我國(guó)是個(gè)能源消費(fèi)大國(guó)，能源相對(duì)短缺，然而能源浪費(fèi)卻相應(yīng)嚴(yán)重。作為二次能源的電能供需矛盾近年來(lái)越來(lái)越突出，能源的缺乏已嚴(yán)重制約著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。節(jié)能問(wèn)題一直是我國(guó)發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針，那么節(jié)約電能就成為每位電氣設(shè)計(jì)人員必須認(rèn)真考慮的問(wèn)題。下面就建筑電氣設(shè)計(jì)中的幾種節(jié)能措施談?wù)勔恍┛捶ā?BR> 1 供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)
根據(jù)負(fù)荷容量，供電距離及分布，用電設(shè)備特點(diǎn)等因素合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)，做到系統(tǒng)盡量簡(jiǎn)單可靠，操作方便。變配電所應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心，以縮短配電半經(jīng)減少線(xiàn)路損耗。合理選擇變壓器的容量和臺(tái)數(shù)，以適應(yīng)由于季節(jié)性造成的負(fù)荷變化時(shí)能夠靈活投切變壓器，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行減少由于輕載運(yùn)行造成的不必要電能損耗。
2 變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)
減少變壓器的有功損耗。變壓器的有功損耗按下式計(jì)算：ΔΡ=Ρo+β²Ρκ ，式中 ΔΡ--變壓器的有功損耗(KW) Ρo-變壓器的空載損耗(KW)Ρκ-變壓器的短路損耗(KW) β-變壓器的負(fù)載率
(1)Ρo作為變壓器的空載損耗又稱(chēng)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(guān)，與負(fù)荷大小無(wú)關(guān)，所以在選用變壓器時(shí)選擇節(jié)能型變壓器如S9，SL9，SC8等。它們采用優(yōu)質(zhì)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(jié)構(gòu)使接縫密合性好，減少了漏磁損耗。
(2) Ρκ是變壓器額定負(fù)載傳輸?shù)膿p耗又稱(chēng)變壓器線(xiàn)損，它取決于變壓器繞組的電阻及流過(guò)繞組電流的大小，并與負(fù)荷率平方成正比。因此在選擇變壓器時(shí)應(yīng)選用阻值較小的繞組，如銅芯變壓器。β²Ρκ用微分求它極值時(shí)，是在β=50%時(shí)每千瓦的負(fù)荷，此時(shí)變壓器的能耗最小，但在β=50%負(fù)載率時(shí)僅減少變壓器的線(xiàn)損，并未減少變壓器的鐵損，因此也不是最節(jié)能的。綜合初裝費(fèi)，變壓器、高低壓柜、土建投資及運(yùn)行費(fèi)用，又要使變壓器在使用期內(nèi)預(yù)留適當(dāng)?shù)挠嗔?，變壓器最?jīng)濟(jì)節(jié)能運(yùn)行的負(fù)載率一般在75%--85%之間。
(3) 在選擇變壓器容量和臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷情況，綜合考慮投資和年運(yùn)行費(fèi)用，對(duì)負(fù)荷合理分配，選取容量與電力負(fù)荷相適應(yīng)的變壓器，使其工作在高效低耗區(qū)內(nèi)。
3 減少線(xiàn)路損耗
由于配電線(xiàn)路有電阻，有電流通過(guò)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生功率損耗，其公式為：ΔΡ=3I²R•10ˉ³ 式中：ΔΡ--三相輸電線(xiàn)路的功率損耗(KW) I-線(xiàn)電流(A) R-線(xiàn)路相電阻(Ω)，其中“R”線(xiàn)路電阻在通過(guò)電流不變時(shí)，線(xiàn)路長(zhǎng)度越長(zhǎng)則電阻值越大。如果在一個(gè)工程中由于線(xiàn)路上下縱橫交錯(cuò)，一般工程線(xiàn)路總的不下萬(wàn)米，大工程更是不計(jì)其數(shù)，造成電能損耗是相當(dāng)可觀(guān)的,所以減少線(xiàn)路能耗必須引起設(shè)計(jì)人員的足夠重視。在具體工程中，線(xiàn)路上電流一般是不變的，那么要減少線(xiàn)損，只能盡量減少線(xiàn)路電阻。而線(xiàn)路的電阻R=ρL/S,即與導(dǎo)線(xiàn)電阻率ρ、導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度Ｌ成正比，與導(dǎo)線(xiàn)截面Ｓ成反比。要減少電阻值應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：
(1) 盡量選用電阻率ρ較小的導(dǎo)線(xiàn)，如銅芯導(dǎo)線(xiàn)較佳，鋁線(xiàn)次之。
(2) 盡可能減少導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度，在設(shè)計(jì)中線(xiàn)路應(yīng)盡量走直線(xiàn)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(yīng)盡可能地靠近負(fù)荷中心，以減少供電半徑。
(3) 增大導(dǎo)線(xiàn)截面積，對(duì)于較長(zhǎng)的線(xiàn)路，在滿(mǎn)足載流量，熱穩(wěn)定，保護(hù)配合及電壓降要求的前提下，在選定線(xiàn)截面時(shí)加大一級(jí)線(xiàn)截面。這樣增加的線(xiàn)路費(fèi)用，由于節(jié)約能耗而減少了年運(yùn)行費(fèi)用，綜合考慮節(jié)能經(jīng)濟(jì)時(shí)還是合算的。
根據(jù)負(fù)荷容量，供電距離及分布，用電設(shè)備特點(diǎn)等因素合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)，做到系統(tǒng)盡量簡(jiǎn)單可靠，操作方便。變配電所應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心，以縮短配電半經(jīng)減少線(xiàn)路損耗。合理選擇變壓器的容量和臺(tái)數(shù)，以適應(yīng)由于季節(jié)性造成的負(fù)荷變化時(shí)能夠靈活投切變壓器，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行減少由于輕載運(yùn)行造成的不必要電能損耗。
2 變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)
減少變壓器的有功損耗。變壓器的有功損耗按下式計(jì)算：ΔΡ=Ρo+β²Ρκ ，式中 ΔΡ--變壓器的有功損耗(KW) Ρo-變壓器的空載損耗(KW)Ρκ-變壓器的短路損耗(KW) β-變壓器的負(fù)載率
(1)Ρo作為變壓器的空載損耗又稱(chēng)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(guān)，與負(fù)荷大小無(wú)關(guān)，所以在選用變壓器時(shí)選擇節(jié)能型變壓器如S9，SL9，SC8等。它們采用優(yōu)質(zhì)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(jié)構(gòu)使接縫密合性好，減少了漏磁損耗。
(2) Ρκ是變壓器額定負(fù)載傳輸?shù)膿p耗又稱(chēng)變壓器線(xiàn)損，它取決于變壓器繞組的電阻及流過(guò)繞組電流的大小，并與負(fù)荷率平方成正比。因此在選擇變壓器時(shí)應(yīng)選用阻值較小的繞組，如銅芯變壓器。β²Ρκ用微分求它極值時(shí)，是在β=50%時(shí)每千瓦的負(fù)荷，此時(shí)變壓器的能耗最小，但在β=50%負(fù)載率時(shí)僅減少變壓器的線(xiàn)損，并未減少變壓器的鐵損，因此也不是最節(jié)能的。綜合初裝費(fèi)，變壓器、高低壓柜、土建投資及運(yùn)行費(fèi)用，又要使變壓器在使用期內(nèi)預(yù)留適當(dāng)?shù)挠嗔?，變壓器最?jīng)濟(jì)節(jié)能運(yùn)行的負(fù)載率一般在75%--85%之間。
(3) 在選擇變壓器容量和臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷情況，綜合考慮投資和年運(yùn)行費(fèi)用，對(duì)負(fù)荷合理分配，選取容量與電力負(fù)荷相適應(yīng)的變壓器，使其工作在高效低耗區(qū)內(nèi)。
3 減少線(xiàn)路損耗
由于配電線(xiàn)路有電阻，有電流通過(guò)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生功率損耗，其公式為：ΔΡ=3I²R•10ˉ³ 式中：ΔΡ--三相輸電線(xiàn)路的功率損耗(KW) I-線(xiàn)電流(A) R-線(xiàn)路相電阻(Ω)，其中“R”線(xiàn)路電阻在通過(guò)電流不變時(shí)，線(xiàn)路長(zhǎng)度越長(zhǎng)則電阻值越大。如果在一個(gè)工程中由于線(xiàn)路上下縱橫交錯(cuò)，一般工程線(xiàn)路總的不下萬(wàn)米，大工程更是不計(jì)其數(shù)，造成電能損耗是相當(dāng)可觀(guān)的,所以減少線(xiàn)路能耗必須引起設(shè)計(jì)人員的足夠重視。在具體工程中，線(xiàn)路上電流一般是不變的，那么要減少線(xiàn)損，只能盡量減少線(xiàn)路電阻。而線(xiàn)路的電阻R=ρL/S,即與導(dǎo)線(xiàn)電阻率ρ、導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度Ｌ成正比，與導(dǎo)線(xiàn)截面Ｓ成反比。要減少電阻值應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：
(1) 盡量選用電阻率ρ較小的導(dǎo)線(xiàn)，如銅芯導(dǎo)線(xiàn)較佳，鋁線(xiàn)次之。
(2) 盡可能減少導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度，在設(shè)計(jì)中線(xiàn)路應(yīng)盡量走直線(xiàn)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(yīng)盡可能地靠近負(fù)荷中心，以減少供電半徑。
(3) 增大導(dǎo)線(xiàn)截面積，對(duì)于較長(zhǎng)的線(xiàn)路，在滿(mǎn)足載流量，熱穩(wěn)定，保護(hù)配合及電壓降要求的前提下，在選定線(xiàn)截面時(shí)加大一級(jí)線(xiàn)截面。這樣增加的線(xiàn)路費(fèi)用，由于節(jié)約能耗而減少了年運(yùn)行費(fèi)用，綜合考慮節(jié)能經(jīng)濟(jì)時(shí)還是合算的。