1、民用建筑电气中的节能措施摘要:文章从民用建筑电气中影响节能的几个主要方面阐述了节能理念和节能措施。 关键词:变压器 无功功率补偿 照明节能 中图分类号: TD625 文献标识码: A 文章编号 0 引言近年来,随着 GDP的快速增长,电力供应日趋紧张,每年的用电高峰,供电缺口都在增大,且我国发电所使用的主要能源是不可再生的煤,不仅对环境污染同时也不够节约能源。所以,节约二次能源电能,也就成为民用建筑电气中的重点,笔者认为在民用建筑中可以从以下几点的应用来贯彻节能措施:1 选择环保、节能型变压器 目前在我国应用较多的主要有油浸式变压器,干式变压器,箱式变压器等。 1.1 油浸式变压器: 目前S1
2、1 型变压器适应范围广,性能水平优于 S9,节约能源,与 S9 变压器比,它的空载损耗平均降低百分之三十,空载电流平均下降百分之七十,而且噪音水平也下降了,减少了城市的噪音污染。 1.2 干式变压器:目前SCB10 型为国内干式新型环保节能变压器,损耗比老产品大大降低,另外变压器的噪音水平也明显降低。 1.3 箱式变压器:箱式变压器即为高低压预制式变电站,由变压器制造厂生产。因为占地面积较小而且就近设于负荷中心,可降低线损,也属于节能变压器,现在在民用住宅小区中应用非常多。 综上所述,目前适合国内需求的节能产品是 SCB10 型及 S11 型配电变压器,有防火要求的地方,可采用环氧树脂浇注的干
3、式变压器,住宅小区多为箱式变压器。而配电变压器的节能原理主要体现在减少变压器的有功功率损耗。变压器的有功功率损耗如下式表示:PbPoPk2 其中:Pb变压器有功损耗(KW) ;Po变压器的空载损耗(KW) ;Pk变压器的有载损耗(KW) ) ;变压器的负载率。Po 部分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,大小随矽钢片的性能及铁芯制造工艺而定。Pk 是传输功率的损耗,即变压器的线损,决定于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小,即负载率 的平方成正比。因此,应选用阻值较小的绕组,可采用铜芯变压器。从 Pk2 用微分求它的极值,在 50处每千瓦的负载,变压器的能
4、耗最小。但是,这仅是为了节能,而没有考虑经济价值。举下例可看出其不可取的程度。SC32000KVA 的变压器,当 50时相对于 85时可节能为P16.01(0.8520.52)7.56KW,按商场最高用电小时计:每天 12小时,365 天全营业,则总节约电能:7.561236533113。按营业性电价每度 0.78 元计,则每年节约:331130.7825828 元。按每千瓦的初装费投资: 2000KVA变压器应是大型民用建筑,必然双电源进线,则初装费每 KVA 为 2240 元,每年节能省下的电费只能提供(25828/224011.53)11.53KVA 的初装费。还有 988.5KVA 的
5、初装费,加上由于加大变压器容量而多付的变压器价格,由于变压器增加而使出线开关柜、母联柜增加引起的设备购置费,安装上述设备使土建面积增加而引起的土建费用,这是笔相当可观的投资,还没有计及折旧维护等费用。由此可见,取变压器负载率为 50是得不偿失的。 计及初装费、变压器、低压柜、土建的投资及各项运行费用,又要使变压器在使用期内预留适当的容量,变压器的负载率应在 7585为宜。这样也可以做到物尽其用,因为变压器绝缘的使用年限满负荷计为 20 年,20 年后可能有更好的变压器问世,这样就可以有机会更换新的设备,才能使该建筑总处技术领先地位。为减小变压器损耗,当容量大而需要选用多台变压器时,在合理分配负
6、荷的情况下,尽可能减少变压器的台数,选用大容量的变压器。 2 减少线路上的能量损耗 在一个工程中,线路上的总有功损耗是相当可观的,减少线路上的能耗必须引起重视。由于线路上存在电阻,有电流流过时,就会产生有功功率损耗。其公式如下:PI2R10-3()式中:I相电流(A)R线路电阻() 。线路上的电流是不能改变的,要减少线路损耗,只有减小线路电阻。线路电阻PL/s,即线路电阻与电导 P 成正比,与线路截面 S 成反比,与线路长度成正比,因此减少线路的损耗应从以下几方面入手。应选用电导率较小的材质做导线。减小导线长度。增大导线截面。3 采用合适的无功补偿装置,提高功率因数 3.1 目前民用建筑设计中
7、,绝大部分采用变压器低压侧集中补偿,这种做法仅减少了区域变电站至用户处的高压线路上的无功传输,提高了用户处的功率因数。而对用户,无功仍由变压器低压母线经传输线路输送到各用户点,低压线路上的无功传输并没有减少,那么无功补偿也就达不到节能的目的。在民用建筑中应改变电容器集中安装的做法,对容量超过 10KW 的风机、水泵、传送带等电动机端设置就地补偿装置,空调主机及冷冻泵等常在其附近设专用变配电所,可以集中补偿。这样才能使线路上的无功传输减少,达到节能目的。 3.2 提高设备的功率因数,以减少对超前无功的需求,可采用功率因数较高的同步电动机;荧光灯可采用高次谐波系数低于 15的镇流器;采用电感镇流器
8、的气体放电灯,单灯安装电容器等,都可使自然功率因数提高到 0.850.95,这就可减少高、低压线路传输的超前无功功率。由于感抗产生的是滞后的无功,可采用电容器补偿,因为电容器产生的是超前的无功,两者可以相互抵消,即 QQLQC,因此无功补偿,可以提高功率因数,因而也减小了无功的需求、减少自然无功、无功补偿及补偿装置的安装地点,就可以实现合理的选择无功补偿方式而达到节能的目的。 4 照明节能 4.1 据统计,我国照明用电量已占总用量的 10%12%。选择优质的电光源及科学的选用电光源是照明节电的首要工作。节能的电光源发光效率要高,使得每瓦电(W)发出更多光通量(Lm) 。白炽灯泡发光效率一般为
9、720Lm/W,其寿命一般为1000h,特殊的为 2000;单端的紧凑型荧光灯(俗称节能灯)其光通量一般为 50Lm/W,采用一只 9W 寿命 30005000h 的节能灯完全可以替代 40W的白炽灯泡;双端直管荧光灯 T12 型的光通量为 55 Lm/W,寿命为30005000h,而现在的 T5 型则达到 90110 Lm/W,寿命可达800010000h.所以 T12、T10 甚至 T8 型的荧光灯都应该淘汰,不但可以节约大约 50%的电能,还会改善灯光的显色性。除以上光源外,还有高强气体放电灯,如高压钠灯、金属卤化物灯、发光二极管和半导体照明灯等。 4.2 选择节电的照明电器配件。在各种
10、气体放电光源中均需要有电器配件:例如镇流器,旧的 T12荧光灯其电感镇流器要消耗其 20%的电能,40W 灯,其镇流器耗电约 8W;而节能的电感镇流器则耗电小于 10%,更节能的电子镇流器,则只耗电其23%,也是一笔不小的节电措施。 4.3 合理利用太阳能。太阳能作为最环保又节电的能源其利用前景是非常可观的,目前有些住宅小区和公共建筑的庭院照明,景观照明和楼梯间的公共照明已经采用了这种技术,在道路照明上也有应用。它主要是根据光电效应把太阳能直接变成电能供照明使用,目前常用的硅太阳能电池就属于这类换能部件,它的换能效率可达百分之十三到百分之二十。 5 结束语 总之,随着经济高速发展,如何节约能源是保证可持续发展的必要条件,民用建筑节能特别是电气节能也是非常重要的组成部分。本文所涉及的内容只是论述了民用建筑配电系统节能的主要途径和措施,作为供配电设计和施工中的基本考虑。 参考文献: 1建筑照明设计标准GBB50034-2004. 2建筑电气设计手册中国建筑工业出版社. 3 JGJ/T 16-92民用建筑电气设计规范. 4 朱连元 浅谈建筑企业节能途径.