浅谈建筑供配电节能优化设计措施

苏金梅

[摘 要]建筑行业在国民经济发展中占据着非常重要的位置，所以在这样的情况下，建筑施工过程中的能源消耗情况也在不断的增加。而建筑工程供配电系统设计是当前建筑工程的重要组成部分，供配电系统设施的完善与否关系到居民的方便及建筑工程的质量和安全。只有在建筑电气设计中重视供配电节能设计，才能更好的保证建筑自身的设计质量和设计水平。本文在此从几个不同的节能角度对如何做好建筑供配电节能设计做了详细的分析。

[关键词]供配电系统；建筑；变压器

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0195-01

一、科学合理计算优选供配电电压等级

在进行建筑电气供配电系统设计过程中，应根据建筑电气系统总用电量需求，科学合理的计算优选供配电电压等级。当建筑电气系统总用电量在250 kW及以上或配电变压器所需容量在160 kVA及以上时，设计过程中宜采用10（6）kV线路进行供电，以下则按照低压供电系统进行设计。对于单台大容量用电设备（如：给排水水泵、中央空调等）设备系统的供电电压优化节能选择时，宜根据建筑电气供电条件、电机起动控制方式、以及电机起停过程中对配电变压器的影响等因素来合理确定，通常以350 kW作为高、低压供电的设计分界点。在进行低压供电系统设计过程中，尤其对于照明负荷而言，当线路电流在40 A及以下时，宜采用220 V单相进行供电，而当线路电流大于40 A时，则宜采用380/220 V的三相供电模式。

二、电力变压器优化选型设计

1、优选节能型变压器

配电变压器种类选择，对于整个高层楼宇建筑供配电系统的节能尤为重要。配电变压器运行过程中的空载损耗（铁损）主要发生在变压器铁心叠片内部，是由于交变的磁力线经内部铁心产生磁滞及涡流进而产生损耗。优选铁心材料可以有效降低变压器空载损耗，非晶合金铁心是当前节能型变压器的主要铁心材料。另外，S11、S13、S15等型号的节能型配电变压器，其卷铁心结构改变常规S7、S9叠片式铁心结构，在很大程度上降低了磁阻，使配电变压器运行过程中的空载电流可以降低60%～80%，进而有效提高了变压器运行功率因数，减少了建筑供配电系统的线损，改善了建筑供配电系统的供电电能质量和供电可靠性，使变压器空载损耗降低20%～35%。

2、合理选择配电变压器容量与台数

从损耗、投资费用等方面进行综合考虑，为了确保设计悬着的配电变压器在使用期内能够预留适当的容量，建议变压器设计负载率在75%～85%较为合适，这样不仅可以获得较好的技术经济性，同时又能确保变压器容量能够满足后期一定程度的扩容需求，增加其使用寿命和技术经济性。

在配电变压器经济调度方案优化节能设计过程时，应结合负荷特性合理分配用电负荷、合理计算优选配电变压器容量与台数，即通过科学合理的设计方案，使配电变压器能够长时间运行在高效率情况下，有效降低变压器运行总损耗。为了降低供配电系统的电能损耗，达到最佳节能降耗效果，对于2台及以上配电变压器共同联合运行时，应根据系统负荷波动情况建立联合经济调度运行模式。2台及以上配电变压器损耗功率与负载波动间的关系为：当配电变压器负载小于或等于Sa时，则投运1台配电变压器较为节能经济；当负载大于Sa而小于Sb时，则投运2台配电变压器较为节能经济；当负载大于或等于Sb时，则投运3台配电变压器较为节能经济。也就是说在2台及以上配电变压器联络经济调度运行过程中，Sa、Sb等就称为系统经济调度运行的临界负荷。当配电负荷率低于30%时，应根据实际运行负荷需求切换到小容量变压器；当负荷率 超过80%并通过设计计算不利于经济调度运行时，则在容量选择过程中需要考虑放大一级容量来进行节能设计。当建筑电气系统运行负荷功率较为稳定时，在合理分配负荷的情况下，应尽可能减少变压器的设计台数，应优选大容量、节能型配电变压器。如建筑电气系统计算负荷在2000 kV.A左右时，宜优选2台1000 kV.A的变压器，不宜选4台500 kV.A的变压器，这样一方面便于两台变压器并联进行经济调度运行，另一方面，前者总运行损耗要比后者低，且其成本和运行经济效益较后者要优。

三、配电线路设计

耐热配线可用常用的绝缘导线或电缆穿钢管、硬质或半硬质塑料管暗敷，也可用耐热温度大于105℃的非延燃性材料绝缘的导线或电缆穿钢管或非延燃性的硬质或半硬质塑料管暗敷，且应满足其氧指数在30以上。若采用非延燃材料作护套的导线或电缆，在弱电专用竖井内敷设时，可不穿金属保护管。不同系统、不同电压、不同电流类型的线路不应共管敷设。当同一系统的不同电流类别或不同电压等级的线路置于同一配电箱内汇接时，应分别接在不同的接线端子板上，各端子板应有明显标志和隔离。建筑物内横向敷设的穿管线路，不同防火分区不应共管布线。若在公共走廊、大厅处的管线可以跨越一个防火分区。总线制信号线路可不受此限制。供电母线一般采用埋地电缆进入，楼负载较小时，可直接采用380V/220V低压母线供电。负载较大，则采用3000V～10000V高压母线供电，再通过变压器变压后配电。实验楼内负载种类多，且各种负载对电源及接地要求各不相同，设计时应考虑分路供电。照明线路中的荧光灯等一些非线性负荷，产生的谐波会影响电子设备的正常工作，应设计独立的供电回路，并且在回路内最好加设交流不间断电源，以防意外停电对设备的影响。又如实验设备用电线路、照明线路与火灾报警及消防联动系统、防盗报警系统用电线路因功能不同，应该分路供电，配电室位置应靠近用电量大的区域，以减少线路的电能损耗。

四、高层建筑供配电系统设计过程中对照明系统的节能设计

1、在对高层建筑的照明系统进行设计时应该充分借助自然光源

要实现电力资源的节约不仅仅要实现对照明系统的优化设计，还可以最大限度地利用自然光线，将自然光线与照明工具的使用结合起来。在设计时，可以将阳光引入高层建筑内，提高白天的光线使用率，也可以将光能先转化成电能，然后晚上使用储存下来的电能。高层建筑灯具可以使用太阳能灯具，可以减少电力资源的浪费。采用太阳能蓄电池技术，将白天的太阳能先储存在蓄电池内，晚上将储存的能量用于照明。

2、高层建筑要进行合理的照明方式的设计

要充分利用技术优势，实现小功率的照明方式，降低照明产生的能耗量。在设计时，可以使用反射能力比较强的饰面，将照明的范围进行限制，不同的照明范围会影响到照明的强度，所以，对于不同功能的房间，应该进行照明的合理划分，在客厅，应该采用比较强的光线，而在卧式，采用比较柔和的光线即可，既符合高层建筑的设计美学原理，又能节约电力资源。在厕所和楼梯处，可以设计智能开关，当人们发出声响时，灯具受到感应自动打开，当人们不使用灯具时，其可以自动地断电。在灯具上设计调节亮度的开关，人们可以根据自己的实际需要调节亮度，减少电力资源的浪费。

五、结语

综上，建筑供配电系统设计应综合全面考虑设计，不仅要考虑其可靠性、经济性，还要考虑安全性。高层建筑供配电系统还有许多特性，其设计还值得许多探讨研究，在设计过程中必须采取有效的对策，这对高层建筑发挥其高服务性能起着巨大的推动作用。

参考文献

[1] 林鲜花.浅谈超高层建筑电气节能设计[J].山西建筑，2011（26）.

[2] 邹汉谦.谈供配电系统节电技术措施[J].深圳土木与建筑，2008（1）：13-17.