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公共建筑电气节能设计措施

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-04-29  来源:《电气&智能建筑》  作者:汪 敏
  我国人口众多,是个能源消费大国,但拥有的能源相对短缺,而我国目前许多行业的能源浪费比较严重。随着国民经济的飞速发展,作为二次能源的电能需求越来越大,如何合理地利用电能,节约电能,降低电能消耗,用最少的投入去获取最大的经济效益,对促进国民经济发展具有十分重要的意义。本文就公共建筑电气节能设计措施进行探讨。
 
  1 供配电系统设计
 
  1.1 配电级数
 
  根据负荷容量、用电设备特性、供电距离及用电设备分布特点、当地公共电网现状及发展规划等因素,经经济技术比较,合理设计供配电系统和选择供电电压,并且供配电系统应尽量简单可靠。同一电压等级的配电级数,高压20kV(10kV(6kV))不宜多于两级,400V低压不宜多于三级。
 
  1.2 供电电压
 
  合理选择供电电压。根据负荷情况合理选择变压器容量、台数,其接线应能适应负荷变化,按经济运行原则灵活投切变压器。同等情况下,电压越高,损耗越小。民用建筑用电设备电压等级大部分为交流220/380V,但一些大型或特大型的公共建筑的空调主机为了达到节能目的,可以选择10(6)kV的制冷设备,单台容量大于500kW的电动机宜采用中压供电。
 
  1.3 供电半径
 
  根据负荷的容量和分布,变电所应靠近负荷中心,低压配电间应靠近电气竖井,竖井的位置和数量应根据建筑物规模、用电负荷性质、各支路供电半径及建筑物的变形缝位置和防火分区等因数确定,并应靠近用电负荷中心。超高层建筑根据负荷分布情况在建筑避难层设置供电分变电所。合理分布供电网络,合理选择供配电路径,避免迂回供电,使低压供电半径控制在200m以内,供电线路的电压损失满足规范的允许值。末级配电箱设置在其配电范围的负荷中心位置,其供电半径宜控制在50m内。
 
  1.4 三相平衡
 
  配电设计时尽量使三相负荷达到平衡,最大相负荷不超过三相负荷平均值的115%,最小相负荷不小于平均值的85%.可采用移相平衡法或容抗平衡法来改善系统的平衡,以减少因不平衡带来的最大相的多余损耗。
 
  1.5 无功补偿
 
  对于10kV及以上电压供电的公共建筑,其供电进线处的功率因数不应低于0.95,对于采用低压(AC220/380V)供电的公共建筑,当用电装机容量在100kW及以上时,其低压供电进线处的功率因数不应低于0.9,无功功率补偿装置宜设置在负荷侧。无功补偿应采用智能型免维护成套自动补偿装置,无功补偿装置应具过零自动投切的功能,具有抑制谐波和抑制涌流的措施。低压无功补偿应采用分相补偿或混合补偿,采用混合补偿时其分补容量不应小于总容量的40%.
 
  2 合理设计节能变压器
 
  变压器发明已有一百多年的历史,目前多数情况下,电能的电压等级自发电站到用户至少要经过5级变压器,方可送到低压用电设备(380V/220V)。我国变压器的总损耗占系统发电量的2%~3%,因此节能变压器的使用势在必行。减少变压器的有功损耗按下式计算:
  △P=△P0+(SC/Sr)2△Pk
  式中:△P—变压器有功损耗(kW);△P0—变压器空载有功损耗(kW);△Pk—变压器满载有功损耗(kW);SC—变压器计算负荷(kVA);Sr—变压器额定容量(kVA).
 
  △P0作为变压器空载损耗又称铁损,它是由铁芯涡流损耗和磁滞损耗组成,其值与铁芯材料及制造工艺有关,与负荷大小无关,所以在选用变压器时最好选择节能型变压器。油浸式变压器应选用11型及以上节能变压器,干式变压器应选用10型及以上节能型、低损耗、低噪音变压器,联结组标号宜采用Dyn11.变压器自带强迫通风装置。
 
  △Pk是变压器满载有功损耗又称变压器短路损耗,它取决于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小,并与负荷率的平方成正比。因此在设计选择变压器时应选用阻值较小的绕组,如铜芯变压器。β2△Pk用微分求它极值时,是在β=50%时每千瓦的负荷,此时变压器的能耗最小,但在β=50%负载率时仅减少变压器的线损,并未减少变压器的铁损,因此也不是最节能的。综合初装费,变压器、高低压柜、土建投资及运行费用,又要使变压器在使用期内预留适当的余量,变压器最经济节能运行的负载率一般在75%~85%之间。
 
  在选择变压器容量和台数时,应根据负荷情况,综合考虑投资和年运行费用,对负荷合理分配,选取容量与电力负荷相适应的变压器,使其工作在高效低耗区内。
 
  3 电气设备节能及可再生能源利用
 
  (1)电气设备节能   
 
  应采用配备高效电机及先进控制技术的电梯。自动扶梯与自动人行道应具有节能拖动及节能控制装置,并设置感应传感器以控制自动扶梯与自动人行道的启/停。单台电梯应具有集选控制、闲时停梯操作、灯光和风扇自动控制等节能控制措施。多台电梯集中排列时,应具有按规定程序集中调度和控制的群控功能。
 
  风机、水泵应采用高效节能产品,并根据风机、水泵的容量大小、实际使用状况、初始投资等采取相应的节能控制措施。
 
  (2)可再生能源利用
 
  根据当地的气候和自然资源,充分利用太阳能、地热能等可再生能源,如太阳能热水系统;地源热泵空调系统;太阳能光伏发电系统/光诱导系统等。
 
 
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