二、建筑電氣節能技術應用措施
1、變壓器的節能措施
即減少變壓器的有功損耗。變壓器的有功損耗按下式計算:ΔΡ=Ρo+β2Pκ式中ΔΡ為變壓器的有功損耗(KW);Ρo為變壓器的空載損耗(KW);Ρκ為變壓器的短路損耗(KW);β為變壓器的負載率。(1)Po作為變壓器的空載損耗又稱鐵損,它是由鐵芯渦流損耗及漏磁損耗組成,其值與鐵芯材料及制造工藝有關,與負荷大小無關,所以在選用變壓器時最好選擇節能型變壓器如S9,SL9,SC8等。它們采用優質冷軋取向矽鋼片,由于“取向”處理,使矽鋼片的磁疇方向接近一致,減少鐵芯渦流損耗,45度全斜度接縫結構使接縫密合性好,減少了漏磁損耗。(2)Pκ是變壓器額定負載傳輸的損耗又稱變壓器線損,它取決于變壓器繞組的電阻及流過繞組電流的大小,并與負荷率平方成正比。因此在選擇變壓器時應選用阻值較小的繞組,如銅芯變壓器。βPκ用微分求它極值時,是在β=50%時每千瓦的負荷,此時變壓器的能耗最小,但在β=50%負載率時僅減少變壓器的線損,并未減少變壓器的鐵損,因此也不是最節能的。綜合初裝費,變壓器、高低壓柜、土建投資及運行費用,又要使變壓器在使用期內預留適當的余量,變壓器最經濟節能運行的負載率一般在75%~85%之間。(3)在選擇變壓器容量和臺數時,應根據負荷情況,綜合考慮投資和年運行費用,對負荷合理分配,選取容量與電力負荷相適應的變壓器,使其工作在高效低耗區內。
2、減少供配電線路損耗
線損是供配電線路經濟運行的重要指標,由于配電線路有電阻,有電流通過時就會產生功率損耗,其公式為:ΔΡ=3I2R·10-3式中:ΔΡ為三相輸電線路的功率損耗(KW);I為線電流(A);R為線路相電阻(Ω)。其中“R”線路電阻在通過電流不變時,線路長度越長則電阻值越大。在具體工程中,線路上電流一般是不變的,那么要減少線損,只能盡量減少線路電阻。而線路的電阻R=ρL/S,即與導線電阻率ρ、導線長度L成正比,與導線截面S成反比。要減少電阻值應從以下幾個方面考慮:(1)盡量選用電阻率ρ較小的導線,如銅芯導線較佳,鋁線次之。(2)盡可能減少導線長度,在設計中線路應盡量走直線少走彎路,另外在低壓配電中盡可能不走或少走回頭路。變電所應盡可能地靠近負荷中心,以減少供電半徑。(3)增大導線截面積,對于較長的線路,在滿足載流量,熱穩定,保護配合及電壓降要求的前提下,在選定線截面時加大一級線截面。
這樣增加的線路費用,由于節約能耗而減少了年運行費用,綜合考慮節能經濟時還是合算的。
3、照明節能措施
(1)充分利用自然光,根據自然光的照度變化,分組分片控制燈具開停。設計時適當增加照明開關點,即每個開關控制燈的數量不要過多,以便管理和有利節能。室外照明系統,最好采用光電控制器代替照明開關,以利節電。在插座面板上設置翹板開關控制,當用電設備不使用時,可方便切斷插座電源,消除設備空載損耗,達到節電的目的。
(2)有效控制單位面積燈具安裝功率。按照照明設計規范的視覺要求、照度標準、照明功率密度等,在滿足照明質量的前提下,一般房間及公共場所應優先采用緊湊型熒光燈及高效發光的熒光燈,體育館場及廠房的室外照明等一般照明宜采用金屬鹵化物燈、高壓鈉燈等高效氣體放電光源。
(3)使用低能耗性能優的光源用電附件,如節能型電感鎮流器、電子鎮流器、電子變壓器以及電子觸發器等,公共建筑場所內的熒光燈宜選用帶有無功補償的燈具,緊湊型熒光燈優先選用電子鎮流器,氣體放電燈宜采用電子觸發器。
4、電動機節能措施
在建筑電氣中的電動機都是與暖通、水道、建筑等工種的設備配套的,由設備制造廠商統一供應的。因此,其節能措施只能貫徹在運行過程中,除了用就地補償電容器以減少線路由于輸送超前無功而引起的有功損耗外,還應減少電機輕載和空載運行。采用這種方式,可提高電機在輕載時的效率,達到節能的目的。另外,其它節電途徑還有按經濟運行選擇合適的電機容量,減少輕載和空載運行時間,保證電機的電源電壓基本正常等措施。
總之,我國在建筑電氣節能領域中面臨著新的挑戰,因為國外的設計公司在設計過程中十分重視環保和節能,如果我們在設計過程中不重視節能,就有可能被淘汰出局。而節電節能工作牽涉的面又十分廣泛,從發電廠開始到線路末端的用戶都應該高效地使用電能以減少損失。對于設計者而言,就是要合理的選用設備(變壓器,電動機,電纜,照明光源等),合理確定供電電壓等級以及采用新材料,新技術等。建筑電氣節能設計潛力很大,應精心考慮設計方案,選擇高效節能設備,應用先進的設計技術,按照節能標準合理設計。在為人類提供健康、舒適、安全的居住、工作和生活空間的同時,又能行之有效地節約能源。
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