建筑电气工程供配电系统节能设计探讨

发表时间:2020/9/23   来源:《基层建设》2020年第15期   作者:雷军
[导读] 摘要:伴随城市建设步伐加快,建筑业迎来发展黄金期。
        深圳市华阳国际工程设计股份有限公司东莞分公司  广东东莞  523000
        摘要:伴随城市建设步伐加快,建筑业迎来发展黄金期。建筑功能的实现需要供配电系统源源不断地提供电能,但由于种种原因,系统设计并不完善,尤其是节能方面。因此需要对系统设计进行优化,以降低系统能耗,缓解供电压力。本文就供配电系统设计如何融合节能理念进行探讨,以供相关设计人员参考。
        关键词:节能理念;供配电系统;优化策略
        前言
        近些年我国的经济发展成果有目共睹,各地区高楼林立。在建筑发挥功能的同时电气设备也会耗费大量的电能,这无疑给我国供电系统提出一大挑战。要想扭转局面,需要降低建筑能耗。供配电系统作为建筑房屋的核心组成,是人民生活生产活动有序开展的重要保障,也是减少能耗的着力点。将节能理念贯穿供配电系统设计环节,不仅响应了绿色建筑的号召,还能推动建筑事业向更高层次迈进。
        一、供配电系统优化的必要性
        近几年我国能源紧缺状况凸显,为此中央提出节能理念。该理念传播面较广,并对各行各业产生深渊影响,尤其是建筑行业。为了顺应时代发展,建筑设计师要掌握节能理念的精髓,并不断优化设计方案,尽可能提高能源使用率。供配电系统作为耗能较高的部分,需要设计人员积极探索,将节能技术融入设计方案,以实现降低电耗的目标。降低电耗不仅能大幅度缓解我国用电紧张的局面,还能推动我国社会经济的良性发展。另外,节能设计能降低供配电系统的工作压力,显著提升系统的安全性,这对降低安全事故的发生率很有帮助。此外,借助节能设计降低系统电耗,这样国家可降低电能的生产量。生产量降低,需要耗费的能源也会降低,同时还能减少生产活动对环境的影响。
        在开展节能设计时,相关人员要遵从三点原则:其一,设计方案要满足建筑日常所需,换言之不能为了追求节能为影响建筑功能的发挥。其二,设计方案要经济效益与社会效益兼顾。在节能的基础上,要尽可能压缩建设成本。这就需要设计人员对电气市场有个具体的了解,通过细心对比,从中挑出价格低、功能强的设备,并将这些设备充分运用到设计方案当中。其三,低能耗并未无能耗。设计人员不能为了节约电能而将一些设计内容删除。比方说在夜间有些道路看不到人影,设计人员就降低照明设备数量,显然这种做法有失偏颇。
        二、节能理念下供配电系统的优化策略
        (一)总体规划的优化策略
        在设计供配电系统时要通盘考虑,将节能理念充分融入,这样才能设计出有效方案。这就要求设计人员仔细考虑系统各组成要素,包括电源、负载量、输电距离等,既然满足经济效益,又要符合社会效益。缩短变电所到负荷中心的距离,不仅可以降低供电损失,还能提升供电效率。设计人员在开展设计活动时要秉持经济性与可行性原则,以提升节能效率为己任,不断优化供配电系统。另外,网架设计是否合理也关系到节能目标能否实现,设计人员要清楚这一点,让系统连接更科学、供电方案更合理,以此降低能耗。
        (二)变压器的优化策略
        变压器是供配电的关键设备,因此需要对其设计进行优化,以实现节能的目标。变压器型号不同,其节能效果也会有一定区别,设计人员要择优选用。S11型变压器和S13型变压器的节能效率比较高,因此要多应用。这类变压器中利用卷铁心替代叠铁芯,结构的改变降低了变压器的空载电流,这样设备转化效率就会显著提升,从而让供配电系统的整体能耗降低。当变压器型号确认后,设计人员需要认真研究变压器的各项参数,尽可能将变压器节能功效发挥得淋漓尽致,以彰显节能理念。
        (三)照明系统的优化策略
        随着科技的进步,照明设备也随之升级换代,当前有不少具有节能效果的灯具,如何选择成为设计人员需要认真思考的问题。设计人员要通过实验找到灯具效率。

将灯具放在同等条件中,收集灯具光通量和光源光通量的数值,二者的比值即为灯具效率。由此可见,提升灯具效率的路径有两条:一条是降低光源的光通量值,但灯具的数值也会随之减小,提升效果欠佳。另一条是增加光源光通量。增加方法有两种,一是增大反光面、二是调节反光面的角度值。
        要想照明系统具有节能效果,还需要根据照明现场状况选择适合光源。以往设计人员并未注意这方面问题,导致灯光浪费的现象发生。比方说一条见不到人的路上,使用较凉的照明设备,以至于电能白白浪费。正确做法是放置低亮度的路灯,这样既可以满足实际需要,又能有效降低电耗。对于有光亮要求的地方,设计人员要选择亮度高、能耗低的灯具。
        在照明系统中应用控制技术,可对灯具进行有效管理,以达到节能的目的。当前有不少地区都在应用这项技术,比如在楼梯间中安装声控或光控设备来管理灯具,当有人进入照明区域时,灯具打开,当人员离开后,灯具就会熄灭。由于照明时间不长,那么消耗的电能也会很小。
        经过这些年的发展,节能灯具也被研发出来,这类灯具的应用价值高,应用面广泛。节能灯具将钨丝替换成气体,在同等亮度下,电能消耗量大大降低。设计人员要充分利用节能灯具,从而让设计方案凸显节能性。
        (四)拖动系统的优化策略
        拖动系统涉及环节众多,耗能较多,因此需要对其进行优化。设计人员要对设备市场进行全面调研,熟知电机等设备的具体参数,在设计系统时要多选用低能耗设备,比如选择功率在200千瓦以内的电机。当然,设计拖动系统时要注意系统的协调性,确保设计方案可行。需要注意的是,高层建筑的拖动系统要具备软启动功能,这样做可实现节能。
        (五)配电线路的优化策略
        供配电系统会使用大量电线,说明电线也关系到节能效果,因此在选择电线时要注意其参数,尽可能选择电导率低的电线。同时,电线的截面积要适宜,既可满足输电要求,又能兼顾经济效益。通常情况下,根据最小原则可计算电流密度,再根据密度值来确定电线截面积。实践证明,铜线的供电效率较高,但铜材价格较高,会增加方案预算,因此需要设计人员根据实际状况来选取电线,可将铜线与铝线搭配使用。对于负荷量较大的区域使用铜线,以保证线路稳定,对于负荷量较小的区域使用铝线。这样做既可降低建设成本,又能提升节能效果。
        此外,节能目标能否实现也需要看布线是否合理。设计人员要对现场进行调研,掌握建筑结构特征,并以此作为布线的依据。变电所要放在负荷中心的周围,将配电室放在竖井附近,将负荷量较大的设备放在电源附近,这样做可大大降低输电距离,以实现降耗的目的。如果是低压输电线路,供电区域应控制在两百米以内,当遇到面积过大的建筑时,设计人员要遵照每一万平米设置两个配电台的原则,以此确保供电稳定、高效。
        三、总结
        近些年经济发展迅猛,生活得到改善,人们的观念发生了转变,更加注重建筑节能。在建筑房屋中供配电系统会消耗大量电能,不仅会增加开支,还会给供电系统造成压力,一旦系统负载超过承载,就会引发安全事故。因此需要设计人员坚持节能理念,以此为根据开展设计活动。在总体规划阶段,设计人员就要通盘考虑,尽可能让方案更加有效。在设计阶段,要选择最适宜的变压器、照明设备、拖动设备和电线,将节能理念贯彻到底。通过种种举措,降低供配电系统的电耗,一方面可为系统减压,另一方面能提升系统供电效率。久而久之,我国电网压力必然会降低,从而为人们营造一个宜居的生活环境。
        参考文献
        [1]周峰.高层建筑供配电系统节能设计探寻[J].智能城市,2019,5(07):187-188.
        [2]张剑.高层建筑供配电系统节能设计技术要点初探[J].江西建材,2017(23):195.
        [3]井典,陶玉春,杜宇.民用建筑供配电系统节能设计[J].城市建设理论研究(电子版),2017(33):9.
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