调整单位建筑面积电气设计容量重要性的研究

乔伟

摘 要：近年来，随着我国经济的飞速发展和城市化建设进程的不断加快，进一步推动了建筑业的发展速度，各类建筑工程项目随之日益增多。与此同时，建筑能耗也呈现出逐步升高的态势，这一情况引起了国家的高度重视，并出台了一系列与建筑节能降耗有关的政策、法规。想要真正实现建筑节能，除了宏观调控之外，还必须重视建筑电气设计，这是解决建筑能耗过高的根本途径。基于此点，本文就调整单位建筑面积电气设计容量的重要性展开研究。

关键词：电气设计容量 变压器 建筑节能

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（c）-0080-02

1 对单位建筑面积电气设计容量进行优化调整的重要性分析

在国家大力提倡节能减排的背景下，建筑电气节能逐渐受到了人们越来越多的关注和重视，在相关人员的不懈努力下，建筑节能工作虽然取得了一定的成果，但是仍有很多问题亟待解决，具体体现在以下几个方面上。

1.1 建筑电气设计问题

建筑电气设计在很大程度上与电气系统的节能息息相关，换言之，建筑电气设计容量选择的合理，能够使电气系统的能耗大幅度降低，从而达到节能的目的，若是建筑电气设计容量选择的不合理，便会导致电气系统的能耗增大。然而，在实际中，由于设计部门及相关设计人员对建筑电气设计容量的重要性认识程度不足，加之大部分建筑工程都存在设计周期短等问题，使得一些设计单位只重数量轻视质量，这就造成了设计的系统不但前期投资相对较大，而且运行能耗也非常之高，严重超出了国家有关标准的规定要求。由此可见，对建筑电气设计容量进行优化调整显得尤为重要。

1.2 对建筑电气运行原理了解不够

目前，有些设计人员对建筑电气的运行原理知之甚少，在进行电气系统设计的过程中，都是照搬以往的设计经验，还有部分设计人员根本不考虑设计出来的系统节能效果如何，而是一味追求新技术，他们认为只要技术先进就能达到节能的效果，但实际上却并非如此，每一种设计方案都有自己的使用条件和范围，正因如此，使得建筑电气设计容量不是过大就是不足，严重影响了节能效果。

1.3 变压器选型问题

目前，我国大部分建筑节能设计规范、标准都没有将完整的电气节能纳入其中，有些规范中虽然也有涉及但却并不全面，这使得一些工程项目由于负荷计算不合理或是用电数据不全导致了变压器容量选择不当，致使变压器的总体运行效率较低。

1.4 对照明用电考虑的不周全

近年来，随着我国城市化建设进程的不断加快，各类建筑如雨后春笋般拔地而起，这虽然有效缓解了人们的住房压力，但却导致了能源消耗量激增，尤其是建筑照明用电水平较之以往明显提升，传统的照明控制方式已经无法满足高标准的照明需求。若是在建筑电气设计时，对照明用电的考虑不周全，则有可能影响到整个电气系统的设计，从而造成不必要的能耗损失。

2 单位建筑面积电气设计容量优化调整的有效措施

2.1 运行方式优化

通常情况下，变压器自身都会存在一定的阻抗，而这部分阻抗会造成电能消耗。有些工程中采用的是降低变压器的负载率来减少电路中的电能损耗，这样虽然能够达到节能的目的，但却会导致工程前期投资成本增大。从本质上讲，变压器节能就是降低有功功率损耗，提高运行效率。配变低压侧输出电网应尽可能形成环网结构，这样有助于随负荷变化采取及时切换，或是在不影响各个环节电力供应的前提下，考虑投入运行的变压器台数。对于季节性变化负荷，则可采取并联运行的方式降低能耗，而昼夜变化较大的负荷若是采用上述方法来降低变压器能耗显然是不合理的，这是因为会造成变压器开关操作次数增大，从而导致开关检修量增加，使用寿命也会缩短。在变压器中，铁芯是电磁感应的磁路，变压器运行时，由于磁通会在铁芯中产生交变，這样便会引起磁滞和涡流损耗。以非晶态合金作为铁芯的变压器具有较为特殊的磁特性，其与普通材料相比在同等容量的条件下，能够降低75%左右的损耗，这种变压器现已在我国逐步推广应用。此外，由于电网的运行负荷不可能保持全天24小时不变，必然会出现高低起伏的情况，起伏的时间和幅度一般都是有规律的，也就是我们常说的负荷高峰和低谷，以曲线波形来表示峰谷值，波形越趋于平坦状态就表明电能的利用越充分，为了使变压器自身的损耗能够将至最低，可通过调整负荷及改变运行方式来实现变压器自身的节能降耗。

2.2 选用大容量变压器

合理选择变压器的容量是提高变压器经济效益和节能的有效途径。如果是多台变压器并联供电的前提下，可以按照实际负荷的大小安排投入运行的实际台数，这样可以使变压器自身损耗达到最小；若是容量大并且需要选用多台变压器时，应当在合理分配负荷的基础上，尽量减少变压器的台数，并选用容量较大的变压器，如装机容量为2000 kVA，可以选用两台1000 kVA的变压器，而不选用四台500的，变压器台数减少有助于节能；对于有两台以上的配变用户，若是两台变压器的负载率相同，则其负载损耗最小，因此应当采取相应的措施确保变压器负荷均衡，借此来使其负载率相等。若是变压器的负载率不相等，可按照变压器的实际负载率对负荷进行相应调整，并将负荷较大部分的负载切换到负载率较小的变压器上，借此来使各台变压器都能够处于最佳负载率的运行状态；变压器应当尽可能设置在距离负荷中心较近的位置处，这样可以减少供电距离，所以当建筑物煤层面积在1万平方米左右时，需要设置两个变电所，借此来减少干线的长度，达到节能的目的。

2.3 减小变压器有功损耗的措施

变压器有功功率损耗可用下式表示：

=+

上式中，为变压器的有功损耗；为变压器负载率；代表空载损耗；为变压器线损。其中空载损耗又被称之为铁损，其主要是由铁芯的漏磁和涡流两部分损耗构成，损耗值的大小与铁芯的制造工艺和硅钢片的性能有关。通常情况下，当变压器一次绕组外加电压及频率恒定时，该值是固定不变的，与负荷的大小基本无关，损耗值一般可以通过空载试验进行测定。变压器应当尽可能选用节能型变压器，如S9、S11等等，这些变压器采用的都是高导磁冷轧晶粒取向硅钢片和先进的制造工艺，因为经过了取向处理，从而使硅钢片的磁场方向趋于一致，有效减少了铁芯的涡流损耗；变压器线损主要与绕组电阻电流的大小有关，并与负载率的平方成正比。所以在选择变压器时，应当尽可能选用阻值相对较小的绕组，如铜芯变压器。与无励磁调压变压器的空载和短路损失相比，采用铜芯变压器能够使10 kV系列的空载损失和短路损失分别降低40.9%和13.8%。

3 结论

总而言之，对单位建筑面积电气设计容量进行优化调整是一项较为复杂且系统的工程，其最终目的在于通过优选变压器、合理确定变压器容量等措施，来实现建筑节能、节省建筑工程总体造价。我国是能耗大国，而建筑能耗在总能耗中所占的比重最大，所以加大建筑节能力度已经势在必行。

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