摘要：科学技术的发展迅速，我国的建筑行业的发展也有了质的飞跃。建筑行业是传统的能源消耗型领域，而变压器不仅是建筑工程电气系统中的重要组成部分，同时也是产生能源损耗的关键环节之一，其在输配电系统中的电能损耗在总损耗量的占比能够达到40%~50%左右。所以必须采取有效的节能设计方法，根据建筑电气系统的实际情况，合理选择节能型变压器设备和容量，并通过优化变压器的运行方式、无功补偿以及抑制谐波等方式来减少变压器对电力能源的损耗，提高建筑电气系统的整体节能效果。
关键词：建筑电气设计；变压器；节能分析讨论
引言
现阶段随着我国城市化进程的加速，各个城市中的住宅小区数量在快速的增加，住宅小区的能源消耗能力也在逐步的提升，面对这一现状，采取有效的手段降低住宅小区的能源消耗水平具有非常重要的现实意义。在实践的过程中通过优化住宅小区的电气设计进而实现节能是可行的策略。本文简要地论述了建筑设计的基本概念，介绍了建筑电气设计的基本原则以及现阶段在实践之中已经得到较为广泛应用的几种建筑电气节能技术。
1概述建筑工程电气系统中的变压器节能设计
建筑工程电气系统变压器节能设计的主要目的是在保证电气系统正常运行的基础上降低变压器的损耗。通常变压器能效包括静态能效以及动态能效两部分。其中静态能效主要是变压器设备在加工制造过程中通过新技术工艺和新材料的应用来使其固有损耗降低。而动态能效则主要指的是变压器设备运行中受相关动态参数因素的影响而产生的损耗。目前在大多数建筑工程电气系统末端中广泛使用了容量较大的变压器（2000kVA容量级以上），电压等级10kV的变压器设备，此类变压器设备在运行过程中会产生大量的电能损耗，因此是建筑电气节能设计中的重点环节。而变压器的节能效果也将直接关系到建筑工程整体电气系统节能设计水平，对建筑行业的可持续性发展也具有十分重要的意义。
2建筑电气设计中节能降耗的重要性
为切实有效降低建筑电气能耗，在建筑电气设计期间，借助多种方法及技术，对建筑电气的节能标准来严格落实，就是建筑电气节能设计的主要内容。其根本实质就是在满足建筑电气使用功能的前提下，最大程度降低建筑电气的能源消耗，提高能源的利用率，达到节能减排的目的。目前，我国能源相对紧缺，在工业化水平、城市化水平逐渐提高背景下，环境污染、实际能源利用率低等问题不断出现。有关研究表明，建筑能耗在社会总能耗中占有比较大的比重，并且这样的占比不是静止的，在我国经济发展水平的提升的影响下，建筑能耗所占的比例也在不断上升。在建筑节能中，电气节能占据着重要一部分，如今，在国民经济的快速发展下，建筑领域的电力设备增长速度远远超过了发电设备的增长速度，导致建筑能源供求的矛盾日益凸显，建筑电气设计中的节能降耗也就越来越重要。
3建筑电气设计中的变压器节能分析
3.1变压器容量的合理选择
设计人员应根据建筑工程中电气系统的实际荷载以及等级来合理选择变压器设备的台数和容量，并在保证满足所有用电负载正常运行的基础上，提高容量设计的经济性。在设计实践中，如果建筑工程的电气系统主要为三级负荷时，设计人员可以只配置1台变压器设备；如果建筑电气系统的负荷达到了2级以上时，则应配置2台以上的变压器设备。同时设计人员还要根据建筑功能来合理区分生活区负荷以及动力负荷，以确保其运行的稳定性。如果建筑电气系统中存在不同计量等级负荷时，则应分别设计相应的变压器设备。
此外，当用电内负荷需要远距离输电或者负荷为关键节点时，设计人员则应采取专门设置具有一定独立性的变压器设备的方式来确保其供电的稳定性。当变压器台数确定后，设计人员还应通过TOC等先进的算法来对变压器设备的具体经济容量进行计算分析，从而减少变压器的空载损耗，实现变压器节能设计的目的。
3.2节能型变压器设备的合理选择
在建筑电气设计中，设计人员首先要根据电气系统内所有用电设备的实际需要来选择变压器的型号，以保证电能输出的质量和稳定性，在此基础上要尽量选择节能效果比较好的变压器设备。根据我国现行标准，S13以上型的变压器系列设备为节能型产品，其能效等级和能效限定值等指标参数均能够达到节能要求。在各种节能变压器设备中，超导变压器以及非晶合金型设备是目前节能效果比较理想的变压器产品。所谓非晶合金也就是高温钢水在极短时间内迅速降温后，其原子在急速固化作用下而产生的无序排列，从而形成了非晶态合金材料，这种材料由于结构特殊，因此其软磁特性十分突出，而利用非晶合金材料生产的变压器设备能够有效减少对电能的损耗。与传统变压器相比，非晶合金变压器的空载损耗能够降低60%~80%左右，节能效果十分明显。不过由于非晶合金设备的生产成本较高，因此在实际设计中必须充分考虑其价格因素和经济性。设计人员应综合分析其在全寿命周期的购置成本、运行成本以及节能效果等因素，并结合建筑工程的具体情况来合理选择相应的变压器设备，以实现节能设计的目的。
3.3变压器节能设计
变压器是造成电气系统电力资源损失的一个重要原因，在住宅小区电气设计的过程中进行变压器的节能设计对于提升整个住宅小区的电气节能水平具有非常重要的意义。在实践的过程中主要从3个方面落实变压器的优化设计:①在进行住宅小区电气系统设计的过程中采取科学有效的方式进行变压器负载的核定。在电气系统设计的过程中需要对变压器进行选型设计，即设计人员根据某一个具体的电网的容量、电网的额定功率等多项基本的指标来选择合适的变压器。理论上最优的变压器选择为负载率达到自身额定功率的70%～85%。实践经验表明，当变压器的负载功率超过这一百分比时能够正常运行，但是运行的过程中对变压器的损耗将急剧提升，大幅度缩短了变压器的有效工作寿命。但是如果变压器的负载低于其额定功率的70%，则会显著地降低其运行效率，对整个电网的运行造成诸多的不利影响。在进行实际的选型设计时要对整个电网的实际负载进行科学准确的预测进而选择最为适宜功率的变压器。②在住宅小区建筑电气设计的过程中要积极采用各种类型节能性变压器，以此来降低变压器在运行的过程中产生的电力消耗。相关的统计数据显示，住宅小区电气系统中变压器损耗的电能占整个系统损耗总电能的25%，因此降低住宅小区建筑电气系统自身电能消耗的有效手段是降低系统中变压器的损耗。
结语
在变压器的损耗中，具体包含有功损耗和无功损耗两类。为了使损耗程度降到最低，在变压器的节能设计的过程中，需要基于建筑设计的综合特点进行综合分析，对两种类型的损耗都进行关注。节能降耗在国家实施可持续发展战略中占据重要地位，与国计民生是密切相关的。因此，在建筑电气设计中，要通过各种节能降耗方式的运用，在减少资源浪费的同时，将节能降耗技术融入到建筑电气设计中，提高能源的利用率，推动可持续发展战略的顺利实施。
参考文献
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