不周全、材料把關不到位以及土建工程與電氣工程配合不到位等因素的影響,往往會造成工程電氣節能設計出現導線鏈接質量不達標、開關及插座面板設計安裝不合理、燈具設計偏位等各種影響電氣穩定性和安全性的質量通病。基于這些問題的存在,設計人員在進行電氣節能工程設計的過程中必須對電氣的穩定性和安全性問題加以重視,以整個工程電氣的安全與穩定為基礎進行節能設計。
首先,設計人員在進行設計的過程中,要對施工過程中導線連接、開關盒與插座面板的預埋深度、配電箱規格及安裝位置等問題進行合理的設計與規劃,在保證設計合理的基礎上,也可以為日后的施工提供依據;其次,在進行設計的過程中,設計團隊必須同時包含土建和電氣專業兩方面的人才,充分結合土建及電氣的要求進行設計,避免電氣設計過度追求節能而忽略了對工程土建工作的考慮;另外,設計人員在進行設計的時候,最好對整個工程中的管線、電器器具、配電、電線、接地連接以及下引線連結等問題進行充分考慮和規劃,在對細節問題加以重視的基礎上提高整個節能設計的穩定性與安全性,進而實現工程電氣節能的有效性。
四、結論
總之,工程設計是一項系統的技術性工作,在進行工程電氣技能設計的過程中,要對電氣的節能問題進行考慮,就必須在堅持滿足功能、經濟合理和技術先進這三項原則的基礎上,盡可能減低電力能耗,并對電氣的穩定性與安全性進行著重關注,以便于在達到節能的目的的同時,保證整個電氣節能設計的有效性和安全性,為構建社會主義節約型社會共享
力量。
摘要:在建筑工程中使用電氣節能技術能夠大幅度降低建筑物能耗。在電氣節能技術的設計中應當以照明、變壓器為重點選擇,綜合考慮配電系統、線路設計和提高功率因數等多方面因素,本文論述了電氣節能技術在建筑工程的設計中應當怎樣合理應用,以期達到節能的根本目的。
關鍵詞:電氣節能技術;工程設計;應用
引言
建筑電氣節能設計應以實用的目的為出發點,做到技術可靠,先進安全的原則,按工程投資考慮經濟效益,不能因為節能而過高地消耗投資及增加運行費用,而是應該讓增加的部分投資能在較短的時間內通過節能減少下來的運行費用得到回收。建筑電氣節能設計應節省無謂消耗的能量,在選用節能的新設備上,應具體了解其原理、性能、效果,并從技術上、經濟上進行比較后,再選定節能設備,絕不能只做表面形式上的節能。
1.電氣節能技術在工程設計應用中的問題
電氣節能技術盡管逐步引入到現代建筑行業當中,但是我們還應該清醒地認識到目前建筑行業的電氣節能技術依然存在著諸多的現實問題,包括一些工程項目中由于用電數據不全面或者電氣負荷計算不合理,以至于照度的設計和照明光源的選擇不合理,變壓器過大。同時,目前我國多數建筑節能設計的規范、標準沒有把電氣節能全面系統地納入其中,使室內照明和電氣等沒有考慮到節能的方式,照明指標達不到既定標準,立面照明未設光控環節,造成一些電能表損耗白白浪費。另外,一些水泵、風機等的發動和停止僅設手動控制,電梯未設群控,自動扶梯沒有設置節電感應控制等等。
2.電氣節能技術在工程設計中的應用
2.1電動機節能設計
據電動機經濟運行的原則合理選用電動機。如恒負載連續運行,功率在250kW及以上,宜采用同步電動機、功率在200kW及以上,宜采用高壓電動機、除特殊負載需要外,一般不宜采用直流電動力。電動機功率選擇,應根據負載特性和運行要求合理選擇,使電動機工作在經濟運行范圍內。異步電動機當采取更換或改造措施時,須經綜合功率損耗與節約功率計算及起動轉距的校驗后,在滿足機械負載要求的條件下,使新投入的電動機工作在經濟運行范圍內。
其次是對輕載電動機采取降壓運行方式實現節能。如改變電動機繞組接法,對經常處于輕負荷動行的電動機,應采用三角-星切換裝置,將三角形接法的電動機改為星形接法,降低電機運行電壓可以達到良好的節電效果。
還可以對電動機無功功率就地補償。如遠離電源的水源泵站電動力、距離供電點200m以上的連續運行電動機、輕載或空載運行時間校長的電動機、YZR或YZ系列電動機、高負載率變壓器供電的電動機均應首先采用電動機無功功率就地補償。
2.2照明系統節能設計
節能照明光源的選用熒光燈主要使用于層高4.5m以下的房間,如辦公、商店、教室、圖書館、公共場所等。熒光燈應以直管熒光燈為主,直管熒光燈應選用細管徑型(d
還可以采用智能照明控制系統,主要目的是節約能源,智能照明控制系統借助各種不同的“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,根據不同切合、不同的人流量,進行時間段、工作模式的細分,關掉不必要的照明,在需要時自動開啟,實現節能。
2.3空調用電的節能設計
民用建筑中空調型式有中央空調系統、分體式空調系統等,夏天空調用電占民用電的很大部分,中央空調系統可采用樓宇自控BA系統進行管理和控制,以達到節能目的;分體式空調采用遙控器控制開或關,空調待機功耗南方地區有2~3W,北方地區有5~8W,例如某單位有300臺空調,一天待機為14h,待機功率為5W,一天耗能將達到21度電。對于住宅空調一般是設計一個插座或是帶開關的插座,由于空調插座安裝高度較高,平時操作很不方便,因而造成僅用遙控器關機,無法切除電源,為解決這一問題,可為空調插座設置一個獨立開關進行控制,以便用遙控器關機時,順手把空調機電源關掉;而對于單位辦公大樓等的分體空調,電氣設計有時往往與照明共用一個配電箱,這樣一來要想關掉空調電源,必然要大樓管理人員到各層配電箱處關掉空調電源回路,工作量很大也很麻煩,因而往往造成空調處于待機狀態,甚至連春、秋、冬季也處于待機狀態,造成電能的大量浪費,而且還是一個火災隱患。解決這一問題,空調用電可設置專用配電控制箱進行供電,其遠程控制可設置在建筑物的值班室內,以便管理和控制。
3.電氣節能技術應用的深化
3.1變壓器的節能設計
作為變壓器的空載損耗又稱鐵損,它是由鐵芯渦流損耗及漏磁損耗組成,其值與鐵芯材料及制造工藝有關,與負荷大小無關,所以在選用變壓器時最好選擇節能型變壓器如S9、SL9、SC8等。它們采用優質冷軋取向矽鋼片,由于“取向”處理,使矽鋼片的磁疇方向接近一致,減少鐵芯渦流損耗,45度全斜度接縫結構使接縫密合性好,減少了漏磁損耗。PK是變壓器額定負載傳輸的損耗又稱變壓器線損,它取決于變壓器繞組的電阻及流過繞組電流的大小,并與負荷率平方成正比。因此在選擇變壓器時應選用阻值較小的繞組,如銅芯變壓器。β2PK用微分求它極值時,是在β=50%時每千瓦的負荷,此時變壓器的能耗最小,但在β=50%負載率時僅減少變壓器的線損,并未減少變壓器的鐵損,因此也不是最節能的。綜合初裝費,變壓器、高低壓柜、土建投資及運行費用,又要使變壓器在使用期內預留適當的余量,變壓器最經濟節能運行的負載率一般在75%~85%之間。
3.2合理設計供配電系統及線路
根據負荷容量及分布、供電距離和用電設備特點等因素,合理設計供配電系統和選擇供電電壓,可達到節能目的。供配電系統應盡量簡單可靠,同一電壓供電系統變配電級數不宜多于兩級。按經濟電流密度合理選擇導線截面,一般按年綜合運行費用最小原則確定單位面積經濟電流密度。由于一般工程的干線、支線等線路總長度動轍數萬米,線路上的總有功損耗相當可觀,所以,減少線路上的損耗必須引起設計足夠重視。由于線路損耗而R=ρL/S,則線路損耗AP與其電導率P、長度L成正比,與其截面S成反比。為此,應從以下幾方面人手:選用電導率P較小的材質做導線。銅心最佳,但又要貫徹節約用銅的原則。因此,在負荷較大的一類、二類建筑中采用銅導線,在三類或負荷量較小的建筑中可采用鋁心導線。減小導線長度L,變配電所應盡量靠近負荷中心,以縮短線路供電距離,減少線路損失。
3.3增大線纜截面
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,可根據情況再加大一級線纜截面。假定加大線纜截面所增加的費用為M,由于節約能耗而減少的年運行費用為M,則M/m為回收年限,若回收年限為幾個月或一、二年,則應加大一級導線截面。一般來說,當線纜截面小于7mm2,線路長度超過100m時,增加一級線纜截面可達到經濟合理的節能效果。
合理調劑季節性負荷、充分利用供電線路。如將空調風機、風機盤管與一般照明、電開水等計費相同的負荷,集中在一起,采用同一干線供電,既可便于用一個火警命令切除非消防用電,又可在春、秋兩季空調不用時,以同樣大的干線截面傳輸較小的負荷電流,從而減小了線路損耗。
總結
建筑電氣的節能設計發展潛力很大。若從現在開始實施國家所要求的節能措施,據有關方面估算,到2020年所節約的能源將是十分可觀的,相當于4~5個長江三峽電站的發電量,也就是相當于國家每年可減少電力建設方面的大量投資。因此,建筑電氣設計工程技術人員應在滿足功能需求的前提下拿出一套符合各種技術指標、行之有效而又切實可行的節能措施。
摘 要:現在的社會越來越重視能源的節約,電氣節能也是值得關注的一大社會問題。在構建節約型社會的今天,電力資源的節約更加顯得重要。本文從電氣節能技術的本身特點入手,著重闡述了節能技術在工程設計中的應用問題。
關鍵詞:電氣節能;線路損耗;照明節能;工程設計;應用
0 引言
隨著城鎮化進程的不斷加快,建設項目集聚增加,呈現出較快的發展勢頭。但是,節能型建筑的比例并不是很高,存在著較多的資源浪費問題,特別是充分考慮電氣節能的問題。建筑的能耗問題在社會能耗中占有非常重的比例,已經達到了四分之一,并有逐步升高的趨勢。如果我們不采用合理的措施,按照建設“能源節約型社會“的要求,合理運用電氣節能技術進行工程設計,一定會加大能源消耗對電力供應的壓力,導致能源危機的提前到來。因此,在工程設計中合理、科學地運用電氣節能技術,是一個普遍關注的社會問題,是我們每一個人的社會責任。
下面我們就電氣節能技術在工程設計中的應用進行簡單的分析和闡述。
1 電氣節能的設計原則
電氣節能設計是運用技術手段改進建筑物功能達到節能目的的活動,在進行電氣節能設計的時候,不能影響建筑物的其他功能,更不能增加建筑物的投資資金。結合目前建筑設計的情況,我們應該遵循以下原則:
1.1滿足功能原則
建筑物的節能設計,應該首先考慮到建筑物的功能,滿足建筑物的各種功能方面的要求,甚至是建筑物不同部位的不同要求。主要考慮照明、通風、藝術等方面的具體要求。
1.2經濟合理原則
節能設計應該考慮經濟合理原則,不能因為追求節能而大大增加建筑物本身的投資,要充分考慮節能投資的回收周期,不能盲目地增加投資。
1.3技術先進原則
節能設計應該盡量采取先進的技術,用先進技術帶動節能。充分發揮先進技術的作用,在設備的配備、材料的挑選等方面充分考慮其技術含量。
2 合理選擇變壓器促進節能
變壓器的選擇非常關鍵,如果選擇合理,可以減低變壓器有功功率的損耗,切實提高變壓器的運行效率,從而達到節能的效果。變壓器的有功功率損耗主要包括變壓器的空載損耗、變壓器的有載損耗等。他們之間的關系是:變壓器有損耗等于空載損耗加上變壓器的有載損耗與變壓器的負載率的積。
有這個關系,我們知道:選用高導磁的優質冷軋晶粒取向硅鋼片和先進工藝制造的新系列節能變壓器可以減少渦流損耗,有效地達到節能的效果。因為新的節能型變壓器與老產品的電壓器相比,在變壓器的空載損失、短路損失兩方面都有較大的降低,新的變壓器大多是銅芯繞組的,可以減少變壓器的能耗。因此,在對建筑物進行節能設計時,應該盡量選擇新的節能型變壓器。具體選擇變壓器的時候,應該考慮到變壓器的負載率、變壓器的更換年限、新產品的更替周期等,盡量保持變壓器在技術方面處于領先地位。
3 合理設計供電、配電設施促進節能
在電氣節能設計的時候,合理設計供電和配電系統以及線路系統是非常必要的。主要應該做到以下幾點:
根據工程總體的負荷容量、負荷分布情況等因素,選擇與之相配套的供電電壓,盡量保證同一電壓供電系統變配電級數一致,根據工程具體情況,科學、合理地設計配電系統,盡量達到簡單可靠的要求。
從經濟實惠角度考慮,選擇能夠滿足綜合運行費用最小要求的導線截面。通過采取一些措施,減小線路損耗。比如盡量選擇銅芯線、鋁芯電線,合理設置變電所,盡量減小導線長度,根據季節變換合理調節線路負荷等。
提高供配電系統的功率因素,減少輸電損耗,達到節能目的。具體可以采取以下措施:
減小供用電設備本身的損耗,提高自然功率。合理選擇變流裝置,根據實際情況進行科學設計,直流設備的供電應采用硅整流,直流供電設備的勵磁應該采取晶閘管整流裝置。也可以在條件成熟的情況下實現異步電機的同步化運作。
可以在設計的時候運用靜電電容器,根據具體需要對供配電系統進行無功補償。可以視具體情況,采用固定補償或自動補償,也可以依據實際,選用單獨補償、成組補償或者在變電所內進行集中補償。
4 合理設計照明系統促進節能
表面上看,照明用電沒有動力用電對整個用電的條件要求高,單體損耗也很少,一般都是小功率的電燈泡。但是,這方面的用電是生活中最廣泛,占用電總量比重較大的一部分,因此合理的設計照明用電系統,在節能方面也非常重要,有很大的潛能和空間。具體說來,應該采取以下措施:
4.1按照具體場所在照明條件方面的要求,盡量選用電耗小的高效光源。基本的做法是:
室內的照明光源,根據不同的空間環境要求盡量用LED燈、節能型熒光燈、鈉燈,一般不用白熾燈,在非常情況才選用白熾燈。比如在電梯廳、走廊、地下停車場等公共地方可選用LED燈,室內其他地方可由節能型熒光燈與LED燈搭配起來使用。對于室外大空間環境的光源選擇上也可選用大功率LED路燈。
4.2根據工程的具體情況,合理設計照明方案,科學管理照明系統。
工程的空間布局和具體的用途不同,對用光的要求也就不同,我們在進行電氣節能設計時,要盡量考慮到光通利用系數,一般情況下,最好對照明系統進行分區布局。在有集中空調且照明容量大的場所,采用照明燈具與空調回風口結合的形式。在需要有高照度或有改善光色要求的場所,采用兩種以上光源組成的混光照明。室內表面的涂料或者壁紙,應該盡量采用高反射率的淺色飾面材料,以更加有效地利用光能。在對照明電路進行管理的時候,我們可以優先考慮聲控和光控開關。這樣可以在一時需要,可以隨時熄滅的情況下,采用聲控開關,在路燈、廣場等照明系統中,可以盡量采取光控。可以根據自然光的變化,隨時調整關、開燈時間,從而減少電能的浪費。如果在面積較大的地方,可以根據人們活動的需要,對照明電路進行分區管理,需要了就開,不需要了就關掉一部分,減少不必要的浪費。
5 合理選擇電動機和節能電器促進節能
5.1電機的合理選擇
根據情況優先選擇高效電機。電動機的效率和功率是其主要性能指標,如果我們能夠選用效率較高、功率較高的電動機,在日常的生產生活當中可以有效地減少對電力資源的損耗。如果我們對普通電動機和高效電動機進行比較,就會發現,在同等條件下,高效電動機能夠更好地體現節約用電,因此,我們在進行工程設計或者在對某個工程進行技術改造時,應該首選高效電動機。當然,選擇高效電動機,也要考慮到負載率、每年連續運行時間、單機容量等因素。
盡量選用有交流變頻調速、軟起動器裝置的電動機。如果電動機有變頻調速裝置,可以根據負載的變化,自動調節速度,提高電機效率,達到我們在節能方面的要求。如果更經濟實惠的選擇,就是選用帶軟啟動器的電機。也可以達到根據具體的電路信息反饋變化轉速的目的。
5.2電器的合理選擇
在低壓電器的選擇方面,我們可以盡量采用節能型低壓電器。這些電器的設計更加人性化、更合理。他們的性能也更加穩定。可以選用更加先進的熔斷器、熱繼電器,特別是應該在設計時,盡量選用有節能裝置的電器。
6 結語:
工程設計是一項重要的技術性工作,如果在設計時,能夠充分考慮到電氣節能問題,就可以有效地減小能耗,達到節能的目的。為構建節約型社會做出積極的貢獻。因此,我們應該大力提倡電氣節能技術在工程設計中的應用。
摘要:建筑電氣節能的實現能夠在很大程度上降低建筑行業對能源的消耗,提高建筑行業對能源的使用效率,同時還可以在很大程度上緩解我國能源緊張的局面,對于實現我國國民經濟可持續高速發展具有十分重要的作用。
關鍵詞:建筑工程設計;電氣節能技術;變壓器;控制
一、電氣節能技術在建筑工程設計中的應用原則
1.1原則一功能性。當電氣設計之前,我們一定要先考慮通風、照明及供電等建筑物的使用功能能否滿足建筑物的使用。
1.2原則二經濟性。經濟型,建筑工程在進行電氣節能技術的設計時必須要遵守的原則之一。在建筑工程電氣設計時,我們首先要考慮電氣節能技術追加投資的回收期,不能因為電氣節能技術的設計導致工程施工的投資增大。
1.3原則三先進性。電氣設計時設計人員要盡量的選擇比較技術成熟的設備以及材料,這些設備及材料首先要考慮其節能方面。同時要考慮到長遠的使用,有一定前瞻性。在經濟性原則的基礎上盡可能選擇比較先進的技術,這就是電氣節能技術先進性標準。
1.4合理性。節能設計不能夠拋開建筑本身所具有的功能進行。要滿足不同部位的照明、溫度等要求,并且還要盡可能地保證建筑物中空調所需風量。此外,建筑物中可能會需要進行一些特殊的工藝設計,所以要留出這部分空間。
二、選擇節能的變壓器
變壓器的選擇也要選擇制造工藝先進的變壓器。調零自耦變壓器是一種節能變壓器,它可以進行不斷電的調整輸出電壓。它的絕緣耐熱等級為F級,工作情況為交流電 50HZ以及工作電壓在 500V以下。該變壓器的鐵心為冷軋取向優質硅鋼片,其線圈結構有圓筒、形筒式以及橢圓筒等形式。具有性能好、體積小并且安全可靠。可以增加變壓器的導磁,大幅度增加變壓器的空載和短路損失的有功損耗,從而實現節能的目的。當下我們的新型變壓器多數都是銅芯繞組,這樣就能在一定程度上降低變壓器能耗。
三、提高建筑電氣系統的功率因數
輸電線路在長期運行中會不可避免地產生無功消耗,因此在建筑電氣節能設計過程中,對于那些容量超過10kw的設備,必須在電動機端設置就地補償裝置,以提高供配電系統的功率因數;還可采用靜電電容器進行無功補償,根據系統功率因數與理想值的偏差范圍,計算并配置合適的補償電容容量,從而更好地保證系統實現節能運行。另外,還要在最大程度上避免使用非線性負載設備以及三相不平衡方式帶負載運行,以提高系統的自然功率因數,從而在一定程度減少線路和變壓器的電壓損失,減少運行變壓器的銅芯損耗,同時降低線路的運行電流,進而減少電能損耗。
四、合理選擇供電和配電設施
4.1合理設計供配電系統。在設計配電系統時,要充分的考慮用電負荷的分布、容量以及電氣設備具體情況,還有供電的距離等等方面,從各個方面入手達到電力節能的目的。
4.2減少線路損耗。在建筑工程的供配電系統干線和支線的線路有功損耗非常巨大。要從這些方面考慮進而減少線路的損耗:(1)導線的材質要盡量選取銅芯,銅芯的電導率比較小,經濟性也可以,但是在具體的使用中必須要遵循節約原則。對于電負荷比較大的一類以及二類工程中適宜選擇銅芯導線,對于電負荷小一些的工程中比較適宜選擇鋁芯導線。保證安全的前提下,減少了線路的損耗,實現了電力節能。(2)導線的長度必須根據實際需要和節能要求做出相應調整,盡量減少。在具體的設計中,高層建筑的低壓配電室應該為每個豎井提供量身定做的干線,防止產生支線沿著干線倒送電能的惡劣現象,減少可能產生倒送電能的支線;同時變配電所在規劃設計位置時應該盡量的靠近電力負荷中心,這樣能夠縮短供電線路的距離,減少線路損耗;線路布設時采用直線布設,也能夠縮短導線長度減少線路損耗,同時,低壓線路要盡量減少回頭線,從而降低線路來回的電能損耗。(3)加大輸送電纜的橫截面積。設計中設計人員可以考慮:通過滿足動態穩定、線路載流、繼電保護以及電壓損失,根據將來建筑物實際的情況增大一級電纜橫截面積;設計人員還要能夠考慮到季節變化的用電量變化,春秋兩季因為使用空調較少,用電壓力也比較小,同樣橫截面積的干線傳輸相對較小的負荷電流,能夠進一步降低線路損耗。
五、選擇節能的輸電控制系統
5.1合理用電以及降低供電設備的無功消耗,提高輸電控制系統的功率因數。在設計中考慮采用硅或晶閘管整流裝置,選擇適當的變流裝置。在進行設計工作時,那些在核定時間內空載率大于50%的電動機,要及時安裝空載斷電裝置,這樣在將來使用時就能夠停止一部分發動機機組的運轉,這樣即不影響正常的輸電工作,又能夠合理的發揮輸電控制系統的作用;采用空載自停控制裝置有效控制大中型連續運轉的膠帶運輸系統;自動調節電動流量是一種非常有效的控制方式,以三相異步電動機為例,對于大型非連續運轉的泵類籠型異步電動機來說,異步電動機比同功率、同轉速、同損耗的直流電動機重量輕、成本低,經濟性非常高。異步電動機還容易按不同環境條件的要求,派生出各種符合實際情況的系列產品。
5.2采用靜電模式電容器進行無功補償。我國要求用電供電電網的高峰負荷其功率因數不應低于 0.9,所以要有效的采用靜電模式電容器補償的辦法,這要就能達到規定的功率因數。在以往的用電當中,每年一千乏補償電容可以最少節約電能 1500kWh,最多時可達 2000kWh。能夠充分地補償輸送過程中的電力損耗,所以說這項技術是十分成熟的。我們可以采用單獨補償的方法來處理那些無功容量比較大的用電設備。
六、合理設計節能照明系統
6.1在設計中我們要選擇消耗電能少的鈉燈以及熒光燈來應對不同場所所需要的照明條件,設計中一般不選擇白熾燈。同時,必須要根據相關對一些規定安裝電容器;室外環境一般對照明條件要求比較高,我們可以選用高效光能氣體放電燈作為室外的路燈,并安裝能耗較低的鎮流器;燈具的選擇,我們要盡量的選擇高效燈具。高效燈具性能比較穩定,同時,對光線的控制以及直射光通比例等各個方面都較為合理。
6.2采用科學管理照明系統,盡量選用合理的照明設計方案。如果建筑場所照明容量比較大,并且有集中空調,我們就要將照明燈具以及空調回風口結合在一起進行設計。如果對照度要求比較高或者是要求改善光色,就要考慮采用混光照明。同時采用淺色飾面材料、反射率較高的室內表面的涂料和壁紙,這樣也能夠把光能充分的利用起來。在管理照明電路時,優先考慮光控以及聲控開關的使用。對于廣場或者路燈等照明先考慮光控和聲控開關。對于廣場或者路燈等照明的前提下,則可以采用聲控開關,達到節能的目的。
七、合理選擇節能電動機和熔斷器
7.1 選擇合適的節能電機以及熔斷器。a.電動機要盡量選擇高功率以及高效率的電動機,這樣在日常的運行中,就能夠降低電能的損耗。具體在電氣設計工作中我們要優先選擇高效電動機。在選擇高效電動機的時候,要考慮到電機負載率、年持續運行時間以及單機容量等等。b.選擇具有交流變頻調速的電動機。變頻調速裝置能夠在電動機的負載下降時自動的調節電動機轉速,這樣就能夠適應電動機負載變化。c.軟起動器的選擇。軟起動器必須具備好的散熱條件以及通風措施,它能夠連續的調節電壓,同時,也可以通過利用反饋信息控制電機,通過改變負載的變化來及時調整電機轉速的變化。
7.2熔斷器的選擇。節能電器的正常運行要選擇穩定的熔斷器,容量大的照明干線等,要側重于短路保護以及分斷的能力。選擇合適的熔斷器對線路的正常工作有很大的影響。
八、結束語
建筑工程的設計中,電氣節能技術的應用可以在能源高效利用的同時,節省大量的電力能源,這樣對國家的可持續發展,節能能源等等方面做出巨大的貢獻。
摘 要:本文著眼于電氣節能設計應遵循的原則,重點從變壓器的選擇、供配電系統及線路設計、照明節能、電動機節能等多個方面和角度,論述了建筑電氣節能的技術措施及其在工程設計中的合理應用。
關鍵詞: 電氣節能變壓器損耗線路損耗照明節能變頻調速軟起動器
我國正處于城鎮化建設的快速發展時期,在我們這樣一個資源相對匱乏、正在發展中的人口大國,能源的消耗正急劇增加,能源危機迫在眉睫,作為能耗大戶的建筑能耗已成為危及社會可持續發展的一個重大問題。作為二次能源的電能,如何降低損耗、高效利用,如何將節能技術合理應用到工程項目當中,也就成為建筑電氣設計的焦點
電氣節能設計應遵循的原則
電氣節能設計既不能以犧牲建筑功能、損害使用需求為代價,也不能盲目增加投資、為節能而節能。因此,筆者認為,電氣節能設計應遵循以下原則:
滿足建筑物的功能
這主要包括:滿足建筑物不同場所、部位對照明照度、色溫、顯色指數的不同要求;滿足舒適性空調所需要的溫度及新風量;滿足特殊工藝要求,如體育場館、醫療建筑、酒店、餐飲娛樂場所一些必需的電氣設施用電,展廳、多功能廳等的工藝照明及電力用電等。
考慮實際經濟效益
節能應考慮國情,計及實際經濟效益,不能因為追求節能而過高地消耗投資,增加運行費用,而是應該通過比較分析,合理選用節能設備及材料,使增加的節能方面的投資,能在幾年或較短的時間內用節能減少下來的運行費用進行回收。
2.3 節省無謂消耗的能量
節能的著眼點,應是節省無謂消耗的能量。設計時首先找出哪些方面的能量消耗是與發揮建筑物功能無關的,再考慮采取什么措施節能。如變壓器的功率損耗、電能傳輸線路上的有功損耗,都是無用的能量損耗;又如量大面廣的照明容量,宜采用先進的調光技術、控制技術使其能耗降低。
總之,節能設計應把握“滿足功能、經濟合理、技術先進”的原則。具體說來,可重點從以下多個方面采取節能措施,將節能技術合理應用到實際工程中。
變壓器的選擇
選用高效低耗變壓器,型號為SC(B)10型干式變壓器(高效節能,防潮、防塵、安全、環保型)。合理計算選擇變壓器的臺數和容量,力求使變壓器的實際負荷接近設計的最佳負荷,提高變壓器的技術經濟效益,減少變壓器損耗。
合理設計供配電系統及線路
4.1 根據負荷容量及分布、供電距離、用電設備特點等因素,合理設計供配電系統和選擇供電電壓,可達到節能目的。供配電系統應盡量簡單可靠,同一電壓供電系統變配電級數不宜多于兩級。
4.2 按經濟電流密度合理選擇導線截面,一般按年綜合運行費用最小原則確定單位面積經濟電流密度。
4.3 由于一般工程的干線、支線等線路總長度動轍數萬米,線路上的總有功損耗相當可觀,所以,減少線路上的損耗必須引起設計足夠重視。由于線路損耗P∝R,而R=p.L/S,則線路損耗P與其電導率p、長度L成正比,與其截面S成反比。為此,應從以下幾方面入手:
4.3.1 選用電導率p較小的銅芯材質做導線
減小導線長度L。主要措施有:
a. 變配電所應盡量靠近負荷中心
b. 在高層建筑中,低壓配電室應靠近強電豎井,而且由低壓配電室提供給每個豎井的干線,不應產生“支線沿著干線倒送電能”的現象,盡可能減少回頭輸送電能的支線;
c. 線路盡可能走直線,少走彎路,以減少導線長度;其次,低壓線路應不走或少走回頭線,以減少來回線路上的電能損失。
4.3.3 增大線纜截面S。
a. 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,可根據情況再加大一級線纜截面。假定加大線纜截面所增加的費用為M,由于節約能耗而減少的年運行費用為m,則M/m為回收年限,若回收年限為幾個月或一、二年,則應加大一級導線截面。一般來說,當線纜截面小于70mm2,線路長度超過100m時,增加一級線纜截面可達到經濟合理的節能效果。
b. 合理調劑季節性負荷、充分利用供電線路。如將空調風機、風機盤管與一般照明、電開水等計費相同的負荷,集中在一起,采用同一干線供電,既可便于用一個火警命令切除非消防用電,又可在春、秋兩季空調不用時,以同樣大的干線截面傳輸較小的負荷電流,從而減小了線路損耗。
在供配電系統的設計中,積極采取上述各項技術措施,就可有效減少線路上的電能損耗,達到線路節能的目的。
動力系統節能設計
在建筑物中動力系統是重要的系統不論是家用電器還是建筑通風等均會用到動力設備。據統計我國電機負荷約占總發電量的60%-70%耗電量大、應用廣、使用頻繁是動力設備電耗的主要特點減少動力系統電能損耗有著極大的潛力。要減少動力系統能耗最主要的方法是提高電機效率和功率。如采用高效率電機、根據負荷需求選擇合理的電機、輕載電機降壓運行、電機荷載自動補償、采用調速電機等。
照明部分的節能
照明系統是建筑重要電能消耗之一其節能設計應當在保證視覺要求和照明質量的前提下進行可采用減少照明光能損失提高光能利用的方法。如選擇高光效光源、選用高性能電氣附件、選用合理照明方式、優化照明控制方式等。不同的場所對照明度、視覺性、功率、密度都有不同的要求在電氣節能設計時需要滿足照明質量要求如一般場所采用高效發光熒光燈大型車間、體育場等采用高壓鈉燈。照明控制也應當采用節能型開關如分區控制燈光、增加開關點、采用可調光開關、采用節電開關、光控開關、聲控開關等
電動機的節能
7.1 選用高效率電動機
提高電動機的效率和功率因素,是減少電動機的電能損耗的主要途徑。與普通電動機相比,高效電動機的效率要高3%~6%,平均功率因數高7~9%,總損耗減少20%~30%,因而具有較好的節電效果。所以在設計和技術改造中,應選用Y、YZ、YZR等新系列高效率電動機,以節省電能。
另一方面要看到,高效電機價格比普通電機要高20%~30%,故采用時要考慮資金回收期,即能在短期內靠節電費用收回多付的設備費用。一般符合下列條件時可選用高效電機: (1)負載率在0.6以上; (2)每年連續運行時間在3000h以上; (3)電機運行時無頻繁啟、制動(最好是輕載啟動,如風機、水泵類負載); (4)單機容量較大。 7.2 選用交流變頻調速裝置 推廣交流電機調速節電技術,是當前我國節約電能的措施之一。采用變頻調速裝置,使電機在負載下降時,自動調節轉速,從而與負載的變化相適應,即提高了電機在輕載時的效率,達到節能的目的。 目前,用普通晶閘管、GTR、GTO、IGBT等電力電子器件組成的靜止變頻器對異步電動機進行調速已廣泛應用。在設計中,根據變頻的種類和需調速的電機設備,選用適合的變頻調速裝置。 7.3 選用軟起動器設備 比變頻器價格便宜的另一種節能措施是采用軟起動器。軟起動器設備是按起動時間逐步調節可控硅的導通角,以控制電壓的變化。由于電壓可連續調節,因此起動平穩,起動完畢,則全壓投入運行。軟起動器也可采用測速反饋、電壓負反饋或電流正反饋,利用反饋信息控制可控硅導通角,以達到轉速隨負載的變化而變化。
軟起動器通常用在電機容量較大、又需要頻繁起動的水泵設備中,以及附近用電設備對電壓的穩定要求較高的場合。因為它從起動到運行,其電流變化不超過三倍,可保證電網電壓的波動在所要求的范圍內。但由于它是采用可控硅調壓,正弦波未導通部分的電能全部消耗在可控硅上,不會返回電網。因此,它要求散熱條件較好、通風措施完善。
結 語
綜上所述,建筑電氣的節能潛力很大,應在設計中精心考慮各種可行的技術措施。同時,在選用節能的新設備時,應具體了解其原理、性能、效果,從技術、經濟上進行比較后,再合理選定節能設備,以真正達到有效節能的目的。