高校建筑电气节能设计

高校建筑电气节能设计

摘要：电力系统是促进国民经济发展的重要能源，高校建筑的电气设计在不影响大学正常教学和使用的前提下，也应遵行厉行节约的设计原则。下面我们结合高校电力负荷使用的特点，来商榷和探讨高校建筑电气的节能方式和方法。

关键词：大学校园；节能设计

abstract: the power system is an important energy to promote economic development, electrical design of university buildings comply with the design principles of austerity in the premise does not affect the normal teaching and use of the university should. here we combine the characteristics of the university power load, open to question and explore the ways and means of university building electrical energy.

key words: college campuses; energy efficient design 中图分类号：tu111.19+5文献标识码：a文章编号：a

引言

近几年，随着世界能源的不断使用和迅速减少，世界各国对能源和发展尤为关注。而目前国内的建筑工程，包括智能楼宇、住宅楼和校园建筑，都会更多地从舒适、安全、安逸的角度来进行电气设计，从而忽视了高校和其它建筑的电气节能方面的潜力，给校园造成了一定的浪费。其实，在校园的电气设计里有许多可以节能、

减少电力成本和损耗的潜力可挖。

1.大学用电负荷的特点

（1）动力负荷少，照明灯较多

因为教研室和图书馆等校园场所长期使用照明，且电源的电压质量较差，所以照明系统的耗电量较大，灯具过热现象比较严重。

（2）高校里的实验室、机房和图书馆、多媒体活动中心等场所的中央空调长期满载运行，影响中央空调的使用寿命。

（3）高校电力系统的静负荷多，负载波动和中性点的偏离都不大，较大负荷的设备使用率低，变压器长期处于轻载状态，因此耗能损失较大。

（4）高校的电力负荷集中，负荷的中心点较多，有一部分是一级负荷。

2.高校电气设备的节能设计

2.1.高校变压器节能设计

节能减排是长期执行的国策，变压器是高校供电系统的重要设备，本身是能耗的大户，约占网损的50%以上，因此变压器的节能设计格外重要。

变压器的损耗包括铜损和铁损。铁损就是变压器的铁心损耗。铜损就是变压器的线圈损耗。其中铁损包括涡流损耗、磁滞损耗和剩余损耗。当校园的变压器空载运行时，变压器的损耗就是铁损，其大小基本等于整个校园的电力损耗。

变压器的节能设计可从以下几个方面考虑：

（1）降低变压器的材料消耗。如变压器的钢材、硅钢片和绝缘材料、变压器油等都是构成变压器所必须的材料，这些材料要消耗线路大量的电力能源，如果节省并合理选用这些材料和介质，可间接地节约能源。

（2）为减少变压器损耗，应尽量选用铜材或者采用换位导线等措施，为降低变压器的空载损耗，降低磁密，应尽量选用冷轧的硅钢片，在允许的条件下，尽量选用薄一些的硅钢片。

（3）选用节能变压器。时下的s11和s10系列变压器很好地继承了传统变压器的优点，并为节能要求而“量身打造”，它具有良好的节能特性，节能效果显著，可作为校园的总变压器。此外，在设计时，变压器的接线方式要选择合理，要尽量平衡大学校园的用电负载，注意不要让变压器的温度过高，否则都会增加变压器的损耗。

（4）再次，在设置变压器的位置时，要尽可能把变压器放在负荷的中心，这样不仅可以节省电缆，而且还会降低线路的压降，减少线路故障的机率，同时还提高了电能的质量和功率因数。

（5）最后，应选择合理的变压器容量和台数。通常变压器的容量，都是根据现场用电的总功率来确定的。变压器容量选择太小，则会使变压器满载或过载运行，减少变压器的寿命；选择太大，变压器处于轻载运行，则过于浪费电力资源。通常要留20%的余量，而校园建筑电气留10%的冗余就足够了。选择时，要充分考虑扩容的需要，如选则太小，而增加变压器进行再投资，就浪费了。因为

校园里有一级负荷的存在，所以一般也要有2台及以上的变压器。并可使两台变压器并联运行，这样增加了电力系统的稳定性和安全性，从节能效果来说也大大提高了一步。

2.2.提高系统的功率因数

功率因数是反映电力系统的负荷特性的一个特征量，它与节能是密切联系的。功率因数保持并控制在较好的水平，系统的无功功率就大，电能的转化率就高。目前，提高功率因数的方法有：一是提高用户的负载率，如果有动力电气设备，比如电机，应在保证设备稳定运行和正常转速的条件下，选择少电极的电机。因为极数较少的电机起动转矩较大，起动时的电流也很大，所以机械设备会在最短的时间内达到正常运转，这样效率就会提高，节省电能的开销。也可以让电机采用变频控制，这样在电机负载很小的时候，功率因数就会提高。当负载率保持在0.7附近时，节能变压器的一次侧功率因数最高。

其二是在低压电力系统中加入电容柜，来补偿无功功率。一般来说，它的无功功率应选择在变压器的20%－30%，这样不仅功率因数提高了，而且电力系统也会保持稳定。

2.3.电力电缆的选择

电力电缆是传送电能的重要环节，在高校校园里，输电线路占总的电力投资比较大，尤其许多线路长期使用后，维护量也很大，所以电力电缆的选择尤为重要。

电缆的截面选择一般按照经济电流密度选择和持续允许电流选

择。在本年负荷最大的使用小时数一样的情况，按前者选择电缆一般要比按后者选择的电力电缆的截面要大，这样对于节约金属的使用量来说很不利。比如说在校园电缆、电线的线路较长的条件下，校园的照明配电箱的计算电流是45a，选择这个配电箱的上级低压断路器的额定电流是63a（天津津低系列产品），按照持续允许电流计算确定电缆型号规格是yjv—1kv—5x16，按经济电流密度进行选择，电缆的型号是yjv—1kv～4x35+1x16，可以明显看出按经济电流密度选择的电缆截面要相对大，而且不是大一级，中间还有25

平方的电缆截面，价格差的较大。

此外选择电缆时，因为现在铜电缆确实比铝电缆价格贵很多，所以也有许多学校都买铝电缆，其实从电力电缆的长期稳定运行、安全和节能方面考虑是不可取的。尤其大学校园的电缆一般不会选择太大的截面，铜电缆比铝电缆不会贵太多，所以推荐使用铜电缆。

2.4.高校照明的节能设计

照明装置本身的功率不是很高，但是它的使用率比其它动力设备要高很多，尤其大学校园的教研室和实验室在白天要一直开机，晚上也要到23点左右。而且校园里的照明设备比较多，所以在高校里照明的节能设计占的负荷比重很大，是高校建筑电气节能的又一关键环节。

一、选择合理的配电箱及其设备

目前，市面上有节能型的照明配电箱，虽然价格比一般配电箱贵些，但是基于长远使用的考虑，还是选择节能型的照明配电箱为