調整單位建筑面積電氣設計容量重要性的研究

喬偉

摘 要：近年來，隨著我國經濟的飛速發展和城市化建設進程的不斷加快，進一步推動了建筑業的發展速度，各類建筑工程項目隨之日益增多。與此同時，建筑能耗也呈現出逐步升高的態勢，這一情況引起了國家的高度重視，并出臺了一系列與建筑節能降耗有關的政策、法規。想要真正實現建筑節能，除了宏觀調控之外，還必須重視建筑電氣設計，這是解決建筑能耗過高的根本途徑。基于此點，本文就調整單位建筑面積電氣設計容量的重要性展開研究。

關鍵詞：電氣設計容量 變壓器 建筑節能

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（c）-0080-02

1 對單位建筑面積電氣設計容量進行優化調整的重要性分析

在國家大力提倡節能減排的背景下，建筑電氣節能逐漸受到了人們越來越多的關注和重視，在相關人員的不懈努力下，建筑節能工作雖然取得了一定的成果，但是仍有很多問題亟待解決，具體體現在以下幾個方面上。

1.1 建筑電氣設計問題

建筑電氣設計在很大程度上與電氣系統的節能息息相關，換言之，建筑電氣設計容量選擇的合理，能夠使電氣系統的能耗大幅度降低，從而達到節能的目的，若是建筑電氣設計容量選擇的不合理，便會導致電氣系統的能耗增大。然而，在實際中，由于設計部門及相關設計人員對建筑電氣設計容量的重要性認識程度不足，加之大部分建筑工程都存在設計周期短等問題，使得一些設計單位只重數量輕視質量，這就造成了設計的系統不但前期投資相對較大，而且運行能耗也非常之高，嚴重超出了國家有關標準的規定要求。由此可見，對建筑電氣設計容量進行優化調整顯得尤為重要。

1.2 對建筑電氣運行原理了解不夠

目前，有些設計人員對建筑電氣的運行原理知之甚少，在進行電氣系統設計的過程中，都是照搬以往的設計經驗，還有部分設計人員根本不考慮設計出來的系統節能效果如何，而是一味追求新技術，他們認為只要技術先進就能達到節能的效果，但實際上卻并非如此，每一種設計方案都有自己的使用條件和范圍，正因如此，使得建筑電氣設計容量不是過大就是不足，嚴重影響了節能效果。

1.3 變壓器選型問題

目前，我國大部分建筑節能設計規范、標準都沒有將完整的電氣節能納入其中，有些規范中雖然也有涉及但卻并不全面，這使得一些工程項目由于負荷計算不合理或是用電數據不全導致了變壓器容量選擇不當，致使變壓器的總體運行效率較低。

1.4 對照明用電考慮的不周全

近年來，隨著我國城市化建設進程的不斷加快，各類建筑如雨后春筍般拔地而起，這雖然有效緩解了人們的住房壓力，但卻導致了能源消耗量激增，尤其是建筑照明用電水平較之以往明顯提升，傳統的照明控制方式已經無法滿足高標準的照明需求。若是在建筑電氣設計時，對照明用電的考慮不周全，則有可能影響到整個電氣系統的設計，從而造成不必要的能耗損失。

2 單位建筑面積電氣設計容量優化調整的有效措施

2.1 運行方式優化

通常情況下，變壓器自身都會存在一定的阻抗，而這部分阻抗會造成電能消耗。有些工程中采用的是降低變壓器的負載率來減少電路中的電能損耗，這樣雖然能夠達到節能的目的，但卻會導致工程前期投資成本增大。從本質上講，變壓器節能就是降低有功功率損耗，提高運行效率。配變低壓側輸出電網應盡可能形成環網結構，這樣有助于隨負荷變化采取及時切換，或是在不影響各個環節電力供應的前提下，考慮投入運行的變壓器臺數。對于季節性變化負荷，則可采取并聯運行的方式降低能耗，而晝夜變化較大的負荷若是采用上述方法來降低變壓器能耗顯然是不合理的，這是因為會造成變壓器開關操作次數增大，從而導致開關檢修量增加，使用壽命也會縮短。在變壓器中，鐵芯是電磁感應的磁路，變壓器運行時，由于磁通會在鐵芯中產生交變，這樣便會引起磁滯和渦流損耗。以非晶態合金作為鐵芯的變壓器具有較為特殊的磁特性，其與普通材料相比在同等容量的條件下，能夠降低75%左右的損耗，這種變壓器現已在我國逐步推廣應用。此外，由于電網的運行負荷不可能保持全天24小時不變，必然會出現高低起伏的情況，起伏的時間和幅度一般都是有規律的，也就是我們常說的負荷高峰和低谷，以曲線波形來表示峰谷值，波形越趨于平坦狀態就表明電能的利用越充分，為了使變壓器自身的損耗能夠將至最低，可通過調整負荷及改變運行方式來實現變壓器自身的節能降耗。

2.2 選用大容量變壓器

合理選擇變壓器的容量是提高變壓器經濟效益和節能的有效途徑。如果是多臺變壓器并聯供電的前提下，可以按照實際負荷的大小安排投入運行的實際臺數，這樣可以使變壓器自身損耗達到最小；若是容量大并且需要選用多臺變壓器時，應當在合理分配負荷的基礎上，盡量減少變壓器的臺數，并選用容量較大的變壓器，如裝機容量為2000 kVA，可以選用兩臺1000 kVA的變壓器，而不選用四臺500的，變壓器臺數減少有助于節能；對于有兩臺以上的配變用戶，若是兩臺變壓器的負載率相同，則其負載損耗最小，因此應當采取相應的措施確保變壓器負荷均衡，借此來使其負載率相等。若是變壓器的負載率不相等，可按照變壓器的實際負載率對負荷進行相應調整，并將負荷較大部分的負載切換到負載率較小的變壓器上，借此來使各臺變壓器都能夠處于最佳負載率的運行狀態；變壓器應當盡可能設置在距離負荷中心較近的位置處，這樣可以減少供電距離，所以當建筑物煤層面積在1萬平方米左右時，需要設置兩個變電所，借此來減少干線的長度，達到節能的目的。

2.3 減小變壓器有功損耗的措施

變壓器有功功率損耗可用下式表示：

=+

上式中，為變壓器的有功損耗；為變壓器負載率；代表空載損耗；為變壓器線損。其中空載損耗又被稱之為鐵損，其主要是由鐵芯的漏磁和渦流兩部分損耗構成，損耗值的大小與鐵芯的制造工藝和硅鋼片的性能有關。通常情況下，當變壓器一次繞組外加電壓及頻率恒定時，該值是固定不變的，與負荷的大小基本無關，損耗值一般可以通過空載試驗進行測定。變壓器應當盡可能選用節能型變壓器，如S9、S11等等，這些變壓器采用的都是高導磁冷軋晶粒取向硅鋼片和先進的制造工藝，因為經過了取向處理，從而使硅鋼片的磁場方向趨于一致，有效減少了鐵芯的渦流損耗；變壓器線損主要與繞組電阻電流的大小有關，并與負載率的平方成正比。所以在選擇變壓器時，應當盡可能選用阻值相對較小的繞組，如銅芯變壓器。與無勵磁調壓變壓器的空載和短路損失相比，采用銅芯變壓器能夠使10 kV系列的空載損失和短路損失分別降低40.9%和13.8%。

3 結論

總而言之，對單位建筑面積電氣設計容量進行優化調整是一項較為復雜且系統的工程，其最終目的在于通過優選變壓器、合理確定變壓器容量等措施，來實現建筑節能、節省建筑工程總體造價。我國是能耗大國，而建筑能耗在總能耗中所占的比重最大，所以加大建筑節能力度已經勢在必行。

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