超高层建筑用电节能改造应用

摘 要：目前，我国正处于经济科技飞速发展的阶段，在每一个领域都有了新的发展。其中，随着科学技术的创新与发展，我国各个一线二线城市逐渐出现了多种用途的高层甚至超高层建筑。和一般的建筑比较，其高层建筑内电气设备非常多，用电不仅负荷大，而且配电的质量需求也是极高的，所造成的能源浪费也很高。因此超高层建筑用电改造成为新的问题，分析出一套高水平的高层建筑用电改造方案也是刻不容缓的。

关键词：高层建筑；用电；改造；电气节能

引言

完善高层建筑用电是保证高层建筑正常运行和安全建成的基础条件之一，在超高层建筑工程施工的过程中起着不可小觑的作用，所以合理规划高层建筑用电，对于高层建筑工程的成本、进度安全以及施工环境都起着决定性的作用。除此之外高层建筑节能用电，也符合国家紧抓的绿色环保的生态理念。本文主要围绕高层建筑节能用电的规划与设计、高层建筑用电节能改造方案以及现阶段先进的节能用电设计介绍三个主题，进行详细的分析与介绍。

一、高层建筑节能用电的规划与设计

（一）用电负荷计算

由于超高层建筑的用电负荷较大，而且加上用电负荷比较分散，容易遗漏和浪费。因此合理且按相应公式计算超高层建筑的用电负荷，对使用低压和变配电设备甚至对节能本身都起着非常重要的作用。

在计算超高层建筑的用电负荷的过程中，要密切注意供电负荷的大小，之所以要这样注意的是供电负荷，是因为供电负荷的大小并不能等同于高层建筑施工现场所有用电设备的额定容量的总额。这主要是因为在建筑施工用电的过程中，所有电气设备并不能够同时运行，而且在运行过程中的设备也不是都能够准确的达到它的最大额定负荷，加上各种电器设备的功率因数也有很大的差异。

计算过程中需要注意的事项较多，比如当电动机的设备容量为短期或反复短时工作制度时，应该将额定功率一并换算到负载持续率的百分之二十五的有效功率，但与此不同的是，长期工作的电动机的设备容量应该等于铭牌上的额定功率。电焊机及电焊变压器的设备容量则是将额定容量和功率一并转换到到复合持续率为百分之八十的有效功率。

（二）变配电及低压电器的选择

目前配电房主电源的控制器应采用万能短路器，主要使用西门子或正泰等品牌，各回路控制器应采用自动空气开关，照明控制则使用自动控制开关，高压则采用高压真空短路器。各回路的漏电保护器，应采用最好的电器设备厂生产重核型触电版保护器，这一保护器最好使用松林牌，并且用适合的中间继电器和交流接触器，分箱和结尾内漏电保护器采用浙江研发并产出的漏电开关进行分级保护。

（三）安全防卫技术措施及防火措施

超高层建筑施工现场所采用的线路，需要使用特殊的零保护系统，特用来保护零线的中间和末尾端与主体接地相接连，最后接连到各个用电设备的外部。专门用来保护零线的横截面应当大于或等于2.5平方毫米，且最好使用多股铜线，以为了确保线路的安全与稳定性，并且应该一并使用绿黄双色线用来保护零线，而电源线不能使用绿黄双色线。

在超层建筑的生活区的线路中，单相线路统一由过载开关以及单项漏电器控制，并需要控制不准私拉乱接线路。另外，电工及焊工必须严格考核录用，且必须达到工程技术标准，从这个层次上促进超高层建筑工程的稳定性和安全性。

二、超高层建筑节能用电改造方案

（一）机械设备的节电改造

1.优先选用节能设备

在选择高层建筑的机械时，应首先考虑使用同等效率下能量消耗少的设备。当我们在选择电动机的时候，第一个要考虑的因素就是电机的额定参数，例如，额定功率、功率因数、额定转矩等。

电动机是塔吊和电梯正常运行的动力所在，因此我们需要在满足设备自身运转的能力的前提下，对电梯和塔吊的电动机进行相应的调整和技术更新。在选择电动机时，应该还要考虑避免出现，大脚穿小鞋的的现象。更新后的电动机比一般标准的电动机平均功率因数增加了9%，总耗能方面也比一般电动机降低了20%左右，有些比较完善的节能技术和能力，同时配置到施工机械中大力的节省了能源，从而保证了设备的高效运行。

2.用电设备的维修和保护

对于一些高层建筑的施工设备经常处于负荷的运行状态，当负荷的最大值小于电动机额定容量的40%时，我们就应该采用转换装置。转换装置的主要作用是，将其电动机的三角形接法转换为星形接法，从而起到较好的节能作用，部分设备还可以使用轻载节能电器。在日常条件下用电设备的维修过程，应注意要时常检查电机的运作是否正常，对施工设备要经常检查部件是否出现咬合的问题，并且按时相应的添加润滑油等。

（二）无功就地补偿技术

无功就地补偿的主要作用是通过对远距离送电的电动机的功率因數的改变，调整运行的状态，从而降低线路损失率，并且进一步提高变压器负载率。对于在高层建筑施工现场载货空载运行耗时比较长的的施工机械设备，应首先考虑到的是应用无功就地补偿技术，之后再采用就地补偿的方法是电动机平稳电荷法。

电动机无功就地补偿装置的接线有两种方法，一种方法是相对于新投入使用的电动机，具体详细的操作方法是将补偿电容器接在继电器上，然后再接在热继电器的一次线后，依照补偿后的电动机工作功率对相应的热继电器的整定电流应进行计算。另一种方法是，通过合适的装置将电容器和电动机一起进行切换工作，需要注意的是，此时的补偿电容器处于接触器的主解点后方和热继电器线圈之前的。

（三）降低线损

降低线损，是高层建筑用电节能改造方案最重要的步骤，对于众多超高层建筑施工企业来说，降低线损率的最有效的方法之一是提高系统的功率因数。详细的操作方法是在超高层建筑施工项目的变配电室中，安装低压无功补偿装置。设置该装置的优点是，一安装方便灵活，被电设备较少，对环境要求不高，并且维护便利；二是投资相对较少；三是切换灵活。

三、新型节能用电设计

变压器的损耗主要内容包括的是负载消耗和空载消耗，变压器是否含有附加消耗。通过考虑这一问题，能够准确地确定其损耗的科学性和合理性，并减少损耗。

当三相四线系统三项负荷出现不平衡的现象时，不可否定的是会产生附加损耗。在第一次进行预测时，如果三相负荷不平衡率为10%时，有相同负荷量变压器损耗和线路损耗可提高30%的情况出现，这同样也是一个不能忽视的问题。其次是运行方式不合理造成的损耗。出现这一问题时，第一步需要做的的是对辅机负荷特性进行排查，从而计算出与之对应的安全经济运行曲线。因而节能损耗才可以从这方面入手。系统运行状况是在不断发生变化的，若设备运行不能够被及时的做出调整，一定会存在浪费电能的情况。

结束语：

综上所述，对超高层建筑节能用电的改造，最重要的一点是进行其规划设计。加上对建筑机械设备进行相应的调整，从而打造超高层建筑节能用电的改造目的，降低能量的损耗率，提升能源有效使用率，对于提高超高层建筑的平均使用寿命，具有重要的意义。

参考文献：

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[2]王超博.超高层建筑钢板剪力墙施工技术初探[J].民营科技.2017（06）.

[3]王梓，尹宝泉.绿色超高层建筑被动式设计策略[J].城市住宅.2016（11）.

作者简介：

杨三新（1989.08.12-），男，汉族，籍贯：湖南邵阳人，2008年6月毕业于湖南新邵职业中专，电子电器专业。2012年7月毕业于三峡大学电气自动化技术专业大专。本人从2007年出来工作，一直从事酒店、物业工程管理服务行业，至今有11年的工程管理经验。目前就职于北京仲量联行物业管理服务有限公司珠海分公司，管理珠海市地标性建筑珠海中心大厦设备设施运行维护维修，任工程主管职务。