高校节能现状及潜力分析

谭尚书

(邵阳学院 后勤服务中心，湖南 邵阳,422000)



高校节能现状及潜力分析

谭尚书

(邵阳学院 后勤服务中心，湖南 邵阳,422000)

文章以某校老校区的节能改造情况为基础，解析一些常见的改造项目的收益及必要性，并且结合用能情况，以及师生用能习惯的发展趋势进行预测，从而分析高校节能潜力。

节能现状；变压器；灯具；数据分析；潜力

“十一五”规划中，提出要把节约资源作为基本国策，建设资源节约型、环境友好型社会。而高等院校，人口密度高，是占有资源和能源消耗的大户，做好高等院校的节能工作，不但可以提高效益，也能对社会节能情况产生正面影响。对于高校的后勤部门来说，节能工作取得的成效，更是体现其管理与业务能力的证明。在保障教学、科研、师生日常生活需求的前提下，要想最大限度的做好节能工作，科学的规划、人性化的管理、先进的智能设备是关键的因素。下面简单的从几个方面进行举例分析。

1 对现有变压器情况调研分析并处理

1.1 逐步淘汰老式变压器

随着社会的发展，生活条件的改善，用户对电能的需求也迅速上升。比如，某校老校区，十年前，可能很多人家里没有装空调，一些装了空调的也不经常使用，家属区用电负荷较轻，学生配电脑的不是太多，宿舍用电量也主要是照明。一台800kVA的变压器可以满足同时为3栋教学楼、11栋学生宿舍、12栋家属区以及食堂、二次供水水泵房供电；另一台250kVA的老式变压器为4栋教学楼以及办公楼、体育馆供电。从2010年开始，每逢入冬，天气转凉，800kVA的变压器总开关就经常出现跳闸，经分析，可能是学生宿舍和家属区大量使用取暖设备，造成负荷过大。一般情况下，电力变压器运行的负载在50～70%时处于理想状态，此时变压器损耗较小，运行费用较低。当负载太小时，变压器无功损耗加大，功率因数变差；当变压器过负荷运行时，会造成变压器过热，且有功损耗加大。最终，该校决定将250kVA的老式变压器更换为400kVA的新箱变，并将部分家属区供电转移至新400kVA箱变。老式变压器遭到淘汰是必然的结果，新式的变压器其空载损耗比老式变压器少，比如以10kV，400kVA的变压器为例：S9型和S11型的负载损耗均为4.3kW，但空载损耗S9型为0.8kW，S11型为0.565kW，即S11型的空载损耗比S9型降低约30%，每年节约电能2058kWh[1]。对于改造之前，寒暑假期间，250kVA老变压器供电的教学楼、办公楼、体育馆负载非常低，空载损耗占输出功率的比大，那么效率非常低。改造后，调整负载让新400kVA变压器在假期也有一定的负荷，缓解老800kVA变压器负荷情况，既保障了供电的稳定，又提高了效率。

1.2 合理选择变压器安装地点

按照运行规程及设计规程要求，低压配电变压器应设置在负荷中心，供电半径不大于500m。但实际运行中，有部分变压器供电半径接近或超过了500m，造成末端电压过低，线路损耗较大，运行成本高。尤其在市电停电，自己发电时影响较大。末端用电设备有可能无法启动，比如水泵房距离变压器过远，压降大，一旦电压360V都达不到，根本无法启动。

1.3 合理调整变压器用电结构

当变压器处于轻载或空载运行，运行电压必然要升高，此时空载损耗占主导地位，因此通过调整分接开关，降低输入电压，这不仅可保证供电电压质量，而且还有利于降低空载损耗；反之，在供电高峰期变压器处于满载运行，其运行电压必然下降，此时负载损耗占主导地位，需要提高输入电压。另外，应当经常检测记录变压器三相电流，及时并且合理调整负荷分配，尽量保持三相电流平衡。一般情况下，三相负荷不平衡可引起线损率升高2%-10%，三相负荷不平衡度若超过10%，则线损显著增加。对于相同的负荷，当三相电流明显不平衡时，不但增加了相线上的线损，也增加了中性线的线损，造成了电能损失，而且其内部三相压降就不相等，这必将导致输出电压三相不平衡，负载重的一相电压降低，而负载轻的一相电压升高，即容易引起电压高的一相接带的用户用电设备烧坏，而电压低的一相接带的用户用电设备则可能无法正常使用[2]。

2 部分灯具改造为节能LED灯具

以日光灯为例，传统的电感式镇流器本身的损耗约有7W左右，带一根36W的日光灯管，总功率约为43W。常见的电子镇流器损耗约为1-2W，带36W日光灯时，总功率为37-38W。由上可见，仅将电感式镇流器更换为电子镇流器，带动同样的灯管，总功率降低了约12%。如果更换为相同发光量的LED灯具，总功率仅18W，与传统电感式镇流器相比，总功率降低了59%。据统计，我国照明用电量已占总用电量的10%-12%。由此来看，老式灯具改造为节能灯具，尤其是低能耗的LED灯具，可以节约不少电费开支。而且，老式灯具使用寿命不长，配件多，可能出现的故障点也多，维护过程中，材料、人工开支都是不可忽视的成本。更换为使用寿命较长的新的LED灯具后，短期内无需担心维护问题，而且维护简单，灯管内不含汞，同时可以节约大量电能。

3 通过数据分析，安排维修、改造

3.1 查找寝室异常用水原因

该校在新的一卡通建设过程中，将学生宿舍冷水表更换成在线式水表，定时采集水量数据。启用在线式水表后，发现一些寝室的日用水量达到4-6吨，远远超过正常用水情况。维修人员主动上门检查时，发现这些寝室均存在龙头、阀门关不严或者水管渗漏等现象。维修后，这些寝室的日用水量不到甚至1吨，避免了学生浪费水，花冤枉钱。

3.2 分析供水管道渗漏

该校在2016年与某公司签订效益分享型节水合同，在主要供水管道上安装了远程水表，经过水表定时抄表，水控平台形成数据分析，发现一些分支供水管的水量之和小于其上级主供水管的水量，必然存在漏水点。经过多次探漏，发现并维修漏水点十余处，对多次出现漏水现象的管道进行改造、更换，一年下来节约水费近30万元，节约费用已经超过维修费用，效果明显。

3.3 分析宿舍楼栋用电情况

该校在新的一卡通建设过程中，将部分路灯也纳入智能控电系统。在分析数据时发现，白天路灯关闭时，线路上仍有用电，检查后发现，一些寝室从路灯线上偷电，使用大功率电器。对上述情况进行整改，即消除了安全隐患，又避免了公家为私人买单。

4 节能效益评估

表1 年用电情况分析

表2 年用水情况分析

在2013—2015年期间，该校区内师生人数基本保持不变，用能结构和用能习惯也基本保持不变。通过表1，不难看出，在逐步采取节电措施之后，校区全年用电量逐渐下降，证明这些节电措施产生了很好的效果；通过表2，可以推测，如果不及时对供水管网进行维护，管道漏水点随着时间的推移会越来越多，浪费也越来越大。而在大范围探漏、维修、改造之后，极大的改善了供水管网，避免了浪费，取得了很好的节能效益。

5 节能潜力分析及好的做法

5.1 获取基础数据，建立节能平台

高校节能的第一步，就是要采集能耗基础数据。因为缺乏可靠的数据支撑，节能方案仅仅讨论一些大的方面，只是知道采取某些节能措施，能够取得经济效益。但是没有明确具体经济效益有多大，影响的时间有多长，与节能措施的投入相比是否划算，上述几点都是切实影响决策者评审节能方案的重要因素。所以，高校应当重视建立、健全节能监管平台，建立并完善“学校—建筑—房间”的三级用能监管、各类建筑空调的集成管理优化控制。通过监管平台，对各类建筑能耗进行统计分析，由分析结果来制定并实施相关的节能措施，强化高校节能建设和管理工作[3]。

5.2 根据实际情况，加强用电管理

对于高等院校，公共楼栋电能浪费量较大，经常出现教室空无一人，但是照明灯具或者吊扇一直开启，甚至是开了整个通宵，长时间浪费电能。最简单的节电做法，就是通过设备或者人工定时开启或者关闭照明电和动力电，保证不会出现通宵用电的情况。对各个教室、自习室、琴房的插座进行管理。绝大多数高校的学生宿舍都已经使用了智能控电系统，学生在宿舍一般是无法使用功率较大的加热设备。于是，不少学生将热得快、暖手宝带到教室、自习室、琴房，利用公共插座进行使用[4]。这增加了许多电能支出，而且对一些老教学楼来说，电线线径较小，线路、插座老化，很容易烧坏线路或者插座。加之有些楼栋建设施工时没有将照明电和动力电分开，动力电出了故障，也会影响照明。所以楼栋内的配电，应当将照明用电和风扇单独走线，插座等用电设备另外走线，即分开照明电和动力电。然后，通过人工或者设备来管理教室、自习室、琴房公共插座的使用。

5.3 多管齐下，避免资源浪费

该校区原本采用高位水塔二次供水，供水的4台水泵均使用10年以上。而且因水泵配件不再生产，造成维护维修困难。有的水泵密封性不好，经常会混入空气，降低了抽水效率，增加了每吨水的加压成本。学校改造供水系统，取消二次供水，采用水泵直连变频恒压的供水形式，减少了水泵用电的浪费[5]。

给老式的沟槽式厕所加装红外感应节水设备，当感应到人时，才打开水阀，正常放水；当感应不到人时，关闭水阀，避免浪费。

定期向师生员工进行节水宣传，鼓励师生员工对漏水设施报修，及时对公共场所、学生宿舍的用水设施进行维修，减少跑冒滴漏现象，避免浪费。

6 结束语

节能改造，应当以能耗数据和实际情况为根本依据。比较上述几个节能项目后不难发现，从规划和先行上来说，节能监管平台非常重要，它提供了基本数据的采集，给出了固定时间段内的数据分析；从经济利益上来说，改造LED灯具和积极对供水管网探漏、维修、改造无疑是最好的；从保障师生生活，兼顾节能上来说，变压器增容、调整负载结构，安装智能控水控电系统，也是非常重要的。节能减排工作，前期一定是需要投入各种资源的，而它产生的效益是需要时间来体现的，时间跨度越长，展现的效益也就越高。比如新建建筑，直接采用节能设备、智能系统，其节能收益只会更高。要想在保障教学、科研、师生日常生活需求的前提下，最大限度的做好节能工作，必须要把握住科学的规划、人性化的管理、先进的智能设备这三个关键的因素。

[1]毕新忠,牛军,周静,等.S11 型变压器与常规变压器能效对比[J].石油和化工节能,2010,(1):11-15.

[2]张广科,魏晓蔚,赵曰刚.配电变压器三相负荷电流不平衡的危害与防范[J].供用电,2006,23(5):73-76.

[3]龚春钰.浅谈节能监管平台建设[J].高校后勤研究,2014,(5):95-96.

[4]程志巧,陈冬虎.高校节能减排的潜力与效益实证研究[J].环境科学与管理,2010,35(2):34-38.

[5]袁建平，付跃登.自来水二次加压泵站的运行调节方式及能耗分析[C]//农业机械化与新农村建设——中国农业机械学会2006年学术年会论文集(上册).2006,143-146.

Present situation and potential analysis of energy saving in universities

TAN Shangshu

( Rear Service Center，Shaoyang University，Shaoyang 422000，China)

Based on the old campus’s cases,the paper points out the necessity and profits of some common renovation projects about energy consumption.In addition,it also analysis the energy-saving potential of universities by considering condition of using energy and predicting developing trend of teachers and students’ using habits.

energy saving status; transformer; lamps and lanterns; data analysis; potential

1672-7010(2017)03-0062-04

2016-12-20

谭尚书(1990-)，男，湖南邵阳人。助理工程师，学士，主要从事电气工程、节能管理研究。E-mail:tanshangshu@126.com。

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