民用建筑配电系统节能降耗设计略论

民用建筑配电系统节能降耗设计略论
设计民用建筑配电系统时，除满居民基本的的生活用电需求外，还要考虑到特殊情况下的用电需求，所以要多方面、大范围地进行合理有效地设计，提供居民一个安全稳定的用电环境。

越科学合理的配电系统设计，就越能确保建筑物用电设备功能的正常发挥和电能资源的充分利用，达到节能降耗的效果。

1.民用建筑供配电系统电气节能设计基本原则
1.1要满足建筑物内部电气系统功能正常发挥
供配电系统节能设计过程中，要以满足建筑物内部电气系统功能正常发挥作为设计方案的基本前提，如供配电系统要满足建筑物内部各类风机、水泵等机械动力设备系统、电气设备系统、照明系统、以及消防报警安防系统安全可靠用电需求；要满足照明房间或场所的照度、色温、显色指数等技术要求；要满足中央空调系统、通风空调系统基本温度、湿度用电需求；要满足电梯等电机拖动系统安全用电需求。

满足建筑物功能安全稳定、节能经济的高效正常发挥是建筑供配电系统节能设计必须遵守的基本前提。

1.2要综合考虑供配电系统运行经济效益
在供配电系统节能设计过程中，不要一味追求设计阶段的节能效果，而忽略了系统后期运行维护费用。

要从设计、施工、运行维护等方面，综合考虑供配电系统节能设计方案的实际经济效益。

应综合考虑运行维护期间长期的节能降耗措施，使设计阶段增加的少量额外投资，能在几年或较短时间内就能通过合理的节能降耗措施相抵扣，从而有效提高设计方案的节能经济效益。

1.3要用发展眼光进行供配电系统节能设计
设计方案的节能效果要从长远发展眼光着手，要从建筑物后期扩建、周围环境、以及电气系统投运后功能、性能等方面考虑，在设计方案中始终贯彻经济、合理、技术先进、材料新型、以及设计方案不会短期落伍等设计理念，精心考虑、详细计算、以及仔细斟酌供配电系统节能设计方案中的具体设计细节，确保整个设计方案具有较高节能经济性。

2.建筑供配电系统节能设计技术要点
2.1配电系统节能设计
2.1.1优选高效节能型配电变压器
配电变压器是建筑供配电系统中的核心设备，其节能优化设计是建筑电气节能至关重要的环节。

在节能优化设计过程中，要优选节能型配电变压器，如S11、S13 等，节能型配电变压器用卷铁心改变常规叠片式铁心结构，这样可以大大降低磁阻，其空载电流可以减少约60%-80%，大大提高了配电变压器电能转换效率，提高了供配电系统电能功率因数，降低了供配电系统线损，使配电变压器空载损耗降低约20%-35%，节能效果十分明显[1]。

建筑供配电系统中，配电变压器是重要的电能转换和分配设备，但其自身又是一个能源消耗设备。

因此，合理选择变压器容量和型号是提高配电变压器电能转换效率、降低运行能耗的重要措施。

在电气节能设计时，应根据实际负荷需求，按照略高于变压器最佳负荷率来确定变压器容量，通常应设置负荷率在70%左右较为经济合理。

另外，配电变压器选型时，应优选空载、负载损耗相对较小的节能型配电变压器[2]。

例如对容量为315kVA的配电变压器而言，S13系列与S7系列配电变压器相比，其负载损耗由4795W有效降低到3650W；其空载损耗由766W有效降低到340W，也就是节能型配电变压器其节能降耗效果十分明显。

2.1.2合理选择无功补偿策略
在对建筑供配电系统设计时，对配电系统选择合理无功补偿策略，可以有效提高配电系统功率因数，降低系统线损，达到节能降耗的目的。

高层建筑供配电系统中单相负荷主要包括：照明、家用电器、办公设备、以及计算机等设备；而三相负荷主要包括：电梯、水泵、风机、集中空调等设备。

实际工程设计统计资料表明，对采用集中空调的大型公共建筑而言，大约40%-60%以上属于单相负荷；而对于居民住宅、或采用分体空调的建筑供配电系统而言，单相负荷所占比例可以高达80%-90%以上，且在实际应用过程中，因消防水泵、潜水泵、地下室防排烟风机等大功率三相机电设备通常处于闲置不用状态，此时单相负荷所占比例就会更高。

建筑物中低压配電系统的无功补偿方式主要是在变电所内进行集中补偿，并采用三相共补和单相分补等无功补偿措施来提高供配电系统功率因数[3]。

由于“单相分补”投资较大，通常要比“三相共补”增加投资约20%-30%。

因此，建筑供配电系统节能设计过程中，要根据建筑物三相用电实际情况，并从技术经济等方面进行综合考虑，合理设计“单相分补”或“单相、三相相互结合共补”的无功补偿方式。

2.1.3合理确定变配电所位置
建筑供配电系统中变配电所的位置，应考虑尽量布设在靠近负荷中心位置，且便于设备运输，尽量避免多尘、高温、有剧烈震动、有爆炸和火灾危险、以及环境潮湿等不利场所[4]。

2.1.4合理选择电缆经济截面
在电缆型号选择时，应优选电阻率较小的铜芯线缆；应合理布设电缆走向，节省线缆敷设长度。

对于长期处于载流工况的电缆截面应适当放大一级，以便于与保护装置配合和为建筑后期设备技术更新升级提供便捷有利的整改条件。

2.2建筑照明系统节能设计
对于荧光灯、高强度气体放电灯等灯具选择时，其灯具效率应严格GB50034-2013《建筑照明设计标准》中第3.3.2条中的技术要求，严格控制照明设计节能降耗等技术指标。

智能化照明控制系统的采用是高层建筑照明工程节能控制的重要技术措施，将智能调控技术与照明功能模式有机结合，不仅可以大幅度提高照明质量，提高照明系统人性化服务水平；同时还可以根据内部智能分析，制定高效经济的调控策略，使照明调控更加精细准确，有效提高照明系统能源转换效率，达到节能降耗目的。

2.3电机拖动系统节能设计
电机耗电大约占整个建筑耗电的90%以上，而且大多数电机其电能利用效率较低，存在很大的节能降耗潜力。

对于200kW以下从经济角度应优选低压电机，对于355KW以上只有高压电机。

而对于200-355kW范围电机，应从技术、经济、运行能耗等多个角度进行综合评估，以选取合适的电机功率。

另外，随着电力电子元器件价格不断降低，以及变频调速控制技术日趋完善，应结合建筑电机拖动系统的实际情况，采用变频调速、软启动等先进控制措施对电机拖动系统进行节能降耗技术升级改造，以达到节能降耗的目的。

3.结束语
节能降耗已经成为了现代社会发展的主要潮流，在建筑供配电系统设计方面，更要体现出节约用电的设计理念，这对国民经济的发展有重要的影响。

在对民用建筑进行配电设计时，在考虑到供电稳定可靠的前提下，要最大程度的降低能源的损耗，采用经济合理的方式进行配电设计，实现节能的思想理念。

【参考文献】
[1]孙权.配电网降损节能的主要对策[J].民营科技，2011，53（12）：186.
[2]刘昌明.建筑供配电线路的节能设计[J].四川建筑科学研究，2011，51（01）：257-259.
[3]刘钧法.节能型低压配电系统设计探讨[J].科学之友，2011，1000（04）：159+163.
[4]时海仙，高俊萍.配电网节能降损研究[J].科学之友，2011，1000（23）：142-143.。