黃少峰

摘要：我們國(guó)家的能源狀況雖說(shuō)從總體上來(lái)看比較樂(lè)觀，但我們國(guó)家具體的人口基數(shù)決定了實(shí)際上我們還是處于能源短缺狀態(tài)的，尤其是在這樣一種短缺的狀況下還存在著比較嚴(yán)重的能源浪費(fèi)問(wèn)題，尤其是在建筑行業(yè)，基本上每年的能源消耗都要比其他的國(guó)家高出兩倍作用。因此，我們可以看到，將節(jié)能減排的工作從建筑能耗上入手已經(jīng)是大勢(shì)所趨，本文正是在這樣一種大的時(shí)代背景下針對(duì)于建筑電氣設(shè)計(jì)中的集中有效的節(jié)能措施進(jìn)行了討論。

關(guān)鍵詞：建筑電氣;設(shè)計(jì);節(jié)能措施

一、變壓器節(jié)能設(shè)計(jì)

變壓器節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的建筑物性質(zhì)、負(fù)荷狀況和環(huán)境條件來(lái)進(jìn)行確定，并在此基礎(chǔ)上選擇合適的變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。在變壓器的選用上實(shí)現(xiàn)節(jié)能就要首先把握住變壓器上能耗損失的機(jī)理所在，實(shí)際上，變壓器在進(jìn)行變壓并傳輸電力的時(shí)候，主要的能耗是在傳輸過(guò)程中以功率損耗的形式消耗掉的，而功率消耗又分為空載消耗和負(fù)載消耗兩個(gè)大的類型。通過(guò)這樣一種關(guān)系的描述和分析我們可以知道，在變壓器的節(jié)能中，功率消耗就是那個(gè)最為關(guān)鍵的指標(biāo)，在討論變壓器的節(jié)能時(shí)就是以此作為最主要的研究方面。在對(duì)變壓器的功率損耗進(jìn)行研究的時(shí)候，我們主要是把握其中幾個(gè)重要的參數(shù)，也就是上文中所說(shuō)的空載損耗和負(fù)載損耗。

1.空載損耗

空載損耗也稱作鐵損，主要是在變壓器內(nèi)部的鐵芯疊片中發(fā)生，損耗產(chǎn)生的內(nèi)在機(jī)理是由于在磁力線經(jīng)過(guò)鐵芯的時(shí)候產(chǎn)生了明顯的渦流而相應(yīng)的帶來(lái)的損耗。根據(jù)這樣一種損耗機(jī)理我們就能夠發(fā)現(xiàn)，實(shí)際上空載損耗的產(chǎn)生與其負(fù)荷沒(méi)有關(guān)系的，正是基于這樣一種性質(zhì)和原理，我們通常對(duì)空載損耗的控制就是通過(guò)調(diào)整變壓器內(nèi)部的鐵芯疊片來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的的。也就是說(shuō)，在進(jìn)行變壓器的選擇時(shí)就直接選取節(jié)能性的變壓器。

2.負(fù)載損耗

負(fù)載損耗也就是變壓器的線損，顧名思義也就是在傳輸?shù)穆肪€上所發(fā)生的損耗，因此，這樣一種能量損耗大小的決定性因素就來(lái)源于變壓器繞組的實(shí)際電阻和流過(guò)繞組電阻里的電流的大小。基于這樣一種機(jī)理，我們?cè)谶M(jìn)行變壓器的選擇時(shí)就盡可能的選擇銅芯變壓器。

3.變壓器容量與臺(tái)數(shù)的確定

變壓器的節(jié)能還可以通過(guò)對(duì)變壓器的容量和臺(tái)數(shù)的合理確定和搭配來(lái)實(shí)現(xiàn)，也就是說(shuō)，在負(fù)荷狀況確定的狀況下，對(duì)年運(yùn)行費(fèi)用的投資進(jìn)行衡量，并對(duì)負(fù)荷進(jìn)行較為合理的分配，終再選擇與電力的實(shí)際負(fù)荷相匹配的變壓器使得工作始終處在高效低耗的狀態(tài)下，以這樣一種有效的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

二、減少線路損耗

當(dāng)電流在輸電線中進(jìn)行傳輸?shù)臅r(shí)候，會(huì)在線路的電阻上產(chǎn)生功率損耗。根據(jù)物理學(xué)原理我們可以知道，線路越長(zhǎng)就意味著電路上阻值越大，阻值越大就意味著一個(gè)更大的能量損耗。我們從實(shí)際的工程實(shí)踐中不難看出，在一個(gè)較大型的工程中，就會(huì)有極其復(fù)雜而錯(cuò)綜的線路，其對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線和電纜數(shù)量也就可想而知，線路損耗是非常嚴(yán)重的。因此，在這樣一種過(guò)程中，工作人員對(duì)線路損耗予以關(guān)注和處理時(shí)非常重要的。在實(shí)際的施工過(guò)程中，負(fù)載一定的狀態(tài)下，線路上的電流是不會(huì)變的，這也就是說(shuō)，在這樣一種狀況下想要減少線路損耗，就只能通過(guò)減少線路上的電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)，這也是唯一有效的方式。

再根據(jù)導(dǎo)線的電阻相關(guān)因素我們就可以得出以下結(jié)論：根據(jù)電阻值的定義和其計(jì)算公式我們可以推知，想要將電阻值降低到一定程度，就只能從以下幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行：一是選用電阻率較小的電纜或者是導(dǎo)線，通常來(lái)說(shuō)優(yōu)先考慮銅芯導(dǎo)線，盡可能的不用或者是少用鋁芯導(dǎo)線;二是要將變電所的位置設(shè)置在一個(gè)相對(duì)合理的位置，使其盡可能的靠近負(fù)荷區(qū)，從而降低輸電線的實(shí)際長(zhǎng)度;三是在較長(zhǎng)的輸電線路中適當(dāng)?shù)脑龃髮?dǎo)線的橫截面積，這樣一種改變既能夠滿足實(shí)際的電壓降要求，與此同時(shí)還能夠有效的減少線路上的損耗。

三、電動(dòng)機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì)

在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的選擇時(shí)同樣應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的負(fù)荷需求來(lái)選擇高效率的電動(dòng)機(jī)，當(dāng)實(shí)際的運(yùn)行要求為連續(xù)運(yùn)行且運(yùn)行功率較大的時(shí)候，就應(yīng)該盡量的選擇使用同步電動(dòng)機(jī)。對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)其能夠有效地滿足機(jī)械的實(shí)際負(fù)荷狀況時(shí)，就可以采取調(diào)壓這樣一種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，并能夠使得電動(dòng)機(jī)始終在一個(gè)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定的范圍內(nèi)運(yùn)行。在進(jìn)行建筑電氣的相關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于動(dòng)力設(shè)備或者是空調(diào)系統(tǒng)中的電機(jī)型設(shè)備，就要求在滿足其設(shè)計(jì)的工藝專業(yè)需求的實(shí)際狀況下合理采用變頻調(diào)速等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能，這樣一種設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)就能夠使得實(shí)際負(fù)載在發(fā)生變化時(shí)電動(dòng)機(jī)能夠自動(dòng)的進(jìn)行調(diào)速，使得調(diào)節(jié)以后的速度與負(fù)載的變化狀況相一致，這樣就能夠保證電動(dòng)機(jī)始終處在一種高效的工作狀態(tài)下，從而有效的達(dá)到節(jié)約電能的目的。除此之外，異步電動(dòng)機(jī)還能夠在安全、經(jīng)濟(jì)的前提下就地的進(jìn)行補(bǔ)償，通過(guò)提高其功率因數(shù)來(lái)降低線路上的損耗。

四、提高功率因數(shù)

功率因數(shù)在整個(gè)的供電系統(tǒng)中都是一個(gè)非常重要非常關(guān)鍵的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，這是因?yàn)橛秒娫O(shè)備所消耗的不僅僅只是有功功率，二是還需要大量的無(wú)功功率由電源送至負(fù)荷，實(shí)際上，所謂的功率因數(shù)也就是指在消耗一定量的有功功率時(shí)所消耗的無(wú)功功率，這也就意味著，功率因數(shù)的高低所表達(dá)的就是輸電線路和供電設(shè)備的實(shí)際供電能力，也會(huì)影響到其功率損耗。在供配電的實(shí)際線路中會(huì)有比較多的感性負(fù)載，如電動(dòng)機(jī)、變壓器和燈具的整流器等，這些感性負(fù)載的功率因數(shù)通常都比較低，這也就意味著這些負(fù)載的存在會(huì)比較嚴(yán)重的影響到整個(gè)電路的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)。因此，在這里我們就需要一種合理的無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備來(lái)對(duì)系統(tǒng)的整體功率因數(shù)實(shí)現(xiàn)提高，最終達(dá)到節(jié)約電能減低損耗的目的。在實(shí)際的應(yīng)用和操作過(guò)程中，功率因數(shù)的提高可以通過(guò)兩種具體的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種就是提高設(shè)備自身的自然功率因數(shù)，這樣一個(gè)過(guò)程的實(shí)現(xiàn)就需要選擇好適當(dāng)?shù)碾妱?dòng)機(jī)和變壓器容量，在功率條件合適的情況下還可以選擇同步電動(dòng)機(jī)，以這樣一些方式來(lái)實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)的調(diào)高;另一種方式則是可以通過(guò)并聯(lián)電力電容器來(lái)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償作用，這是因?yàn)檫@樣一種人工補(bǔ)償裝置的使用能夠有效的減少線損和電壓損失，一般來(lái)說(shuō)人工補(bǔ)償都是就地實(shí)現(xiàn)。

在實(shí)際的建設(shè)過(guò)程中也確實(shí)是這樣做的，一般在變電所的低壓一側(cè)都會(huì)設(shè)有無(wú)功功率的集中自動(dòng)補(bǔ)償裝置，就北京地區(qū)而言，經(jīng)過(guò)這樣一種補(bǔ)償之后功率因數(shù)都是不會(huì)低于0.95的。低壓補(bǔ)償電容器所選用的是干式全膜金屬化電容器，并對(duì)其裝設(shè)過(guò)電壓可自行進(jìn)行切除的保護(hù)裝置。

五、系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)所強(qiáng)調(diào)的實(shí)際上就是一個(gè)配電系統(tǒng)的全面控制和管理，也就是會(huì)所，在進(jìn)行配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)要切實(shí)的做到從全局的效果出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧，并按照實(shí)際的負(fù)荷數(shù)量、性質(zhì)和工程特點(diǎn)等一系列的相關(guān)因數(shù)來(lái)進(jìn)行供電電壓和供電方式的選擇，并在此基礎(chǔ)上合理的設(shè)計(jì)出一個(gè)符合實(shí)際負(fù)載需求的供電系統(tǒng)來(lái)。在此過(guò)程中的核心就是要做到經(jīng)濟(jì)上合理、技術(shù)上可行、操作上簡(jiǎn)單和能耗上較少的目的。

六、結(jié)束語(yǔ)

在本文中，我們首先之間入題，將一些比較關(guān)鍵且影響大而直接的節(jié)能影響因素提煉出來(lái)，然后針對(duì)于這些影響措施的實(shí)際影響原理來(lái)進(jìn)行節(jié)能措施的設(shè)計(jì)和處理，實(shí)踐中證明這樣一種方式是切實(shí)有效的。

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