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【摘要】本文首先介绍了建筑供配电系统节能设计内容，分析了线路上的电能损耗，探讨了供配电系统节能设计措施。
【关键词】建筑 供配电 节能
中图分类号：TE08文献标识码： A
前言
电能作为当今社会最主要的能源之一，随着工业用电和生活用电的迅猛增加，供不应求的局面日益显现，供需矛盾越来越突出。节能问题一直是我国发展国民经济的一项长远战略方针，节约电能是每一位电气设计人员必须认真考虑的问题。
一、建筑供配电系统节能设计内容
建筑供配电系统节能设计过程中， 其节能降耗设计主要内容主要包括以下几个方面：
1、供电系统节能优化设计
主要包括建筑系统用电负荷详细统计计算、供配电系统无功动态补偿策略、供配电系统谐波的综合治理方案设计、以及供配电系统中具体用电设备供电方案的优化节能设计等；
2、照明系统节能优化设计
主要包括照明供电系统的优化设计、照明灯具节能的优化选型设计、照明控制系统的优化设计、以及照明联动操控的节能控制系统的优化设计等；
3、电气设备用电方案的优化节能设计
主要包括电机拖动系统的优化节能设计、空调系统变频调速的优化节能设计、给排水系统的优化节能设计、以及深井电梯的回馈制能优化节能设计等；
4、新能源综合利用的优化节能设计
主要包括太阳能发电、风力发电、冰蓄制冷、水源热泵、热电冷三联供系统等再生能源系统的优化节能设计。
二、线路上的电能损耗分析及措施
1、线路损耗分析
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。
其公式为：△P=3I2pR
试中Ip----相电流
R----线路电阻
若芯线温度是70°C 的铜芯线每公里电阻R’=0.44 ，则R=0．1×0．44=0．044 。故在该线路上的有功损耗为：
△p=3×151．522×0．044≈3030．50 W≈3 kW
从上面的计算可以看出，线路上的功率损耗相当于每2 m 的线路上安装了一个60 w 的灯泡(3000÷(100÷2)=60)。
在一个大的工程中，如一个高档住宅小区、新建的工厂厂区等，线路纵横交错，线路总长度动辙数万米，线路上的总有功功率损耗是不容忽视的，减少线路上的能耗必须引起足够的重视。
2、减少线路损耗措施
线路上的电流是不能改变的，要减少线路损耗，只有减少线路电阻R：
R=p×L/S
式中P 为电导率；L 为导线长度；S 为导线截面积。
因此减少线路的损耗应从以下几方面人手：
(1) 选用电导率P 较小的材质做导线。铜芯最佳，但又要贯彻节约用铜的原则。
(2)配电室或配电箱应位于负荷中心，减少配电导线长度L，以减少来回线路上的电能损失。
(3)增大线缆截面S。对于比较长的线路，在满足载流量、动热稳定、保护配合和电压损失等条件下，可根据情况再加大一级线缆截面。假定加大线缆截面所增加的费用为M，由于节约能耗而减少的年运行费用为m，则M／m 为回收年限，若回收年限为几个月或一、二年，则应加大一级导线截面。一般来说，当线缆截面小于70 mm2，线路长度超过100 m 时，增加一级线缆截面可达到经济合理的节能效果。合理调剂季节性负荷、充分利用供电线路。
（4）合理选择线路路径以减小导线长度. 变配电室及配电箱应尽量靠近负荷中心，以缩短线路供电距离，减少线路损失。低压线路的供电半径一般不超过200 m，当建筑物每层面积不少于10000 m2时，至少要设2 个变配电所，以减少干线的长度。
三、建筑供配电系统节能设计措施分析
1、合理设计供配电系统及线路
（1）合理计算负载，保证三相负载平衡。由于三相负载的不平衡，往往会造成中性线电位偏移，使单相电压出现较大的偏差，使电器不能正常的工作，这个问题是电气设计过程中必须考虑的重要环节。
（2）采用分路供电及控制，区分负载性质。建筑内负载电器比较多，且各种负载对电源及接地要求各不相同，设计时应着重考虑分路供电。照明线路中的荧光灯等非线性负荷，产生的谐波会影响电气设备的正常工作，因此，计算机房的供电，应设计独立的供电系统，并且在回路中加设交流不间断电源，以防意外停电对设备造成严重的影响。建筑楼内应设置专门的配电室，实现对上述电路的集中控制，配电室位置应设置在靠近用电量大的区域，以减少线路的电能损耗。
（3）保护元件的选用。由于楼内各室负荷大小不一，仪器设备承载能力不同，所需的保护要求业不一样，为了起可靠的保护，需要采用上下级的电气保护系统.即在配电窒、各搂层、各室均装设保护元件。如果在各楼层、配电室及有大功率用电器的实验室，因负载大，电流大，当发生大电流短路时，空气开关分断能力往往不够，必须采用熔断器才能可靠分断。而一般情况下只需在各室装设带漏电保护的空气开关即可，发生脱扣时，一般人员即可恢复。
（4）布线合理，避免相互干扰。建筑楼内有多种布线系统，包括有供电线路布线系统、火灾报警及消防联动系统、保安监控系统、办公自动化系统、通信自动化系统、闭路电视系统等。在这里面有些是强电系统，有些是弱电系统，而弱电线路容易受强电线路的电磁干扰，造成信号模糊、噪声大，甚至不能正确使用。
2、功率因数的提高
提高系统的功率因数能改善电压质量，减少无功在线路上的流动，提高用电设备的工作效率，从而达到节能的目的。
（1）提高自然功率因数
当自然功率因数提高时，补偿设备和投资都，这是最经濟的提高功率因数的方法。对直流设备的供电和励磁，采用硅整流或晶闸管整流装置取代交流机组、汞弧松流器等直流电源设备。
（2）采用并联电容器进行无功补偿
电容器具有产生超前无功电流的功能，这是可以对滞后无功电流进行抵消，以此实现提高功率因数，减少系统无功电流的目的。在具体设计中，大多采用低压屏集中补偿和分散就地补偿相结合的方式。
3、变压器的选择
（1）合理选择变压器
在选择变压器时，由于变压器年有功电能损耗与变压器运行负荷率的平方成正比，因此需要按经济运行的负荷率来定。负荷率越小，则年有功电能报耗就越小，同时变压器的长期工作负荷率要充分的考虑经济运行，一般不超过$50。
（2）对变压器的台数进行合理选择
对于分期投产负荷或季节性负荷宜采用多合变压器力案，如冶金变电所，其现有变压器容景为1250kY·A 可改为2*630kV·A，以免袋载运行增大损耗。选用节能型变压器节能变压器就是空载、负载损耗相对较小的变压器。如SCRB10--630kV·A/10kv 变压器的铁拟和铜损比s7-1250kv·A/10kV 变压器分别低8%和25%。
4、电动机节能设计
（1）电动机的选用。选用高效能的节能型电动机来替代高耗老电机，比如Y、YZ、YZR系列高效节能电动机，其能效应符合现行国家标准《中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价值》GB18613 节能评价值的规定。
（2）减少电动机的损耗。采取各种切实可行的措施，减少电动机的各部分损耗，提高电动机的效率和功率因数。使电机工作在负荷率大于0.65 的状态下，负荷率K 低于0.3 时，更换相应的电机，或采取定子绕组星——三角的运行方式。
（3）变化负荷的调节。对于负载不稳定并且变动范围较大的电机，比如风机、水泵等，可选用变级调速电机、安装变频器调速器和液力耦合器、晶闸管串级调速等方法。合理选型，使设备工作在高效区内，80%满载时电动机的运行效果最佳。
结论
在供配电系统中，变压器数量和容量都很大，在运行过程中的电能损耗不容忽视，为节约电能，变压器节能设计和节能技术上是关键，认真分析配电变压器的经济运行所能采取的措施，保证配电变压器的运行损耗降至最低，做到能源不浪费，坏境又得到保护，做到一举多得，实现我国电能的合理利用。
【参考文献】
[1] 刘昌明. 建筑供配电系统安装[M]. 北京：机械工业出版社，2007，第6期，24-25页.
[2] 吴九龙建筑配电线路电气设计节能措施—城市建设2010，第2期，41-42页.
【关键词】建筑 供配电 节能
中图分类号：TE08文献标识码： A
前言
电能作为当今社会最主要的能源之一，随着工业用电和生活用电的迅猛增加，供不应求的局面日益显现，供需矛盾越来越突出。节能问题一直是我国发展国民经济的一项长远战略方针，节约电能是每一位电气设计人员必须认真考虑的问题。
一、建筑供配电系统节能设计内容
建筑供配电系统节能设计过程中， 其节能降耗设计主要内容主要包括以下几个方面：
1、供电系统节能优化设计
主要包括建筑系统用电负荷详细统计计算、供配电系统无功动态补偿策略、供配电系统谐波的综合治理方案设计、以及供配电系统中具体用电设备供电方案的优化节能设计等；
2、照明系统节能优化设计
主要包括照明供电系统的优化设计、照明灯具节能的优化选型设计、照明控制系统的优化设计、以及照明联动操控的节能控制系统的优化设计等；
3、电气设备用电方案的优化节能设计
主要包括电机拖动系统的优化节能设计、空调系统变频调速的优化节能设计、给排水系统的优化节能设计、以及深井电梯的回馈制能优化节能设计等；
4、新能源综合利用的优化节能设计
主要包括太阳能发电、风力发电、冰蓄制冷、水源热泵、热电冷三联供系统等再生能源系统的优化节能设计。
二、线路上的电能损耗分析及措施
1、线路损耗分析
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。
其公式为：△P=3I2pR
试中Ip----相电流
R----线路电阻
若芯线温度是70°C 的铜芯线每公里电阻R’=0.44 ，则R=0．1×0．44=0．044 。故在该线路上的有功损耗为：
△p=3×151．522×0．044≈3030．50 W≈3 kW
从上面的计算可以看出，线路上的功率损耗相当于每2 m 的线路上安装了一个60 w 的灯泡(3000÷(100÷2)=60)。
在一个大的工程中，如一个高档住宅小区、新建的工厂厂区等，线路纵横交错，线路总长度动辙数万米，线路上的总有功功率损耗是不容忽视的，减少线路上的能耗必须引起足够的重视。
2、减少线路损耗措施
线路上的电流是不能改变的，要减少线路损耗，只有减少线路电阻R：
R=p×L/S
式中P 为电导率；L 为导线长度；S 为导线截面积。
因此减少线路的损耗应从以下几方面人手：
(1) 选用电导率P 较小的材质做导线。铜芯最佳，但又要贯彻节约用铜的原则。
(2)配电室或配电箱应位于负荷中心，减少配电导线长度L，以减少来回线路上的电能损失。
(3)增大线缆截面S。对于比较长的线路，在满足载流量、动热稳定、保护配合和电压损失等条件下，可根据情况再加大一级线缆截面。假定加大线缆截面所增加的费用为M，由于节约能耗而减少的年运行费用为m，则M／m 为回收年限，若回收年限为几个月或一、二年，则应加大一级导线截面。一般来说，当线缆截面小于70 mm2，线路长度超过100 m 时，增加一级线缆截面可达到经济合理的节能效果。合理调剂季节性负荷、充分利用供电线路。
（4）合理选择线路路径以减小导线长度. 变配电室及配电箱应尽量靠近负荷中心，以缩短线路供电距离，减少线路损失。低压线路的供电半径一般不超过200 m，当建筑物每层面积不少于10000 m2时，至少要设2 个变配电所，以减少干线的长度。
三、建筑供配电系统节能设计措施分析
1、合理设计供配电系统及线路
（1）合理计算负载，保证三相负载平衡。由于三相负载的不平衡，往往会造成中性线电位偏移，使单相电压出现较大的偏差，使电器不能正常的工作，这个问题是电气设计过程中必须考虑的重要环节。
（2）采用分路供电及控制，区分负载性质。建筑内负载电器比较多，且各种负载对电源及接地要求各不相同，设计时应着重考虑分路供电。照明线路中的荧光灯等非线性负荷，产生的谐波会影响电气设备的正常工作，因此，计算机房的供电，应设计独立的供电系统，并且在回路中加设交流不间断电源，以防意外停电对设备造成严重的影响。建筑楼内应设置专门的配电室，实现对上述电路的集中控制，配电室位置应设置在靠近用电量大的区域，以减少线路的电能损耗。
（3）保护元件的选用。由于楼内各室负荷大小不一，仪器设备承载能力不同，所需的保护要求业不一样，为了起可靠的保护，需要采用上下级的电气保护系统.即在配电窒、各搂层、各室均装设保护元件。如果在各楼层、配电室及有大功率用电器的实验室，因负载大，电流大，当发生大电流短路时，空气开关分断能力往往不够，必须采用熔断器才能可靠分断。而一般情况下只需在各室装设带漏电保护的空气开关即可，发生脱扣时，一般人员即可恢复。
（4）布线合理，避免相互干扰。建筑楼内有多种布线系统，包括有供电线路布线系统、火灾报警及消防联动系统、保安监控系统、办公自动化系统、通信自动化系统、闭路电视系统等。在这里面有些是强电系统，有些是弱电系统，而弱电线路容易受强电线路的电磁干扰，造成信号模糊、噪声大，甚至不能正确使用。
2、功率因数的提高
提高系统的功率因数能改善电压质量，减少无功在线路上的流动，提高用电设备的工作效率，从而达到节能的目的。
（1）提高自然功率因数
当自然功率因数提高时，补偿设备和投资都，这是最经濟的提高功率因数的方法。对直流设备的供电和励磁，采用硅整流或晶闸管整流装置取代交流机组、汞弧松流器等直流电源设备。
（2）采用并联电容器进行无功补偿
电容器具有产生超前无功电流的功能，这是可以对滞后无功电流进行抵消，以此实现提高功率因数，减少系统无功电流的目的。在具体设计中，大多采用低压屏集中补偿和分散就地补偿相结合的方式。
3、变压器的选择
（1）合理选择变压器
在选择变压器时，由于变压器年有功电能损耗与变压器运行负荷率的平方成正比，因此需要按经济运行的负荷率来定。负荷率越小，则年有功电能报耗就越小，同时变压器的长期工作负荷率要充分的考虑经济运行，一般不超过$50。
（2）对变压器的台数进行合理选择
对于分期投产负荷或季节性负荷宜采用多合变压器力案，如冶金变电所，其现有变压器容景为1250kY·A 可改为2*630kV·A，以免袋载运行增大损耗。选用节能型变压器节能变压器就是空载、负载损耗相对较小的变压器。如SCRB10--630kV·A/10kv 变压器的铁拟和铜损比s7-1250kv·A/10kV 变压器分别低8%和25%。
4、电动机节能设计
（1）电动机的选用。选用高效能的节能型电动机来替代高耗老电机，比如Y、YZ、YZR系列高效节能电动机，其能效应符合现行国家标准《中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价值》GB18613 节能评价值的规定。
（2）减少电动机的损耗。采取各种切实可行的措施，减少电动机的各部分损耗，提高电动机的效率和功率因数。使电机工作在负荷率大于0.65 的状态下，负荷率K 低于0.3 时，更换相应的电机，或采取定子绕组星——三角的运行方式。
（3）变化负荷的调节。对于负载不稳定并且变动范围较大的电机，比如风机、水泵等，可选用变级调速电机、安装变频器调速器和液力耦合器、晶闸管串级调速等方法。合理选型，使设备工作在高效区内，80%满载时电动机的运行效果最佳。
结论
在供配电系统中，变压器数量和容量都很大，在运行过程中的电能损耗不容忽视，为节约电能，变压器节能设计和节能技术上是关键，认真分析配电变压器的经济运行所能采取的措施，保证配电变压器的运行损耗降至最低，做到能源不浪费，坏境又得到保护，做到一举多得，实现我国电能的合理利用。
【参考文献】
[1] 刘昌明. 建筑供配电系统安装[M]. 北京：机械工业出版社，2007，第6期，24-25页.
[2] 吴九龙建筑配电线路电气设计节能措施—城市建设2010，第2期，41-42页.