建筑电气供配电系统的节能设计

建筑电气供配电系统的节能设计

摘要：处于低碳发展的新形势下，建筑电气设计也需不断优化创新，而供配

电系统作为电气设计中的关键一环，也应从节能角度入手加强优化设计，在保证

系统运行效率的同时，减少能源消耗量。在建筑电气供配电系统的节能设计中，

需全面贯穿低碳理念，始终依照实况去构建供配电系统，合理配置电气设备及配

电线路，增强系统运行中的节能效果。本文就主要围绕建筑电气供配电系统的节

能设计进行深入研究及讨论，以供参考。

关键词：建筑工程；电气供配电系统；节能设计

1建筑电气供配电系统节能设计的重要性

在我国提出持续发展的理念后，各个行业都在积极探索适合自身的低碳发展

路径，建筑电气设计中也需始终以现代节能理念为主导，增强系统运行能力，减

少能源消耗，经过节能设计的供配电系统，一方面要充分满足建筑用电需求；另

一方面还需有效控制系统运行损耗。在选择及应用用电设备的过程中，需对其运

行效率、功能作用、能耗量进行综合分析，对比分析多个类型的电气设备，从中

选出最为适合的型号，结合电气供配电系统的运行要求，优化配置用电设备。在

设计建筑电气系统的方案前，需先明确建筑动力负荷用电需求，提高系统运行效

率及安全系数，同时需结合掌握的参数及资料，准确计算电气负荷，对功率补偿

进行优化设计，有效控制谐波，促使建筑电气设计既要满足运行需求，也要保证

运行中的效率及实用性，由此实现节能减碳的目标。

建筑电气供配电系统的节能设计中，需配备型号适宜的电气设备，由此提高

系统运行效率，降低实际损耗。其中的电力变压器至关重要，在节能设计中需确

保配备的变压器能效达到对应的等级标准，提高其容量的适宜性，规避变压器长

时间的空载或低负载运行情况。如果供配电系统中设有一二级负荷，变压器数量

在两台以上时，需确保每台变压器的容量都与标准的负荷要求保持一致，这样当

其中一台变压器出现故障问题时，其他变压器仍能够保持正常运行。一般情况下，

无论是照明还是动力负荷，可同时处于一台变压器中发挥作用，当房屋建筑工程

的照明要求高时，则要为其配备单独的专用变压器。同时还需参照设计中的规定

要求，准确选择电动机，具体要根据电动机的额定功率，配备适宜型号的高压电

动机，合理设置电动机启动调速模式，提高系统运行效率。因此，在低碳背景下

加强建筑电气供配电系统的节能设计至关重要。

2建筑电气供配电系统的节能设计要点

2.1优化设计电气系统方案

在建筑电气供配电系统的节能设计中，需根据整体设计思想，对电气系统的

方案设计进行同步优化，匹配适宜的电压，尤其是在明确电源引入端供电电压的

过程中，需对各项可能出现的影响因素进行综合分析，要准确掌握当地电网的具

体情况、供电回路数量，以经济性原则为主导，保证电气供配电系统的运行效率。还可利用智能控制系统实现对电气设备的智能控制和管理，通过传感器、定时器、自动调光等功能，实现对照明、空调、通风等设备的自动化控制，提高能源利用

效率，尽可能的选择高效节能的电气设备，如高效变频器、节能电机等，确保这

些设备能够在运行时根据实际需求自动调整能耗，降低能源消耗。在电气线路的

设计中，合理规划电缆的截面积、长度和布线方式，能够减少线路的电阻和电压降，降低线路能量损耗。

在建筑电气供配电系统为合集时，需结合规范或标准，将变电所设置在负荷

中心或贴近大功率用电设备的区域，缩短供电半径，减少电能传输中的能耗量。

当建筑工程中设有多个负荷中心时，则要对比分析技术方案，从中选出最为适宜

的位置建设变电所。在常规性的工程项目中，民用建筑的低压供电半径需约束在300m内，如果超出该范围，则可能产生电压损失，保护开关的功能发挥也会受到

限制，易出现线路的末端短路问题。在超高层建筑中也是如此，应从多个方案中

选出最具经济性的方案，合理设置变电所位置。除此之外，在选择设备型号时，

需以三相对称用电设备为主导，如果存在多个单相设备，则需将单相负荷均匀分

布于三相上，保证其均衡性，并将不平衡度控制在15%内。

2.2准确计算电气负荷

建筑电气供配电系统的节能设计中，电气负荷计算是较为重要的一项工作，

其具体的计算方式在不同阶段也有所差异。在计算前应收集建筑的用电数据，包

括各个用电设备的功率、使用时间、负载特性等信息，可以通过设备的技术参数、设备厂家提供的数据、实际测量等方式获取。而后根据建筑的功能和用途，对各

个用电设备进行分类和识别，同时应结合用电设备的功率和使用时间，计算各个

设备的用电功率，对于周期性工作的设备，如电梯、空调等，需要考虑设备的平

均使用时间和负荷特性。除了设备的基本功率外，还需要考虑负荷因素，如峰值

负荷、功率因数、谐波等，峰值负荷是指在一段时间内的最大负荷需求，需要根

据实际情况进行估算或测量。例如电气系统的方案设计中，可运用单位指标法计

算电气负荷，明确变压器的数量及容量。在绘制施工图时，则需运用系数法进行

电气负荷的计算。

2.3加强功率因数的补偿设计

在电气供配电系统的节能设计中，功率因数补偿与节能效果之间存在较强的

关联性，通过设置合理的功率因数补偿，可提高系统运行效率，减少变压器运行

环节的能耗量，全面提升功率因数，实现对无功电流的科学把控，将变压器电流

降低。在功率因数补偿设计中，需围绕变配电系统的实况优选更为适合的补偿方式，设计前需先明确所需的功率因数目标，再根据建筑电气系统的用电设备和负

荷特性，进行功率因数的评估，可以通过测量或设备厂家提供的数据，计算系统

的功率因数，如果系统的功率因数低于目标值，就需要进行补偿设计。而后根据

系统的负荷特性和功率因数情况，确定合适的补偿方式，计算所需的补偿容量，

可以使用功率因数补偿计算公式，考虑系统的有功功率、无功功率和功率因数等，提高计算结果的准确性。除此之外，还需根据补偿容量和补偿方式，配备合适的

补偿装置，对于并联补偿电容器，需要确定合适的容量和数量，考虑电容器的额

定电压和额定电流等参数；对于串联补偿电感器，需要确定电感值和数量；对于

自动补偿装置，需要选择合适的设备并进行配置。

2.4加强对谐波的优化控制

建筑电气供配电系统的节能设计阶段，要想实现设计目标，就需加强对谐波

的优化控制，消除谐波对系统正常运行的不良影响，以免出现危害性的过电压、