淺談民用建筑供配電系統的節能設計

白文強

（四川工商學院 四川 成都 611745）

淺談民用建筑供配電系統的節能設計

白文強

（四川工商學院 四川 成都 611745）

隨著社會高速發展，能源緊缺問題越發凸顯，因此，節能成為現今社會的主要問題之一。本文通過對民用建筑中供配電系統節能設計的闡述和分析，對民用建筑節能工作產生一定的指導意義。

供配電系統；民用；節能

1 選擇合理的接線方式

供配電系統在民用建筑電氣系統中屬于重要的組成部分，在民用電氣系統的設計中，供配電系統應該盡可能簡單、可靠。在設計中，同一個電壓等級的供電系統的變配電不應超過兩級，這樣才可以減少由于變電級數過多而引起的電能損耗。而且，在民用建筑電氣系統的設計中合理的選用供電電壓能實現有效節能。在我國，對于普通用戶，可供選擇的供電電壓有三檔， 10kV、380V以及220V。

對于10kV等級的供電用戶，如需使用大功率的單臺或單組設備，可考慮是否能夠直接使用，即可免除由于變壓帶來的電能損耗，并能有效減少由于線路發熱導致的電能損耗。而對于380V等級的供電用戶，應盡量采用三相電路用電設備，如果不能選用三相設備也需盡可能將單相負載在三相電路中均勻分布，以減少中性點偏移，降低中性點電流，降低電熱損耗并節約金屬材料。在滿足系統安全可靠的要求下，線路結構越簡單，配電負荷越集中，越能滿足減小多余的電能損耗的要求。近年來，許多民用建筑都采用單母線結構作為其電氣主接線的主體結構，這樣的結構較為簡單，不需較多設備，可以有效減少投資，具有很好的經濟性。10kV及以下電壓等級的多回路電氣系統一般都采用單母線分段式的配線形式，通過裝設母線聯絡開關的方式在各段母線上實現負荷分配的功能。

2 提高供配電系統的功率因數

功率，分為有功功率（符號為P，單位W、kW）、無功功率（符號為Q，單位Var、kVar）與視在功率（符號為 S，單位 VA、kVA）。在人們平時所說的功率概念中，對于用電設備，主要是指有功功率，如電燈、電視等；而對于電動機、變壓器等的容量則是指視在功率。功率因數（cosφ），是用來衡量用電設備的用電效率的數據，它反映了用電設備的有功功率對于視在功率所占的比例。提高用電設備的功率因數即是減小線路中的無功功率損耗，提高系統的用電質量與電網的輸電效率，改善系統內設備的運行條件，使系統在保證安全穩定的工作條件下達到節能的目的。

提高功率因數，主要的方法有以下幾點：

（1）通過減小用電設備的無功損耗來提高用電設備的功率因數。我們在對系統進行設計時可以盡量采用一些功率因數較高的用電設備，例如同步電動機等。提高系統中各個用電設備的功率因數即可有效的減小無功損耗，提高有功功率，達到節能目的。

（2）通過使用調相機或電路電容補償裝置等設備來減少電力損失，改變功率因數。例如選擇適當的電容器并聯在感性負載上，此時，電容器的無功功率將會補償感性負載的無功功率，從而減少或消除感性負載與電源之間存在的能量交換。

對于交流電路，純電阻電路中負載的電流和電壓相位相同，純電感電路中負載的電流比電壓滯后90度，純電容電路中負載的電流比電壓超前90度。純電容與純電感的電流相位差為 180度，可以互相抵消，而民用建筑電力系統中的負載絕大多數都是感性元件，所以總電流比電壓滯后，如圖1所示：

圖1 并聯電容器補償原理圖

并聯電容器，原稱移相電容器。主要用于補償電力系統中感性負荷的無功功率，以提高功率因數，改善電壓質量，降低線路損耗。根據具體的補償方法不同有三種補償方式，即集中補償、個別補償和分組補償，這三種補償方式的目的都是為了提高用電設備功率因數，一般可將用電設備的功率因數穩定在0.9～1.0。

a.集中補償法：這種方法是將電容器組接在變配電所的低壓側或高壓母線上，其優點是電容器組的利用率較高，缺點是不能減少用戶內部配電網絡的無功負荷引起的損耗。其原理如圖2（a）所示。

b.個別補償法：這種方法是將電容器組直接接在用戶設備附近，與用電設備共用一套開關。這種補償方法一般用于低壓網絡，適用于對連續運行的用電設備需要較大的無功功率容量補償的時候。其優點是補償效果好，缺點是電容器利用率低。其原理如圖2（b）所示。

c.分組補償法：這種方法是將電容器組分別安裝在各車間配電盤的母線上。其優點是電容器組利用率高，且需要的容量比個別補償方式需要的少。其原理如圖2（c）所示。

圖2 補償法原理

3 供配電線路優化設計

供配電線路的設計方案對整個系統的能耗有很大影響。在設計供配電線路時，應根據各線路用電情況、負荷分配情況、供電線距離以及供電半徑和用電設備的容量等因素進行綜合考慮設計，以達到節能目的。在民用建筑供配電系統的設計中，應遵循安全、簡單、可靠、方便、節能等原則，盡量減少線路上的電能損耗。如在大負荷的配線過程中盡量使用銅芯導線，小負荷配電盡量采用鋁芯導線，并在線路設計中盡量減少導線長度，來滿足節能需求。

4 結束語

能源是保證社會發展的基石，在當今這個高速發展的時代，能源更是必不可少，而能源是有限的，如何讓有限的能源發揮更大的價值則是我們節能設計的根本目的。民用建筑的供配電系統是整個供電環節的重要組成部分，所以對于民用建筑的供配電系統的設計，在保證功能需求與安全得到滿足的情況下應盡量優化設計方案，以達到節能目的。

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1007-6344（2017）10-0107-01