机关办公楼电气节能减排的改进

金晓明

（人民银行南通市中心支行，江苏 南通 226000）

机关办公楼电气节能减排的改进

金晓明

（人民银行南通市中心支行，江苏 南通 226000）

机关部门节能减排工作没有工矿企业成绩明显，但小溪也能汇聚成大河，节能就是“斤斤计较”，就是节约每一度电和每一滴水。作者从办公大楼配电系统、用电设备出发，小到白炽灯、大到电力变压器，都围绕节能减排一个中心，挖掘节能降耗的小点子、小办法给单位节能减排工作增加了亮点，同时也减少了电费成本。

节能减排；措施；节能效果

节能减排是当前中央到地方常抓不懈的重要工作，尤其是在能源亏乏的今天，显得格外重要，他关系到国民生产总值、生态环境、更影响到我们每个人以及子孙后代的身心健康。我们机关办公大楼节能减排工作没有企业工厂项目多范围广所以指标下降明显；但只要有责任心、做有心人，敢于创新、挖掘节能小点子、点点滴滴的技术小改进汇聚起来也能带来大效益。笔者作为一名电气工作人员将节能降耗作为自己的职责通过平时工作中细心观察、记录、摸索、试验从电气设备角度对本单位办公大楼的电气设备总结了一些节能小措施，自己动手花小钱办大事给单位节能减排工作增加了亮点，同时也减少了电费成本。具体如下：

一、供电系统内设备损耗的分析

1 变压器损耗

变压器是是电力系统中重要的不同等级电能转换的主要设备是电力系统中较大的耗能大户，同时也是办公大楼内的核心用电设备，为所有电器设备提供动力的保障；所以变压器耗能是电器节能减排的基础。本单位配备高压变压器500kVA两台，平时并联运行，经分析变压器损耗主要表现在空载损耗（铁损）、和负载损耗（铜损）；以及变压器温度升高的损耗，这部分损耗取决于变压器本身材料和负载的电流、功率因数等，这些损耗可以通过电能核对和计算来确定其损耗的科学性和合理性。

2 电动机的损耗

由于电动机的额定功率因数一般都不会超过0.8，所以就会产生附加无功损耗，以及空载、轻载和“大马拉小车”等无益功能的损耗。这不但使变压器损耗加大、电缆损耗加大，而且使电源电压降低，影响其他设备运转。

3 照明系统的损耗

我们办公楼照明系统相当大，约有1500盏白炽灯，1800盏普通日光灯以及近百盏高压贡灯和高压钠灯。白炽灯在人们生活中起过不可磨灭的作用，但是由于它损耗大、温升大已逐步退出历史舞台了，取而代之的是高效率、长寿命的节能灯和LED等绿色照明灯；普通日光灯，高压纳灯由于在生产过程中污染大，耗能也大，维修量也大，所以目前也开始用新式节能灯具代替。楼道、车库、大院在深夜无人时照明灯的损耗应根据使用情况加以智能控制减少不必要的浪费。

4 三相四线系统的附加损耗

在供电系统中当出现三相四线制负荷不平衡时，就会产生附加损耗，即线路损耗和变压器损耗，初步估计若三相负荷不平衡度为10%时，同等负荷变压器铜损耗和线路损耗可增加达30%。因此维护老设备，更换先进的节能设备，避免设备空载运行等，都是一个不可忽视的问题。

二、对办公楼电气系统节能降耗的小改进

1 变压器节能分析及运行改进方法

1.1 改变变压器运行模式

电力变压器的损耗占总用电容量的比例虽然不大，但是它的年损耗总额却相当的大。我单位配电系统原先运行不管白天、黑夜和节假日，无论负载大小都是两台变压器（500kVA×2）都投入运行，如果实际负荷并未超过一台变压器的额定容量（特别是空调机组不开时）即达不到经济负荷系数50%～70%，此时两台变压器大部分时间处于“大马拉小车”的运行状态，此时空载损耗和负载损耗都按照两台变压器计算这就大大增加了损失率和电能损耗；经过笔者仔细观察、计算运用变压器经济运行理论在确保负载容量正常使用的前提下（空调机组不开时）决定调整变压器运行方式即改为单台运行，经运行和反复试验发现一台变压器完全能满足负载的需要，从而能够大大减少了变压器的损耗，提高了效率，同时还减少了无功励磁电流，改善了电网的功率因数降低了电费成本。经过一段时间的运行，计算电能损耗与改进前对比取得了明显的节电效果，初步估计全年可减少一台变压器半年的空载损耗，节约用电9000多kWh，约合人民币7000多元。

1.2 改变变压器环境温度：

环境温度对变压器损耗影响也很大。环境温度高，变压器温升会更高，国家规定电力变压器的使用环境温度条件+40℃，最高年平均为+20℃。温度过高不仅影响变压器的使用寿命，还会使变压器绕组的电阻值随温度升高而增大，影响绝缘强度，变压器运行温度越高，其有功功率损耗也越大。变压器的负载损耗（短路损耗）是指变压器在额定负荷下75℃的有功功率损耗。如果变压器的温度低于72℃，则有功损耗将减小。一般情况下，每降1℃，有功损耗就减小0.32%。所以在环境温度上升的情况下启用室内的通风设施降低变压器的环境温度也是变压器节电的一项有效措施。

2 电动机节能

2.1 合理的选用电动机

合理选择电动机，使其尽可能在高负荷率状态下运行，在选择电动机时，即要注意它们的机械特性，又要考虑它们的电气指标。要从节约用电和提高功率因数的观点出发，必须正确合理的选择电动机容量。

2.2 提高异步电动机的检修质量

实验证明：异步电动机定子绕组匝数变动和电动机定子、转子间的气隙变动对异步电动机无功功率的大小有很大影响。因此检修时要特别注意不能使电动机的气隙增大，以免功率因数降低。

2.3 加强设备的检修保养力度

俗话说磨刀不误砍柴工，平时注重设备的保养维护，就能发挥电器设备的最佳性能也能降低能源损耗；我们大楼空调机组是由台佳空调设备公司生产的冷水压缩机组，共有八台活塞式压缩电机组成，单台机组容量有30kW，总容量有240kW。为了减少压缩机的空载损耗，应该每年加强年度检修，但是有一年由于费用原因疏忽了年度保养，在第二年夏天运行时有一台机组工作异常没有及时发现，而且八套机组全部每天从早到晚投入运行时间较长，经常引起压缩机安全保护装置动作，制冷温度一直不理想机组又不停机直接影响办公大楼正常办公；后与厂家技术人员共同抢修时才发现是压缩机排气温度高超过其极限值引起了保护功能动作，其中一台机组的活塞已打坏，不能正常工作，其他机组活塞环均已不同程度的磨损，造成压缩比降低、压缩机效能降低，同时有的压缩机冷冻油严重缺失、系统冷媒不足、冷却泵出水量不足等使整个机组达不到设定的温度从而机组不容易停机，连续工作用电量大大上升。

表1

鉴于上述问题必需进行机组大修，大修故障排除后效果非常明显，所有机组工作正常，机组开机运行不到30分钟，水温就能达到7℃的设定要求，而且只需要投入4～5台机组工作就能达到使用要求，从而大大减少了其他压缩机的空载损耗，电能也随之降低。之后笔者又调整了机组工作时间8∶30～17∶00，约 9.5个小时。按减少3.5台机组日耗电980kW计算，一年使用4个月计算：980kW×90天=88200kWh。检修调整后整个夏天减少空载损耗约88200kWh，按每度0.80元计算，每年可节省近7万多元的电费开支。

3 照明节能与措施

我们单位照明系统有白炽灯、普通日光灯灯，高压纳灯、高压贡灯等组成其耗电量也是相当大。由于高压纳灯、高压贡灯、普通日光灯的功率因数一般只有0.5～0.6左右，所以形成一定的无功损耗，再加上照明系统三相分布不够均匀，也容易造成一定的附加损耗，这些都应该是我们节能减排改造的重点。随着科学技术的发展，绿色照明型、环保照明型、节能型照明等各种高科技节能产品进入人我们的生活，由于质量可靠、功率因数高而且能产生很好的经济效益，所以逐步已成为老式高耗能照明的替代品。

3.1 将白炽灯换为紧凑型荧光节能灯

先让我们看一组照明等效照度对照表

由本表可见，在相同照度下紧凑型荧光灯、节能灯、LED灯是比较省电的照明灯具。尽管它的材料价格高一些，但是综合运行费用是比较低的，使用紧凑型荧光灯比一般白炽灯的寿命长三倍之多。

3.2 直管荧光灯选用高光效型

直管荧光灯管径趋向小型，有利于提高光效，节省了厂家材料成本，特别是降低了汞和荧光粉用量从而减少了对环境的污染。从T12到T8到T5，管径小便于使用稀土三基色粉。光效提高了，光衰小，寿命更长（达12000h），更节能、更环保。

3.3 照明灯具小改进

第一，在院内使用的路灯、走廊灯、楼梯灯等都属于耗电大户，为了提高功率因数降低用电成本，笔者经过试验在每盏钠灯上加装一只电容器，经初步计算功率因数可以提高到0.9左右，这样线路每年可降低损耗约4000kWh～5000kWh（未计变压器损耗）。

第二，改进合理控制方式：对院区照明灯改用电子预约开关自动控制，大大杜绝了长明灯提高了工作效率。对高压钠灯采用调光、调压方式控制，采用恒功率输入，恒光通输出，即在半夜后降低钠灯的端电压或灯功率，以降低光输出，从而达到节约输入电能的目的。

第三，我们单位办公楼有十几层，设有两处楼梯（安全楼梯和行人楼梯）楼梯灯每层有两只（40W），即12×2=24层、24×80W=1920W。控制方式为手动控制，后经我们市场了解改为人体感应自动控制，按每天楼道灯开启15h计算，使用证明，楼道灯开启时间仅为原先人工控制的20%左右，根据计算：

现改成人体感应灯自动控制开关后每年可节省电费开支约6727.00元。第四、对一些使用白炽灯的灯具加装一只二极管，也可以降低功率，同时可减少灯泡的损坏率。

4 低压配电系统的优化

适度提高配电系统的功率因数，不但可以充分的发挥供电设备的使用效率、也可减少线路的损失、改善电压质量、降低用电成本其社会效益及综合经济效益都会是非常显著的。低压配电系统无功补偿通常采用的方法有三种：随机补偿、随器补偿和跟踪补偿。

4.1 随机补偿

随机补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并联，并与用电设备共使用一路断路器。

4.2 随器补偿

随器补偿是指将低压电容器通过低压开关在配电变压器两次侧，补偿配电变压器空载无功的补偿方式。

4.3 跟踪补偿

跟踪补偿是指以无功补偿投动装置作为控制保护装置，将电容器接在用户0.4kV母线上的补偿方式。适用于100kVA以上的专用配电用户。可以替代前两种补偿，补偿效果较好。

目前我们采用的补偿方式有随机补偿和随器补偿两种形式。效果比较理想时，功率因数基本能达到0.95左右。节约用电，节能减排具有重大意义，应该引起我们每个人的关注和重视，它不但能为本单位争得效益，也能为全社会创造财富，为保护子孙后代的碧水蓝天起到一定的作用。节能减排从我做起，从现在做起，日积月累，一定能收到可观的成果。

[1]胡景生.变压器经济运行[M].北京：中国电力出版社，1999.

[2]韦课常.电气照明技术基础与设计[M].北京：电力工业出版社，1980.

TU2

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10.13612/j.cnki.cntp.2015.18.279