民用建筑電氣中的主要節能措施

【摘? 要】文章從民用建筑中影響節能的幾個主要方面闡述了節能理念和節能措施。

【關鍵詞】變壓器;無功功率補償;照明節能

引言

近年來，由于國家經濟的高速增長，電力供應也越來越緊張，每年的用電高峰，供電缺口都在增大，而且我國發電所使用的主要能源是不可再生的煤，不僅對環境污染同時也不夠節約能源。所以，各行各業提出了節能的要求，節約二次能源——電能，也就成為民用建筑電氣中重點，筆者認為在民用建筑中可以從以下幾點的應用來貫徹節能措施：

1.選擇更先進更節能的配電變壓器

隨著市場經濟的發展和科技的不斷進步，新材料新工藝的廣泛應用，新的低損耗配電變壓器先后開發成功，盡管配電變壓器已是高效率的設備，但由于數量的巨大和空載耗電的固定性，變壓器效率即使有微小的改進也能獲得相當大的能源節約和減少溫室氣體的排放，因此其本身存在巨大的節能潛力.現在在我國應用的較多的主要有油浸式變壓器，干式變壓器，箱式變壓器等。

（1）油浸式變壓器：國家從1999年起國家規定淘汰并停止生產S7系列油浸式配電變壓器，2001年在S9基礎上我國又開發出S11系列變壓器，使空載損耗進一步降低。S11型變壓器適應范圍廣，性能水平優于S9，節約能源，與S9變壓器比，它的空載損耗平均降低百分之三十，空載電流平均下降百分之七十，而且噪音水平也下降了，減少了城市的噪音污染。

（2）干式變壓器：近年隨著高層及大中型建筑的增多，以前用量較少的干式變壓器因為它的結構簡單，維護方便，安全性能好等優點已得到很大發展。目前SC9型為國內干式新型節能變壓器，損耗比老產品大大降低，比老SC8干式變壓器空載損耗平均降低百分之八十七，負載損耗平均降低百分之十，另外變壓器的噪音水平也明顯降低。

（3）箱式變壓器：箱式變壓器即為高低壓預制式變電站，由變壓器制造廠生產。因為占地面積較小而且就近設于負荷中心，可降低線損，也屬于節能變壓器，現在在民用住宅小區中應用非常多。

綜上所述，目前適合國內需求的節能產品是S9型及S11型配電變壓器，有防火要求的地方，可采用環氧樹脂澆注的干式變壓器，住宅小區多為箱式變壓器。而配電變壓器的節能原理主要體現在減少變壓器的有功功率損耗變壓器的有功功率損耗如下式表示：△Pb=Po+Pkβ2其中：△Pb——變壓器有功損耗（KW）;Po——變壓器的空載損耗（KW）;Pk——變壓器的有載損耗（KW））;β——變壓器的負載率。Po部分為空載損耗又稱鐵損，它是由鐵芯的渦流損耗及漏磁損耗組成，是固定不變的部分，大小隨矽鋼片的性能及鐵芯制造工藝而定。所以，變壓器應選用節能型的，在80年代中期設計的民用建筑，變壓器的負載率絕大部分在50%左右，在實際使用中有一半變壓器沒有投入運行，這種做法有的一直沿襲至今。但是，這僅是為了節能，而沒有考慮經濟價值。事實上50%負載率僅減少了變壓器的線損，并沒有減少變壓器的鐵損，因此也不是最節能的措施。計及初裝費、變壓器、低壓柜、土建的投資及各項運行費用，又要使變壓器在使用期內預留適當的容量，變壓器的負載率應在75%～85%為宜。

2.減少線路上的能量損耗

在一個工程中，線路左右上下縱橫交錯，小工程線路全長不下萬米，大工程更是不計其數，所以線路上的總有功損耗是相當可觀的，減少線路上的能耗必須引起重視。 由于線路上存在電阻，有電流流過時，就會產生有功功率損耗。其公式如下：△P=3IΦ2R×10-3KW）式中：IΦ——相電流（A）R——線路電阻（Ω）。

線路上的電流是不能改變的，要減少線路損耗，只有減小線路電阻。線路電阻R=P×L/s，即線路電阻與電導P成正比，與線路截面S成反比，與線路長度L成正比，因此減少線路的損耗應從以下幾方面入手。（1）應選用電導率較小的材質做導線。（2）減小導線長度。（3）增大導線截面。

3.采用合適的無功補償裝置，提高功率因素

目前，民用建筑設計中，絕大部分采用變壓器低壓側集中補償，這種做法僅減少了區域變電站至用戶處的高壓線路上的無功傳輸，提高了用戶處的功率因數，可以不受或少受供電局局的罰款。而對用戶，無功仍由變壓器低壓母線經傳輸線路輸送到各用戶點，低壓線路上的無功傳輸并沒有減少，那么無功補償也就達不到節能的目的。在民用建筑中應改變電容器集中安裝的做法，但若供電距離超過20m時也最好采用就地補償。這樣才能使線路上的無功傳輸減少，達到節能目的提高設備的自然功率因數。 由于感抗產生的是滯后的無功，可采用電容器補償，因為電容器產生的是超前的無功，兩者可以相互抵消，即Q=QL-QC，因此無功補償，可以提高功率因數，因而也減小了無功的需求。

4.照明節能

據統計，我國照明用電量已占總用量的10%～12%。按照我國提出的“中國綠色照明工程”，照明節電已成為節能的重要方面。選擇優質的電光源科學的選用電光源是照明節電的首要工作：節能的電光源發光效率要高，使得每瓦電（W）發出更多光通量（Lm）。白熾燈泡發光效率一般為7～20Lm/W，其壽命一般為1000h，特殊的為2000h;單端的緊湊型熒光燈（俗稱節能燈）其光通量一般為50Lm/W，采用一只9W壽命3000～5000h的節能燈完全可以替代40W的白熾燈泡;雙端直管熒光燈T12型的光通量為55 Lm/W，壽命為3000～5000h，而現在的T5型則達到90～110 Lm/W，壽命可達8000～10000h.所以T12，T10甚至T8型的熒光燈都應該淘汰，不但可以節約大約50%的電能，還會改善燈光的顯色性。除以上光源外，還有高強氣體放電燈，如高壓鈉燈、金屬鹵化物燈、無極燈、發光二極管和半導體照明燈等，科學技術的發展，電光源也層出不窮。

選擇節電的照明電器配件在各種氣體放電光源中均需要有電器配件：例如鎮流器，舊的T12熒光燈其電感鎮流器要消耗其20%的電能，40W燈，其鎮流器耗電約8W;而節能的電感鎮流器則耗電小于10%，更節能的電子鎮流器，則只耗電其2～3%，也是一筆不小的節電措施。

安裝照明系統節電器：目前國內外都大力推廣照明節電器，在現在照明系統上加裝節電控制設備。國內市場上的照明節能設備很多，其中照明控制節電裝置所占比例最大。

合理利用太陽能：太陽能作為最環保又節電的能源其利用前景是非常可觀的，目前有些住宅小區和公共建筑的庭院照明，景觀照明和樓梯間的公共照明已經采用了這種技術，在道路照明上也有應用。它主要是根據光電效應把太陽能直接變成電能供照明使用，目前常用的硅太陽能電池就屬于這類換能部件，它的換能效率可達百分之十三到百分之二十。

5.結束語

總之，隨著經濟高速發展，如何節約能源是保證可持續發展的必要條件，民用建筑節能特別電氣節能也是非常重要組成部分。本文所涉及的內容只是論述了民用建筑配電節能的主要途徑和措施，供供配電設計和施工中作為參考。

參考文獻

[1]《建筑照明設計標準》GBB50034-2004.

[2]《建筑電氣設計手冊》中國建筑工業出版社.轉貼于 中國論文下載中

作者簡介：孫書玉（1977.09-），男，山東聊城人，畢業于山東工程學院工業電氣自動化專業，學士學位，工程師，研究方向為電學計量。