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优化电气设计 有效节约建筑电能
 
我国能源危机日益突显,节约能源,降低电耗,已经刻不容缓。据不完全统计,我国建筑耗能占全社会非工业总能耗的46.7%,建筑物使用过程中的能耗占全社会总能耗的27.7%。建筑领域如何开展节能?不断优化建筑电气设计方案成为工业和民用建筑电气设计的焦点。
  要遵循节能三原则
  专家认为,做好建筑电气的节能设计,应遵循以下三个原则。一是满足功能要求。满足建筑物照明的照度、色温、显色指数;满足舒适性空调的温度及新风量,也就是舒适卫生;满足上下、左右的运输通道畅通无阻;满足特殊场合及工艺要求。二是考虑经济效益。节能应根据实际情况考虑经济效益,不能引发过高投资,增加运行费用。应该让增加的投资在几年或较短的时间内能够用节能效益进行回收。三是节省无谓消耗。节能的着眼点是节省无谓消耗的能源。要对与建筑物功能无关的能量消耗的存在原因进行分析,从而采取节能措施。
  实验显示,从变压器容量和台数的选择、供配电系统的设计、电动机的选择与使用、提高系统的功率因数等方面进行优化设计,节电效果显著。
  优化供配电系统设计
  变压器的节能。专家具体分析说,变压器的损耗分为有功损耗和无功损耗。有功损耗包括铁损和铜损。无功损耗由两部分组成,一部分是由励磁电流即空载电流引起的损耗,它与铁芯有关,而与负荷无关。
  变压器节能也就是降低变压器的损耗,目前主要采取以下措施:一是合理选择容量和台数。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,对负荷进行合理分配,选取容量与电力负荷相适应的变压器,使其工作在高效区。二是选用节能型变压器。三是加强运行管理。在负荷变化的情况下,如投运变压器的台数和容量不变,其负荷率和运行效率都将发生变化。因此,要根据负荷变化规律及时投切部分变压器,防止变压器轻载运行。
  供配电系统节能。从电网到各个用电设备,必须通过高、低压线路传输电能,这就构成了供配电系统。电能在变压输送过程中将形成损耗,这部分损耗称线损或电损。根据有关规定,线损率要求为:一次变压不得超过3.5%;二次变压不得超过5.5%;三次变压不得超过7%。
  因此,供配电系统节能措施需要注意两点:一是合理设计供配电系统。根据负荷容量、供电距离及分布、用电设备的特点等因素,合理设计供配电系统和选择供电电压。供配电系统应尽量简单可靠,同一电压供电系统的变配电级数不宜超过两级。变电所或变压器应尽量靠近负荷中心,以缩短供电半径,减少线路损耗。二是提高功率因数。提高用电设备或线路的功率因数可减少线路损耗。提高功率因数的措施为:通过技术改进,减少供用电设备的无功消耗,提高设备的自然功率因数;采用加装调相机或并联电容器进行无功补偿。
  电动机的节能。减少电动机电能损耗的主要途径是提高电动机的效率和功率因数。具体包括:一是采用高效率电动机。从电动机的内部结构分析,可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。采取各种减少损耗的措施后,高效电动机的总损耗要比普通标准电动机减少20%~30%,其效率也可提高3%~6%。另外,普通高效电动机的价格比一般电动机高20%~30%,设计时要全面考虑资金回收期,计算出投资回报率。二是根据负荷特性选择电动机。对原有设备使用的电动机,要进行必要的测试与计算,结合它们的工作环境及负载特点,选用适当的电动机取代“大马拉小车”的电动机,提高其运行的效率和功率因数。三是适当降压运行。对经常处于轻负荷运行的电动机,应采用三角星型切换装置,将三角形接法的电动机改为星形接法,可以达到良好的节电效果。四是就地无功补偿。对输电线路较长的电动机应进行就地无功补偿。此举对改变电动机及线路的低功率因数运行状态、减少线路损失、提高变压器负载率有着明显的效果。五是灵活应用变频调速。必须根据工艺特性,全面掌控负荷变化动态,科学调节电动机的转速。机械类设备并配带交流电动机的调速分为四种形式:变极、变频、变转差率、液力耦合。这些设备中,风机和水泵实施调速节能的效果较好,并且尤其以采用变频调速为最佳的节能调速方案,其节电效果最明显。
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