時間：2023-02-09 12:01:00
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)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12篇電氣節(jié)能技術論文，希望這些內容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
電氣節(jié)能技術主要從電力系統(tǒng)節(jié)能、照明系統(tǒng)節(jié)能、電子設備節(jié)能這三大部分考慮。對于一個石油化工企業(yè)來說，電氣設備占據(jù)著大部分生產(chǎn)線，所以電力系統(tǒng)節(jié)能是整個電氣節(jié)能中的重點。照明系統(tǒng)節(jié)能、電子設備節(jié)能（大規(guī)模集成電路、電動機驅動）控制也不容小覷。電氣節(jié)能需要滿足如下三個原則：首先要滿足生產(chǎn)設備的基本功能，保證生產(chǎn)設備的安全性和可靠性。在兼顧生產(chǎn)技術性能的前提下才會考慮降低能耗，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟指標；其次要滿足經(jīng)濟性要求，應考慮節(jié)能和投資回收期；最后的原則要從節(jié)能的觀點著手，同時考慮能源節(jié)約和環(huán)境保護兩大方面。
二、電氣節(jié)能技術在石化企業(yè)工程設計中的應用
1電力系統(tǒng)節(jié)能
電力系統(tǒng)節(jié)能要從變壓器選型、系統(tǒng)功率因素提高、線路功率損耗、減少高次諧波這四個方面論述：
1.1變壓器選型。
變壓器是在電力系統(tǒng)中是較為常用且較為普遍的電氣設備，尤其在石化企業(yè)中，大量的變壓器投入使用。7×24小時運行，其消耗電能量也是相當之大。通常我們在選擇變壓器時，需要根據(jù)變壓器的負載率這一指標來進行選擇。Pf是變壓器的額定負載有功損耗；Qf是變壓器的額定負載漏磁功率；β是變壓器的負載率；Ud%是短路電壓的百分比值。當變壓器的負載率β處于40%～60%之間的時候，可以使得變壓器的額定負載有功損耗PL取得極小值，那么我們在實際選擇變壓器時，應盡量使得其負載率處于40%～60%之間。另外，為了提高石化企業(yè)的經(jīng)濟效益，減少生產(chǎn)過程中的能源消耗，建議在工程設計的時候對變壓器的選擇采用國家新型的、高效節(jié)能的產(chǎn)品。
1.2系統(tǒng)功率因數(shù)的提高。
在電力系統(tǒng)中，功率因數(shù)占據(jù)著舉足輕重的地位。如果能夠提高功率因數(shù)，那么就意味著能源的利用率會得以提高，同時生產(chǎn)和電力成本、線路電壓都會相應減少，而設備的利用率會大大改善。石化企業(yè)就會以最小的投資得到最大的經(jīng)濟收益。大多數(shù)用電設備均是根據(jù)電磁感應原理工作的，如配電變壓器、電動機等，它們都是依靠建立交變磁場才能進行能量的轉換和傳遞。為建立交變磁場和感應磁通而需要的電功率稱為無功功率，在功率三角形中，有功功率P與視在功率S的比值，稱為功率因數(shù)cosφ，其計算公式為：cos()//()1/222PSPPQ在實際運轉的電網(wǎng)中，功率因數(shù)cosφ反映了電源輸出的視在功率的利用率，cosφ是一個大于0小于1的數(shù)，那么，當電氣系統(tǒng)的功率因素無限趨向于1時，電路中的無功功率就越小，意味著視在功率的利用率越高，從而電能輸送的功率就越大，這樣就可以通過提高功率因素來降低電路損耗。一般的，功率因數(shù)有兩種方式來提高，分別是自然提高和人工補償。自然提高功率因數(shù)比較簡單，主要是電動機的選型上，選擇合適的電動機和變壓器，避免電機的空載運行。第二種人工補償方式主要采用同步電動機補償、動態(tài)無功功率補償、并聯(lián)電容器補償?shù)姆绞健?/p>
1.3減少線路的功率損耗。
根據(jù)公式P=I2R可知，只要電流經(jīng)過有電阻的介質就會產(chǎn)生能量消耗。那么在一個大的工程中，有成百上千的設備以及設備線路，減少線路的功率損耗對于電氣節(jié)能的貢獻是相當可觀的。根據(jù)R=ρL/S可以得出，在工程設計中應當合理地設計電氣線路的走向，減少線路的長度L以及合理地選擇線路的粗細S能夠有效地降低線路損耗。
1.4降低高次諧波。
在我國使用的交流電的頻率為50Hz，當正弦波受到外界干擾時就會發(fā)生畸變，畸變越嚴重，高次諧波分量越大，基波的分量越小。在具有高次諧波電壓和電流的電網(wǎng)系統(tǒng)中，對電動機的正常運行起作用的僅是電網(wǎng)的電壓和電流的基波部分，而系統(tǒng)中的高次諧波電流和電壓部分，則只能產(chǎn)生有功損耗和額外的無功損耗。同時，高次諧波會產(chǎn)生過電壓、過電流直接影響到工作的可靠性。解決電網(wǎng)高次諧波主要是采用無源濾波技術（電容、電感組成的濾波器吸收高次諧波）和有源濾波技術（由先進的電子控制和電力電子設備組成，通過探測系統(tǒng)瞬間的畸變波形，并產(chǎn)生與之相反的畸變波形與其抵消，從而輸出標準的正弦波）。
2穩(wěn)定電壓節(jié)能
穩(wěn)定供電電壓至額定電壓，系統(tǒng)供電效率最高。電壓的不穩(wěn)定，高電壓和低電壓都不能形成高效供電。絕大多數(shù)的用電設備，它在額定電壓工況下效率最高。如果供電電壓高于額定電壓，就會產(chǎn)生過高的空載電流，造成能源的浪費。如果供電電壓低于額定電壓，負載不變時就會產(chǎn)生過大的負載電流，造成線損的增加，也會造成能源的浪費。要選擇合適的供電電壓，如果壓力變化過大，可使用帶有有載調節(jié)開關的變壓器。
3照明系統(tǒng)節(jié)能
在滿足正常照明需求的前提下，優(yōu)先選取發(fā)光效率高、能源消耗小的節(jié)能燈、電磁感應燈、LED燈等。這些燈的壽命長、能耗小，可以滿足節(jié)能的要求。在我國，電網(wǎng)的標準電壓是220V，但是存在一個電壓的-10%～-7%的電壓偏差。過高的電壓經(jīng)過照明系統(tǒng)會產(chǎn)生大量的熱量，同時也會影響到照明設備的壽命。通過控制照明系統(tǒng)中回路電壓，能夠起到節(jié)約用電和延長照明設備使用壽命的功能。
4電子設備節(jié)能
在石化企業(yè)中，電子設備節(jié)能主要包含工作計算機、打印機、復印機的節(jié)能和工業(yè)使用的PID控制系統(tǒng)節(jié)能。在日常工作中，企業(yè)的每一位員工需要養(yǎng)成順手關閉計算機顯示器、下班后關閉計算機的習慣，在使用操作系統(tǒng)時盡量設置為省電模式。另外打印機、復印機在不使用的時候選擇待機或直接關機減少耗電量。工業(yè)使用PID控制系統(tǒng)設計時選擇低功耗的模塊。
三、結語
關鍵字：建筑電氣 ;節(jié)能設計 ;新思路
Abstract:The construction industry has developed rapidly, and the corresponding functions, people for the construction industry has also had a higher request, especially the electrical design for building more attention. China's current energy resources are relatively scarce, strengthen the construction of electrical energy saving is very important. This paper mainly discusses the building electrical energy saving design of the new ideas.
Keywords: Building electrical design; energy saving; new ideas
中圖分類號：F407.6文獻標識碼A 文章編號
我國是建筑能源的消耗大國，能源資源相對緊缺，這一成為制約我國建筑電氣發(fā)展的關鍵因素，因此說加強建筑電氣節(jié)能顯得尤為重要。尤其是十一五以來，建筑電氣節(jié)能已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟發(fā)展的一項長遠發(fā)展戰(zhàn)略。首先來簡單的論述一下建筑工程中建筑電氣節(jié)能的現(xiàn)狀分析。
一、建筑電氣節(jié)能的現(xiàn)狀
1.1建筑電氣節(jié)能技術有待提高
要實現(xiàn)建筑電氣節(jié)能目標，最首要的任務是要保證節(jié)能技術的研發(fā)。我國的建筑業(yè)興起時間不長，建筑節(jié)能理念更是剛剛興起，因此說從技術方面做得還不夠完善，從目前的調查情況中發(fā)現(xiàn)，我國的建筑電氣節(jié)能技術對外具有依賴性，對內具有欠缺性，這就造成了我國的建筑電氣目標實現(xiàn)的困難。節(jié)能技術的瓶頸成為制約我國建筑電氣持續(xù)長久發(fā)展的一個關鍵因素，需要格外關注。
1.2缺乏必要的建筑電氣節(jié)能管理
除了技術的支持外，還需要有管理作為輔助支撐。但是從目前的情況來看，我國的建筑電氣節(jié)能管理方面還比較欠缺，沒有形成健全的管理機制和管理理念，相關的法規(guī)也不完善，這就使得電氣節(jié)能管理處于無保護的境界，既無條例的制約，有無法律的強制保護，這樣不利于節(jié)能的實現(xiàn)，需要改進加強。
1.3建筑工程電氣節(jié)能設備應用不到位
技術的支持和管理的支撐能夠保證電氣節(jié)能目標的實現(xiàn)，同樣節(jié)能設備的應用也能夠實現(xiàn)節(jié)能目標。可是經(jīng)過調查發(fā)現(xiàn)，由于節(jié)能意識欠缺，在建筑電氣施工的過程中，施工者往往沒有應用節(jié)能設備，這就造成了能源的浪費。對于變壓器的使用有時沒有分清規(guī)格，也會造成能源的浪費，在今后的施工中需要關注。
上面幾條論述了在現(xiàn)階段我國建筑電氣節(jié)能的現(xiàn)狀，指出了節(jié)能的過程中存在的一些不足之處，雖然存在一些問題，但是我國大多數(shù)的建筑電氣施工隊伍還是秉承著節(jié)能的原則，能夠合理的利用資源，實現(xiàn)節(jié)能的目標。下面就針對這些問題論述幾點在我國建筑工程中建筑電氣節(jié)能的新思路。
二、建筑電氣節(jié)能的新思路
建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能設計的主要努力方向是減少電能損失。節(jié)能要點包括：
1）優(yōu)化諸如變電設備、配電線路等以降低供配電系統(tǒng)電能損耗；
2）采用高效節(jié)能高效且經(jīng)濟可行的電氣設備；
3）優(yōu)化管理，提高供配電設備運行效率；
4）提高用電平均負荷與最大負荷之比，提高系統(tǒng)功率因數(shù)。
進行節(jié)能設計時要根據(jù)所設計建筑的實際用電負荷的特性和變化規(guī)律，正確選擇和配置變壓器容量和數(shù)量，合理調整負荷，實現(xiàn)變壓器及配電網(wǎng)的經(jīng)濟運行。提高線路設計的節(jié)能水平，最大限度建筑少輸配電環(huán)節(jié)無謂的電能消耗。
下面著重介紹以下幾種節(jié)能設計方案：
2.1供配電裝置的節(jié)能設計新思路
2.1.1變壓器的節(jié)能設計
我們應該在考慮變壓器損耗和短路平衡關系的基礎上，選擇使用短路阻抗能力最為適合的變壓器，以保證供電設施的有效協(xié)調。而在電壓器的節(jié)能調節(jié)上，我們可以運用硅鋼片的調節(jié)能力，將電阻降到最低，從而使電流不斷地增大；通過負載量的調節(jié)功效，運用微分法進行計算，有效的降低變壓器的損耗，使其功率得到很好地提升。同時，我們還應當加強節(jié)能型變壓器的使用以及創(chuàng)新改良力度，不斷挖掘變壓器的低消耗潛能，使其能夠更好的為節(jié)能限電做出更大的貢獻。
2.1.2提升功率因數(shù)
我們通過不斷提升功率因數(shù)，以降低線路中的無功功率，從而使一些附屬設備中因為電感性所產(chǎn)生的滯后無功電流不斷降低，進而降低整個線路中的功率消耗，以達到我們節(jié)能的目的。同時，我們還可以通過對電感性較強的電氣供電設備增設補償性電容器以及采用無功補償?shù)募夹g手段，以降低電氣設備的功率消耗和使消耗掉的功率快速得到補償?shù)确绞絹硗瓿晌覀児?jié)能的計劃。
2.2照明的節(jié)能設計新思路
照明節(jié)能的基本原則是在保證不降低生產(chǎn)、作業(yè)視覺要求，不降低照明質量的條件下，力求減少照明系統(tǒng)中光能的損失，最有效地使用照明用電。做好照明節(jié)能工作應注意以下幾點：
2.2.1根據(jù)視覺作業(yè)要求，應根據(jù)《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(qū)經(jīng)濟條件差別較大，民族習慣不同，因此還應結合現(xiàn)場實際情況，在規(guī)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。
2.2.2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(yī)院里，住在靠近窗戶附近的病人康復得更快。現(xiàn)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(chuàng)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(jù)日照強弱來進行燈具控制也是照明節(jié)能的有效手段。
2.3采用建筑設備自動化管理控制系統(tǒng)
自動控制、監(jiān)視和測量是自動化管理控制系統(tǒng)的三大要素。通過應用信息通信、計算機網(wǎng)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(jié)系統(tǒng)、給排水及熱水供應系統(tǒng)、照明和其他各類用電設備系統(tǒng)的運行實施能效管理，確保各類設備系統(tǒng)運行穩(wěn)定、安全可靠，從而達到提高能效、降低能耗的目的。
2.4保證施工過程中的各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)節(jié)能
要想實現(xiàn)建筑電氣節(jié)能目標，除了要采用新型的節(jié)能技術和加強管理之外，還需要保證施工的每個環(huán)節(jié)實現(xiàn)節(jié)能，這就要求在設備選擇上格外注意。首先需要合理選擇變壓器的型號和規(guī)格。為了實現(xiàn)節(jié)能的目標，減少電能的損耗，可以適當?shù)慕档妥儔浩鞯呢撦d率，但是這樣又會造成工程投資的提高。采用非晶態(tài)合金作為變壓器的鐵芯，這樣能夠擁有特殊的磁特性，與普通的材料相比同容量能夠降低損耗達到80%左右，所以說選擇合理的變壓器十分重要。其次要選擇合適的電纜和電線。線路要盡可能走直線以減少導線的長度，低壓線路要少走回頭先，減少電能的損耗，同時要保證變壓器接近負荷中心，減少供電的距離。同時需要注意的是可以增加導線的截面，還可以利用某些季節(jié)性的負荷線路減少線路和電阻。最后需要注意保證電動機的節(jié)能。實現(xiàn)電動機的節(jié)能主要需考慮電動機的工作效率和功率因數(shù)，因此說要實現(xiàn)電動機的節(jié)能，在進行選擇時一定要正確掌握其負荷特性，分清是否是連續(xù)的。而為了降低無功功率流動引起的能量損耗，需要改變電容器集中安裝的做法。
三、結束語
建筑電氣設計對整個建筑工程有著直接的影響，并且對建筑物將來的使用及維護也密切相關，我們設計人員必須具有一定的超前意識，在設計中努力實現(xiàn)電氣工程的高水平配置，減少日常生活中的隱患，以達到節(jié)能、實用、環(huán)保以及易操作等要求，為人們提供更加實用、更加貼切、更加安全的電氣使用條件。
參考文獻：
[1]夏治蜂 在建筑電氣設計中的節(jié)能技術措施 民營科技，2012年08期
[2]聶英君 淺談建筑工程中建筑電氣節(jié)能措施 黑龍江科技信息，2012年25期
【關鍵詞】水利水電工程；電氣節(jié)能；設計
1引言
在經(jīng)濟發(fā)展的帶動下，社會對于能源的需求不斷增大，能源供需矛盾越發(fā)突出。在這種情況下，我國的經(jīng)濟發(fā)展開始從注重速度向著可持續(xù)發(fā)展以及綠色經(jīng)濟的層面轉變，節(jié)能降耗成了一個普遍性問題。在水利水電工程中，做好電氣節(jié)能設計，能夠有效減少電氣設備在運行環(huán)節(jié)的能耗，為可持續(xù)發(fā)展的推進提供良好的保障。
2水利水電工程電氣節(jié)能設計的意義
我國具備豐富的水利資源，為發(fā)展水利水電工程提供了優(yōu)秀的基礎條件，尤其是在社會對于電力需求不斷增長的背景下，作為一種清潔可再生的能源，水電得到了前所未有的發(fā)展，水利水電工程的數(shù)量也在持續(xù)增加。在新時期，節(jié)能減排是經(jīng)濟建設的首要任務，而在政府部門提出的“十二五”規(guī)劃中，也明確指出，應該大力推進節(jié)能減排改造，將綠色環(huán)保工程作為發(fā)展的核心所在。從電氣設備本身的運行分析，如果其長時間處于滿負荷或者超負荷狀態(tài)，很容易出現(xiàn)各種各樣的故障和問題，引發(fā)相應的風險事故，在這種情況下，就要求做好水利水電工程的節(jié)能降耗工作。通過對最新的電氣節(jié)能技術的應用，可以改進水利水電工程中存在的問題，在保證安全的同時，弱化風險隱患，將用電環(huán)節(jié)產(chǎn)生的能耗降到最低。因此，無論是利用電氣節(jié)能技術進行既有工程的改造，還是開展新工程的建設，都能夠取得良好的節(jié)能效果[1]。
3水利水電工程電氣節(jié)能設計的措施
3.1變壓器選型
在輸變電環(huán)節(jié)，變壓器是最為核心的設備，同時也是能耗大戶。相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，變壓器損耗占據(jù)了系統(tǒng)總發(fā)電量的10%，降損潛力巨大。為了更好地推動《中華人民共和國節(jié)約能源法》的實施，國家標準管理委員會于2006年頒布了《三相配電變壓器能效限定值及節(jié)能評價值》的相關標準，對變壓器選型進行了簡要說明，以期提升變壓器運行的穩(wěn)定性和可靠性，降低其在運行過程中的能源消耗。從變壓器損耗類型分析，可以分為兩種，一是空載損耗，主要由變壓器設備本身的鐵芯材質和內部結構決定；二是負載損耗，通常取決于導體的截面以及線圈的材質。在技術發(fā)展的帶動下，變壓器的結構越發(fā)合理，使用的材料也在不斷改進，節(jié)能型變壓器逐漸在市場中嶄露頭角，能夠非常有效地降低變壓器的運行能耗，以非晶合金鐵芯變壓器為例，其空載損耗僅為常規(guī)變壓器的1/5。就目前而言，應用最為廣泛的節(jié)能變壓器是S11系列變壓器，與之前的S9系列相比，負載損耗基本相同，但是空載損耗降低了75%以上，與常規(guī)變壓器相比，具有自重小、噪音低、效率高、抗沖擊等優(yōu)點，節(jié)能效果顯著。因此，在水利水電工程電氣節(jié)能設計中，應該優(yōu)先選擇節(jié)能型變壓器[2]。
3.2系統(tǒng)方案設計
在對供配電系統(tǒng)進行設計時，需要考慮用電負荷的分布狀況及負荷等級，以確保系統(tǒng)能夠保證最佳的運行狀態(tài)，盡可能減少運行環(huán)節(jié)的能源消耗，實現(xiàn)節(jié)能減排的預期目標。在對供配電方案進行設計時，需要關注幾個方面的問題：一是必須保證系統(tǒng)結構簡單，穩(wěn)定性好，同一電壓等級供電系統(tǒng)的變配電級數(shù)以一級或者兩級為最佳，避免變配電級數(shù)過多導致電能損耗增大的問題；二是必須確保供電電壓合理，在其他條件相同的情況下，電壓越高則損耗越小，考慮到水利水電工程的裝機容量較大，應該優(yōu)先選擇高壓電機來減少啟動電流對于電網(wǎng)的沖擊；三是應該將變電所設置在負荷中心附近，對配網(wǎng)進行合理布局，確保低壓供電的半徑不超過200m，減少線損，提升供電質量；四是應該從負荷情況出發(fā)，對變壓器的容量和數(shù)量進行明確，保證變壓器的接線可以滿足負荷變化的要求，在進行變壓器投切時，不僅需要滿足基本的性能需求，還應該關注其運行的經(jīng)濟性，減少不必要的損耗；五是應該適當提高系統(tǒng)功率因數(shù)，在必要的情況下，可以進行無功補償，以此來減少變壓器和線路引發(fā)的損耗[3]。
3.3輔助控制系統(tǒng)設計
在水利水電工程電氣節(jié)能設計中，輔助控制系統(tǒng)包括了公用設備控制系統(tǒng)、通風空調控制系統(tǒng)、閘門啟閉控制系統(tǒng)以及機組輔助系統(tǒng)等，系統(tǒng)主要的可控制對象是電動機。為了能夠在保證電動機穩(wěn)定可靠運行的前提下，降低其在運行過程中的能耗，需要做好設備選型溝通，并對控制系統(tǒng)進行優(yōu)化設計。可以根據(jù)電動機的實際運行工況，對其啟動方式進行合理選擇：在公用設備控制系統(tǒng)和記住輔助系統(tǒng)中，可以采用軟啟動器啟動，其他系統(tǒng)可以選擇軟啟動器啟動，也可以選擇變頻器啟動。通過這樣的方式，能夠對電動機的啟動特性進行改善，有效降低啟動過程中的瞬時電流，在保證電網(wǎng)穩(wěn)定安全運行的同時，也可以有效滿足水利水電工程節(jié)能降耗的需求。
3.4照明節(jié)能設計
光源的選擇是照明節(jié)能設計的關鍵所在，具體來講，可以根據(jù)不同工作場所的需求，選擇不同的光源，實現(xiàn)節(jié)能降耗，同時不能影響照明的質量[4]。具體來講，照明節(jié)能設計的措施包括以下幾點：①自然光的利用：在進行電氣節(jié)能設計時，應該加強與土建工程等的相互配合，實現(xiàn)對于自然光的充分利用，通過自然光與人工光源的相互配合，達到良好的節(jié)能效果。②高效光源的選擇：在對照明高效光源進行選擇時，應該以發(fā)光效率高、啟動方便、使用壽命長、性價比高等為基本原則，根據(jù)不同的場所選擇不同的光源。例如，在室內操作間，可以選擇熒光燈；在科研部門，可以選擇高壓鈉燈；在機械車間，可以選擇高頻無極熒光燈。參考《建筑照明設計標準》的相關要求，在對高效光源進行選擇時，還需要關注幾個方面的內容：一是如果安裝高度較低，可以選擇光效良好、顯色性強的熒光燈，而且如果沒有特殊要求，應該選擇標準的直管熒光燈，便于進行更換；二是在燈具安裝高度較高的場所，如果環(huán)境對于顯色性有著較高的要求，可以選擇陶瓷金鹵燈；如果沒有特殊的顯色要求，則可以選擇中顯色高壓鈉燈；三是在安裝高度較高，同時維護不便的場所，優(yōu)先選擇高頻無極熒光燈，這種燈具的光效高，顯色性好，而且使用壽命較長。③綠色環(huán)保照明：在照明節(jié)能設計中，不僅強調節(jié)能，還應該關注綠色環(huán)保，避免燈光對于生產(chǎn)生活的影響。因此，在水利水電工程照明設計中，需要在關注基本照明需求的同時，考慮照明效果，確保設計能夠切實滿足不同場所對于照度、色溫等的不同需求[5]。
4結語
在水利水電工程中，電氣節(jié)能設計非常重要，關系著節(jié)能降耗的順利實現(xiàn)。對于設計人員而言，應該從工程的實際情況出發(fā)，做好電氣設計方案的選擇，從可靠性、安全性、經(jīng)濟性以及節(jié)能性等方面進行綜合考慮，盡可能減少不必要的電能損耗，實現(xiàn)節(jié)能的預期目標，推動水利水電工程的穩(wěn)定健康發(fā)展。
【參考文獻】
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【關鍵詞】 火力發(fā)電廠 電氣設備 節(jié)約能源 降低能耗
火力發(fā)電廠是中國的基礎能源單位，長期以來都承擔著供給電力能源的責任，且要確保所提供的電力能源能夠充分滿足電能用戶的需求。火力發(fā)電作為應用電力資源的過程中的一種存在形式，也要確保所提供的電力資源能夠最大程度地滿足當前的社會發(fā)展需要。雖然科學技術的快速發(fā)展，高端科技元素被用于火力發(fā)電廠運行中，使得鍋爐的燃燒效率得以提高，當能源傳輸?shù)臅r候而出現(xiàn)的熱量損耗已經(jīng)明顯減少，但是，由于中國電氣技術起步較晚，相比較于發(fā)達國家，我國火力發(fā)電廠的節(jié)能技術依然存在著滯后性。特別是電氣設備的損耗問題，還沒有切實得到解決，而這直接關乎到火力發(fā)電廠的生存與可持續(xù)發(fā)展。
1 火力發(fā)電廠運行中所存在的電氣設備損耗問題
1.1 火力發(fā)電廠運行中存在嚴重的鐵磁性損耗問題
當火力發(fā)電廠處于運行狀態(tài)，較為普遍存在的損耗形式就是鐵磁性損耗。隨著發(fā)電廠的各種電氣設備運行，磁場環(huán)境就會產(chǎn)生，而且這些磁場會出現(xiàn)交變的現(xiàn)象。在這樣的運行環(huán)境下，就會影響到鐵質的材料，而導致其出現(xiàn)了嚴重的損耗，并由此而導致發(fā)電廠的運行成本提升。從技術的角度而言，當這種磁場環(huán)境對鐵質的材料產(chǎn)生不良影響的時候，由于損耗形式的存在會使得線路在傳輸電能的時候的熱量存在形式發(fā)生了改變。在電磁場中有大量的熱量存在于其中，就會導致整個的磁場溫度瞬時提升，這就必然會對電氣設備的使用性能產(chǎn)生影響，使其功能性難以發(fā)揮出來，甚至會造成電氣設備的損壞，使得電氣設備的使用壽命降低。從現(xiàn)行的火力發(fā)電廠運行情況來看，這種問題的存在是非常普遍的，也是亟待解決的問題。
1.2 火力發(fā)電廠對電氣設備的運行管理缺乏科學性
火力發(fā)電廠的管理是否規(guī)范，直接關乎到其運行效率和經(jīng)濟下效益。確保火力發(fā)電廠的系統(tǒng)化運行也是確保其持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的重要保障。從目前的多火力發(fā)電廠管理情況來看，雖然已經(jīng)形成了規(guī)范的管理體系，但是在具體執(zhí)行中，就會由于缺乏嚴格執(zhí)行而導致管理水平不高，對火力發(fā)電廠的長遠發(fā)展非常不利。比如，對于火力發(fā)電廠的運行管理，存在著監(jiān)督不到位的現(xiàn)象，加之工作人員的管理水平不高，技術素養(yǎng)不足，就會影響運行管理的質量。如果火力發(fā)電廠在運行管理中沒有實現(xiàn)創(chuàng)新，就會對其正常的運行造成負面影響，從而影響了火力發(fā)電廠的未來發(fā)展。
1.3 火力發(fā)電廠電機的能量消耗量大
火力發(fā)電廠運行中，電機是發(fā)電的重要電氣設備。但是，所使用的電機消耗的電能過大，特別是火力發(fā)電廠會使用大型的電機，比如，大型的電動機、大型的變壓器等。當這些設備運行的時候，就會將火力發(fā)電廠的電能大量消耗。要降低這些電氣設備的電能消耗量，就需要采用節(jié)能降耗措施。這也是火力發(fā)電廠運行中需要直接面對的問題。從目前的火力發(fā)電廠電氣設備配置情況來看，并沒有從發(fā)電廠的實際運行情況出發(fā)選擇電氣設備，且在接線方式以及在運行參數(shù)的選擇上都存在著不合理性。所以，火力發(fā)電廠在選擇大型的電機設備的時候，要對發(fā)電廠的電氣設備實際需要充分考慮，還要使得電氣設備能夠滿足火力發(fā)電廠的運行需求，以達到節(jié)能降耗的目的。
2 火力發(fā)電廠的電氣設備節(jié)能降耗的處理措施
2.1 火力發(fā)電廠要根據(jù)電廠運行實際選擇電動機
火力發(fā)電廠運行中，電動機是極為關鍵的電氣設備，其運行效率直接關乎到發(fā)電廠的運行質量。S著中國社會經(jīng)濟的發(fā)展，各個行業(yè)領域大量地使用電氣設備，火力發(fā)電廠為了滿足日益增長的電能需求，已經(jīng)對原有的發(fā)電模式予以改進，引進了技術先進的發(fā)電設備。火力發(fā)電廠的生產(chǎn)輔助機械要實現(xiàn)有效做功，就要應用三相感應電動機通過旋轉之后拖動完成。當三相感應電動機運行中，就會帶動各種機械設備完成機械化施工。可見，生產(chǎn)輔助機械做功屬于是系統(tǒng)化工程。電力拖動所要完成的任務是將電能轉換為機械能，整個過程都是通過電動機的運轉來實現(xiàn)的。在電動機的帶動下，使得生產(chǎn)輔助機械啟動、運轉，調整速度并制動作業(yè)。當電動機處于運轉狀態(tài)的時候，主要的運行理論就是電磁理論。感應電動機處于運行狀態(tài)的時候會對有功功率和無功功率進行消耗，前者實現(xiàn)了電能向機械能轉換，后者則將旋轉磁場建立起來。所以，電動機的能量消耗就會有所降低，不僅可以有效地提高運行效率，而且還可以使得有功消耗量得以降低，相應地，運行功率因數(shù)就會有所提高，隨之，無功消耗就會有所減少。
火力發(fā)電廠要實現(xiàn)電氣設備的節(jié)能降耗，就要取締原有的低效率運行的電動機而采用高效運行的電動機。通過采取這種節(jié)約能源的措施，可以為提高電動機的運行效率，提高功率因數(shù)奠定良好的基礎。高效電動機是運行效率很高的電動機，與普通的電動機相比較，其能源消耗量會降低五分之一。高效電動機的運行原理是，在組成部件的使用上，包括轉子鐵芯以及定子鐵芯等等，都采用的是電工硅鋼片，這種材料的導磁性比較高，損耗率也比較低，屬于是質量優(yōu)良的鋼片。從制造工藝技術上，也是目前較為先進的。所以，當電動機處于運行狀態(tài)的時候，就會提高運行效率，降低損耗，隨著功率因數(shù)的提高，電動機運行的熱穩(wěn)定性也會有所提高，從而延長了電動機的使用壽命。
雖然高效電動機的運行效率非常高，而且能夠起到節(jié)約能源、降低能耗的作用，但是，與普通的電動機相比較，制造成本也相對較高。如果火力發(fā)電廠的輔助機械并不需要對運行狀態(tài)進行調節(jié)，就可以使用高效電動機取締原有的普通電動機，可謂是非常有效的方法。要調節(jié)電動機的運行狀態(tài)，就要對輔助機械進行調節(jié)。采用高效電動機所存在的不足之處在于，其不僅制造成本比普通電動機要高很多，導致高效電動機的價格高，而且其維修成本也比較高。當高效電動機運行的時候，是能夠實現(xiàn)定速運行，對于火力發(fā)電廠電力生產(chǎn)中需要調節(jié)流量的問題依然無法有效解決。所以，火力發(fā)電廠在選擇電動機的時候，要根據(jù)發(fā)電廠的實際情況進行選擇。如果經(jīng)濟條件良好，就可以應用高效電動機以改善發(fā)電廠的運行環(huán)境，不僅可以使得發(fā)電的投入成本降低，而且還能夠達到節(jié)約能源、降低能源消耗的目的。
2.2 火力發(fā)電廠的變壓器要避免空載運行
火力發(fā)電廠為了滿足自身的發(fā)電需要，通常都安裝有備用變壓器，這種變壓器為高壓啟動，一方面是作為備用的變壓器存在，同時還發(fā)揮著啟動發(fā)電廠電源的作用。備用變壓器的容量通常都會等同于最大的高壓廠用變壓器的容量，如果其在火力發(fā)電廠運行的過程中處于空載運行狀態(tài)，能源消耗量是非常大的。如果在對備用變壓器進行設計的時候，將其啟動的設計和備用的設計轉變?yōu)椤袄鋫溆谩钡脑O計，就意味著當備用變壓器處于備用狀態(tài)的時候不帶電，就可以降低能源消耗，由此而節(jié)約了電力能源，降低了發(fā)電廠運行成本。但是，火力發(fā)電廠在使用冷備用的時候，要與電網(wǎng)的運行規(guī)定相符合。備用變壓器采用“冷備用”，在進行變壓器設置的時候，要使備用變壓器在啟動的過程中不會帶有公用的負荷，而應將這部分負荷合理分配到1號機組高壓廠用變壓器上和2號機組高壓廠用變壓器上，并確保所輸出的電能能夠滿足用電規(guī)范，以提高用電的可靠性。
2.3 火力發(fā)電廠中照明設備應盡量選用節(jié)能型燈具
火力發(fā)電廠日常生產(chǎn)和工作中，長期使用的照明設備也會大量的消耗電力能源且產(chǎn)生大量的照明損耗。隨著技術的不斷發(fā)展，相對于之前大功率的照明燈具來講，節(jié)能燈具的好處已經(jīng)顯現(xiàn)出來：一個白熾燈泡的平均壽命是1000小時，一個普通日光燈的平均壽命是6000小時以上，而現(xiàn)如今大力推廣的LED節(jié)能燈具使用壽命理論可達100000小時。它跟白熾燈泡相比節(jié)能90%，跟普通日光燈相比節(jié)能60%，LED型節(jié)能燈理論上1000小時僅耗1度電。且其綠色環(huán)保、安全可靠，不含汞和鉛等有害元素，利于回收、利用，并且不會產(chǎn)生電磁干擾。從以上分析我們可以看到選用節(jié)能型燈具已經(jīng)是一個必然趨勢，其在節(jié)能降耗方面有極大的推動作用。因此，火力發(fā)電廠大力推廣使用節(jié)能型燈具是做好節(jié)能降耗從實際出發(fā)的一個關鍵環(huán)節(jié)，是真正能夠將節(jié)能降耗行動從小處著手的表現(xiàn)。
3 結語
綜上所述，因火電廠在發(fā)電時，會消耗大量的電能，要想在電氣方面做好節(jié)能降耗工作，應盡量節(jié)省廠用電率。為了解決電氣設備能源消耗過大的問題并且還應保證機組的安全正常運行，必須相應的采取一系列針對性措施來降低能耗，以實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展的目標。
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【關鍵詞】樓宇大廈 供配電 風光互補 節(jié)能
1 問題提出
隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人們生活水平的提高，對建筑物的功能需求越來越高，對電能的要求也就更高，帶來的能耗也隨之增多。在全球能源危機，不可再生能源日益減少的背景下，我國提出節(jié)能環(huán)保，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，建筑節(jié)能是貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一件大事，而電氣系統(tǒng)作為建筑物最主要的能耗，加強對其的節(jié)能已勢在必行。
2 功能需求與總體方案
2.1 節(jié)能型樓宇大廈的供電需求
供電設計應根據(jù)用戶的設備容量使用要求進行設計。對于用電質量很高的樓宇大廈，分別從城市電網(wǎng)引兩路10kV高壓電源，一用一備，采用高壓電纜埋地引入高壓配電房。同時根據(jù)用電設備的需求特性，確定負荷等級。對于特別重要的負荷采取雙電源雙回路專用電纜供電，并就地設置UPS電源供電。也可以使用風光互補發(fā)電加儲能設備進行供電，并在最末一級配電箱處設置自動切換裝置。其他一二級負荷也采用雙電源供電。通常情況，對于照明負荷供電均采用風光儲系統(tǒng)供電，當蓄電量不能滿足用電負荷時，切換到城市電網(wǎng)供電。
2.2 節(jié)能型樓宇大廈的配電需求
高壓配電接線方式為單母，兩路電源一用一備分別對低壓配電所配電，低壓段采用單母線分段運行，配電采用220/380V放射式與樹干式相結合的方式，對于單臺容量較大的負荷采用放射式供電，對于照明及一般負荷采用樹干式與放射式相結合的供電方式。
2.3 節(jié)能型樓宇大廈整體供配電設計
通過對樓宇大廈供配電功能需求分析，結合用戶對用電設備的需求，得到樓宇大廈電氣系統(tǒng)基本組成如圖1所示。
由圖1可知，樓宇大廈建筑電氣系統(tǒng)組成主要有供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、空調系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、以及給排水系統(tǒng)等。合理設計、動態(tài)控制及管理各個子系統(tǒng)能量需求，是樓宇大廈節(jié)能的重要工作。
3 供配電節(jié)能設計
本系統(tǒng)設計以具體工程為例，工程大廈地上12層，地下2層。建筑高度54.9m米（室外地面至屋頂構架）。建筑面積77756.9m2。項目屬于一類高層建筑。就地下1、2層展開節(jié)能設計。
3.1 結合節(jié)能元素的照明系統(tǒng)設計
對于室內場所的照明主要選擇節(jié)能型熒光燈及低功耗LED燈，選用的照明光源、鎮(zhèn)流器的能效符合相關能效標準的節(jié)能評價值。最新頒布的《建筑照明設計標準》GB50034-2013相比《建筑照明設計標準》GB50034-2004，在6.1節(jié)和6.2節(jié)對照明節(jié)能作了一般規(guī)定，并且給出了具體的照明節(jié)能措施。規(guī)定照明節(jié)能應采用一般照明的照明功率密度值（LPD）作為評價指標，提出在滿足規(guī)定的照度和照明質量要求的前提下，進行照明節(jié)能評價。
照明設計計算主要依據(jù)《照明設計手冊》第二版，照度計算采用利用系數(shù)法，該方法考慮到光源直接照射和經(jīng)室內反射到工作面上的光通量，計算結果比較準確，再根據(jù)選擇的燈具容量及鎮(zhèn)流器功率，計算工作平面上的照明功率密度值，并與節(jié)能目標值比較，具體結果如表1所示。
由表1可知，室內主要場所照明的實際照度均大于標準照度的要求，實際功率密度也均小于標準規(guī)范功率密度的節(jié)能目標值，照明設計滿足節(jié)能要求。
3.2 結合節(jié)能元素的動力系統(tǒng)設計
在樓宇大廈動力系統(tǒng)中，電機拖拽系統(tǒng)是主要的能耗部分，其主要節(jié)能方法利用變頻調速控制方式，根據(jù)系統(tǒng)控制對象需求，調節(jié)輸入電源頻率，通過調節(jié)電機轉速使整個電機拖拽系統(tǒng)達到輸入與輸出間動態(tài)平衡，從而達到提高系統(tǒng)功率因素，節(jié)能降耗。在采取變頻調速控制的基礎上，各子系統(tǒng)還有其他的節(jié)能措施。就空調系統(tǒng)的節(jié)能設計來說，2004年頒布施行的《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》GB50019-2003相比于2001年C布施行的《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》GBJ19-1987，在第八章監(jiān)測與控制中明確提出對采暖、通風與空氣調節(jié)系統(tǒng)應設置監(jiān)測與控制系統(tǒng)，采用集中監(jiān)控系統(tǒng)可合理利用能量實現(xiàn)節(jié)能運行，2005年7月頒布實施的《公共建筑節(jié)能設計標準》GB50189-2005在第五章對空調系統(tǒng)的節(jié)能設計做了明確規(guī)定，并根據(jù)09CDX008-3《建筑設備節(jié)能控制與管理》圖集，設計空調控制系統(tǒng)。電梯系統(tǒng)還可采用電梯群控技術，通過對樓宇大廈內部多部電梯進行合理調度分配管理，防止電梯長期運行在空載或輕載工況下，降低電梯系統(tǒng)能耗。電梯回饋技術，將電梯輕載上行和重載下行運行過程中產(chǎn)生的一部分電能反饋到供配電系統(tǒng)中，供其他用電設備使用。
3.3 結合節(jié)能元素的變壓器設計
3.3.1 合理選擇變壓器容量和數(shù)量
變壓器容量按變壓器所帶用電負荷來選擇，與負荷特性匹配，并合理分配負荷，力求三相平衡。變壓器臺數(shù)選擇，依據(jù)《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50052―2009中第3.3.1條，本工程均為一級二級負荷，所以選用兩臺或兩臺以上變壓器。綜合考慮投資和運行費用，變壓器主接線采用單母線分段，確定變電所1變壓器T1、T2容量為2000KVA，變電所2變壓器T3、T4容量為1600KVA。
3.3.2 選用節(jié)能型變壓器
2008年頒布施行的《民用建筑電氣設計規(guī)范》JGJ16-2008相比于已廢止的《民用建筑電氣設計規(guī)范》JGJ/T 16-1992，在配電變壓器選擇一節(jié)中，明確規(guī)定配電變壓器選擇應根據(jù)建筑物的性質和負荷情況、環(huán)境條件確定，并應選用節(jié)能型變壓器。節(jié)能型變壓器中鐵損很小，將有效減少變壓器輸配電過程中的電能損耗。課題采用SCB10-10/0.4kV系列的干式變壓器。
3.3.3 選用D，yn11接線組別變壓器
樓宇大廈節(jié)能燈、熒光燈、計算機、變頻空調、鎮(zhèn)流器、UPS電源等的大量使用，會產(chǎn)生很大的三次諧波。因此，配電變壓器宜選用D，yn11接線組別的變壓器，能有效限制三次諧波，也能降低三相系統(tǒng)中的零序阻抗。
3.4 結合新能源利用供電靈活切換
目前風光互補發(fā)電效率較低， 無法完全滿足樓宇大廈的電力需求，因此需要市電和風光互補發(fā)電共同為居民供電。在用電低谷時，用戶可以直接從電網(wǎng)取電；用電高峰時，切換到風光互補系統(tǒng)蓄電池供電，蓄電池為重要負荷及照明負荷供電，當控制器檢測到蓄電池電壓不能滿足用電負荷使用時，切換到城市電網(wǎng)供電，并根據(jù)風光條件與用電負荷合理配置風光互補發(fā)電系統(tǒng)，風光互補發(fā)電系統(tǒng)基本組成如圖2所示。
4 計算機輔助工程設計
4.1 照明系統(tǒng)
課題在建筑條件圖的基礎上對地下一二層照明進行設計，室內公共場所的照明選用節(jié)能型T5熒光燈，疏散指示燈采用低功耗LED光源，根據(jù)表1的計算結果進行照明平面圖繪制。公共場所照明，可采用樓宇自控系統(tǒng)，樓梯間采用節(jié)能延時自熄開關控制。照明控制根據(jù)功能要求采用分組、分區(qū)、動靜控制、時間控制、光敏調節(jié)照度或開關等方式。照明配電系統(tǒng)圖如圖3所示，車庫照明回路設接觸器，并接入樓宇自控系統(tǒng)（BA）。
4.2 動力系統(tǒng)
對功率大于4KW的電動機（除消防設備）均采用變頻降壓啟動控制，以節(jié)約能源。并采用樓宇設備自控管理系統(tǒng)對空調設備、水泵、各類風機及其他用電設備進行能量自動控制、自動調節(jié)、實時監(jiān)察，以實現(xiàn)最優(yōu)化運行，達到集中管理、程序控制和節(jié)約能源等目的。動力配電系統(tǒng)圖如圖4所示。
4.3 低壓配電系y
低壓配電系統(tǒng)采用兩路10kV電源進線，一用一備，兩路進線開關不能同時閉合。正常工作時只用1#主進線，2#進線備用。在低壓配電柜及饋線柜設多功能儀表，支持RS485通信，MODBUS協(xié)議，可接入多種軟件通訊系統(tǒng)，通過智能聯(lián)網(wǎng)設計，可在人機界面實時觀察動態(tài)用電情況。
5 總結
課題以某12層大廈為研究對象，結合建筑電氣設計相關新舊標準規(guī)范及樓宇大廈主要能耗，分析樓宇大廈電氣節(jié)能技術，對樓宇大廈供配電系統(tǒng)進行節(jié)能設計，并結合工程案例進行具體分析。同時，引進新能源領域風光互補發(fā)電系統(tǒng)，為樓宇大廈的供電提供了多種渠道，減少用電高峰對城市電網(wǎng)的用電。
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