建筑电气设计中的节能措施研究

黄少峰

摘要：我们国家的能源状况虽说从总体上来看比较乐观，但我们国家具体的人口基数决定了实际上我们还是处于能源短缺状态的，尤其是在这样一种短缺的状况下还存在着比较严重的能源浪费问题，尤其是在建筑行业，基本上每年的能源消耗都要比其他的国家高出两倍作用。因此，我们可以看到，将节能减排的工作从建筑能耗上入手已经是大势所趋，本文正是在这样一种大的时代背景下针对于建筑电气设计中的集中有效的节能措施进行了讨论。

关键词：建筑電气;设计;节能措施

一、变压器节能设计

变压器节能设计应该根据实际的建筑物性质、负荷状况和环境条件来进行确定，并在此基础上选择合适的变压器来实现节能效果。在变压器的选用上实现节能就要首先把握住变压器上能耗损失的机理所在，实际上，变压器在进行变压并传输电力的时候，主要的能耗是在传输过程中以功率损耗的形式消耗掉的，而功率消耗又分为空载消耗和负载消耗两个大的类型。通过这样一种关系的描述和分析我们可以知道，在变压器的节能中，功率消耗就是那个最为关键的指标，在讨论变压器的节能时就是以此作为最主要的研究方面。在对变压器的功率损耗进行研究的时候，我们主要是把握其中几个重要的参数，也就是上文中所说的空载损耗和负载损耗。

1.空载损耗

空载损耗也称作铁损，主要是在变压器内部的铁芯叠片中发生，损耗产生的内在机理是由于在磁力线经过铁芯的时候产生了明显的涡流而相应的带来的损耗。根据这样一种损耗机理我们就能够发现，实际上空载损耗的产生与其负荷没有关系的，正是基于这样一种性质和原理，我们通常对空载损耗的控制就是通过调整变压器内部的铁芯叠片来实现节能的目的的。也就是说，在进行变压器的选择时就直接选取节能性的变压器。

2.负载损耗

负载损耗也就是变压器的线损，顾名思义也就是在传输的路线上所发生的损耗，因此，这样一种能量损耗大小的决定性因素就来源于变压器绕组的实际电阻和流过绕组电阻里的电流的大小。基于这样一种机理，我们在进行变压器的选择时就尽可能的选择铜芯变压器。

3.变压器容量与台数的确定

变压器的节能还可以通过对变压器的容量和台数的合理确定和搭配来实现，也就是说，在负荷状况确定的状况下，对年运行费用的投资进行衡量，并对负荷进行较为合理的分配，终再选择与电力的实际负荷相匹配的变压器使得工作始终处在高效低耗的状态下，以这样一种有效的方式来实现节能的目的。

二、减少线路损耗

当电流在输电线中进行传输的时候，会在线路的电阻上产生功率损耗。根据物理学原理我们可以知道，线路越长就意味着电路上阻值越大，阻值越大就意味着一个更大的能量损耗。我们从实际的工程实践中不难看出，在一个较大型的工程中，就会有极其复杂而错综的线路，其对应的导线和电缆数量也就可想而知，线路损耗是非常严重的。因此，在这样一种过程中，工作人员对线路损耗予以关注和处理时非常重要的。在实际的施工过程中，负载一定的状态下，线路上的电流是不会变的，这也就是说，在这样一种状况下想要减少线路损耗，就只能通过减少线路上的电阻来实现，这也是唯一有效的方式。

再根据导线的电阻相关因素我们就可以得出以下结论：根据电阻值的定义和其计算公式我们可以推知，想要将电阻值降低到一定程度，就只能从以下几个方面来进行：一是选用电阻率较小的电缆或者是导线，通常来说优先考虑铜芯导线，尽可能的不用或者是少用铝芯导线;二是要将变电所的位置设置在一个相对合理的位置，使其尽可能的靠近负荷区，从而降低输电线的实际长度;三是在较长的输电线路中适当的增大导线的横截面积，这样一种改变既能够满足实际的电压降要求，与此同时还能够有效的减少线路上的损耗。

三、电动机节能设计

在进行电动机的选择时同样应该根据实际的负荷需求来选择高效率的电动机，当实际的运行要求为连续运行且运行功率较大的时候，就应该尽量的选择使用同步电动机。对于异步电动机，当其能够有效地满足机械的实际负荷状况时，就可以采取调压这样一种方式来实现节能的目的，并能够使得电动机始终在一个经济稳定的范围内运行。在进行建筑电气的相关设计时，对于动力设备或者是空调系统中的电机型设备，就要求在满足其设计的工艺专业需求的实际状况下合理采用变频调速等方式来实现节能，这样一种设计的实现就能够使得实际负载在发生变化时电动机能够自动的进行调速，使得调节以后的速度与负载的变化状况相一致，这样就能够保证电动机始终处在一种高效的工作状态下，从而有效的达到节约电能的目的。除此之外，异步电动机还能够在安全、经济的前提下就地的进行补偿，通过提高其功率因数来降低线路上的损耗。

四、提高功率因数

功率因数在整个的供电系统中都是一个非常重要非常关键的经济指标，这是因为用电设备所消耗的不仅仅只是有功功率，二是还需要大量的无功功率由电源送至负荷，实际上，所谓的功率因数也就是指在消耗一定量的有功功率时所消耗的无功功率，这也就意味着，功率因数的高低所表达的就是输电线路和供电设备的实际供电能力，也会影响到其功率损耗。在供配电的实际线路中会有比较多的感性负载，如电动机、变压器和灯具的整流器等，这些感性负载的功率因数通常都比较低，这也就意味着这些负载的存在会比较严重的影响到整个电路的经济运行状态。因此，在这里我们就需要一种合理的无功功率补偿设备来对系统的整体功率因数实现提高，最终达到节约电能减低损耗的目的。在实际的应用和操作过程中，功率因数的提高可以通过两种具体的方式来实现：一种就是提高设备自身的自然功率因数，这样一个过程的实现就需要选择好适当的电动机和变压器容量，在功率条件合适的情况下还可以选择同步电动机，以这样一些方式来实现功率因数的调高;另一种方式则是可以通过并联电力电容器来实现补偿作用，这是因为这样一种人工补偿装置的使用能够有效的减少线损和电压损失，一般来说人工补偿都是就地实现。

在实际的建设过程中也确实是这样做的，一般在变电所的低压一侧都会设有无功功率的集中自动补偿装置，就北京地区而言，经过这样一种补偿之后功率因数都是不会低于0.95的。低压补偿电容器所选用的是干式全膜金属化电容器，并对其装设过电压可自行进行切除的保护装置。

五、系统节能设计

对配电系统进行节能设计所强调的实际上就是一个配电系统的全面控制和管理，也就是会所，在进行配电系统的设计时要切实的做到从全局的效果出发、统筹兼顾，并按照实际的负荷数量、性质和工程特点等一系列的相关因数来进行供电电压和供电方式的选择，并在此基础上合理的设计出一个符合实际负载需求的供电系统来。在此过程中的核心就是要做到经济上合理、技术上可行、操作上简单和能耗上较少的目的。

六、结束语

在本文中，我们首先之间入题，将一些比较关键且影响大而直接的节能影响因素提炼出来，然后针对于这些影响措施的实际影响原理来进行节能措施的设计和处理，实践中证明这样一种方式是切实有效的。

参考文献：

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[2]赵青娟.建筑电气设计中的节能措施[J].山西建筑，2011（12）.

[3]王传水.建筑电气设计中的节能措施[J].科技向导，2010（29）.