高層住宅中電梯、公共照明、各類水泵、風(fēng)機(jī)、消防等電氣設(shè)備使用中，供電線路和設(shè)備的損耗所產(chǎn)生的電費(fèi)，是由各住戶分?jǐn)偟模Q為公攤電費(fèi)。根據(jù)廣東某廣場(chǎng)物業(yè)管理公司對(duì)該廣場(chǎng)（2×36層）1999年7、8兩個(gè)月的電費(fèi)統(tǒng)計(jì)，上述用電量為104700KWh，公攤電費(fèi)（含基本電費(fèi)）75524元，每戶平均每月公攤電費(fèi)88元。為此，在工程項(xiàng)目的建設(shè)中，應(yīng)采取技術(shù)措施降低主要公共設(shè)備的用電損耗。
1.配電變壓器的降損節(jié)電措施在高層住宅的配電系統(tǒng)中，配電變壓器的損耗約占整個(gè)配電系統(tǒng)損耗的50％。為此，選擇高效低能耗配電變壓器具有重要意義。附表是幾種常用系列l(wèi)OkV、1000kVA配電變壓器損耗的比較。
型 號(hào) SH-M SCB9 SCB8S9
空載損耗（W） 340 1450 22101700
負(fù)載損耗（W，75C0） 10300 7500835010300
從表中可以看出，用SH－M非晶合金鐵心變壓器比SCB9系列變壓器的空載損耗降低76％；SCB9系列與SCB8系列比較也能降低空載損耗約34％。目前在高層建筑中應(yīng)推廣使用高效、節(jié)能的SCB9系列變壓器。該系列產(chǎn)品在鐵心材料、鐵心結(jié)構(gòu)、繞組的工藝以及裝配工藝上較SCB8系列有很大的改進(jìn)。因此，它的空載損耗、空載電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，噪聲水平也能控制在50dB左右；由于所用環(huán)氧樹脂和內(nèi)部的絕緣材料<如匝絕緣、層絕緣等）均為F級(jí)材料，運(yùn)行溫度可達(dá)155C0，變壓器的過(guò)載能力強(qiáng)。SH－M系列變壓器因其價(jià)格高，且額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)負(fù)載損耗較大，在廣東地區(qū)仍較少采用。
結(jié)合高層住宅樓的負(fù)荷特點(diǎn)，較準(zhǔn)確地計(jì)算出實(shí)際負(fù)荷，合理選擇變壓器容量及臺(tái)數(shù)，可以減少基本電費(fèi)，提高變壓器的運(yùn)行效率，降低損耗。通常變壓器在60％以上額定負(fù)載狀態(tài)下運(yùn)行效率較高。廣東高層住宅負(fù)荷的特點(diǎn)一是季節(jié)性——夏季長(zhǎng)，氣溫高，大量家用空調(diào)器使用，負(fù)荷量大增；冬季氣溫平均在150C以上，無(wú)需采暖，負(fù)荷較低。夏季負(fù)荷約是冬季的兩倍。二是時(shí)段性——在中午12：00-13：00下午6：00-8：00家庭人員多，電氣設(shè)備（如電飯鍋、熱水器或空調(diào)等）使用率高，負(fù)荷量明顯增大。因此，將大容量單臺(tái)或兩臺(tái)變壓器的運(yùn)行方式改為較小容量、多臺(tái)變壓器母聯(lián)分段運(yùn)行方式，并合理利用變壓器過(guò)載運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)節(jié)電降損的有效措施。
2.交流電動(dòng)機(jī)的降損節(jié)電措施高層住宅中電梯、水泵、風(fēng)機(jī)等以交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的電氣設(shè)備運(yùn)行所產(chǎn)生的電費(fèi)，約占公攤電費(fèi)的30％左右。因此，交流電動(dòng)機(jī)的節(jié)電降損十分重要。
應(yīng)積極采用高效節(jié)能型電動(dòng)機(jī)，如Y系列及其派生系列的電動(dòng)機(jī)具有體積小、重量輕、噪聲低、起動(dòng)性能好和絕緣水平高等優(yōu)點(diǎn)，功率范圍為0.44～160kW，很適合在高層住宅中運(yùn)用。又如YX系列高效電動(dòng)機(jī)又比Y系列電動(dòng)機(jī)效率提高3％。
要根據(jù)負(fù)載情況選用容量合適的電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)效率指標(biāo)是指在額定負(fù)載運(yùn)行下的數(shù)值，在非額定負(fù)載下，其數(shù)值一般比額定值時(shí)低。電動(dòng)機(jī)在負(fù)載率為75％-100％之間運(yùn)行效率。在此負(fù)載率范圍內(nèi)使用，節(jié)電效果。負(fù)載率低不僅效率低，還會(huì)降低功率因數(shù)。
根據(jù)負(fù)荷變化情況選擇交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方式，也是降損節(jié)能的有效措施。原國(guó)家經(jīng)委（87）78號(hào)文明確指出：交流調(diào)速的風(fēng)機(jī)、水泵和其他設(shè)備，可比定速閥門擋板等節(jié)流方法節(jié)約更多的電力。高層住宅中大量的電動(dòng)機(jī)是用來(lái)驅(qū)動(dòng)水泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備，這類設(shè)備的特點(diǎn)是耗用的軸功率和轉(zhuǎn)速有關(guān)，且在運(yùn)行過(guò)程中需要調(diào)節(jié)負(fù)載量。
功率與負(fù)載量的關(guān)系可知，采用變速調(diào)節(jié)在同樣負(fù)載量下所需的軸功率比常規(guī)定速閥門調(diào)節(jié)要小，且輕載時(shí)效果更明顯。這是由于變速調(diào)節(jié)沒(méi)有閥門阻力損耗的緣故。因此，對(duì)上述負(fù)載選用各種形式的變速電動(dòng)機(jī)來(lái)代替一般電動(dòng)機(jī)，平均節(jié)電約40％。
要改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速有三種辦法：改變電機(jī)極數(shù)、改變轉(zhuǎn)差率或改變電源頻率。目前，常用的調(diào)速方式主要有變級(jí)調(diào)速、電磁耦合器調(diào)速、交流變頻調(diào)速。變極多速電動(dòng)機(jī)是通過(guò)改變繞組的接法來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的極數(shù)及輸出功率，使一臺(tái)電動(dòng)機(jī)具有多種轉(zhuǎn)速和輸出功率。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠，但是不能無(wú)級(jí)調(diào)速。電磁耦合器調(diào)速是在普通電動(dòng)機(jī)上加接一個(gè)電磁耦合器，且通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速。它是一種恒轉(zhuǎn)矩?zé)o級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍廣，控制功率小。變頻調(diào)速是通過(guò)由電子元件組成的變頻器及相應(yīng)的輔助控制裝置，來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的輸入電壓和頻率以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。與其他方法相比，變頻調(diào)速具有自身?yè)p耗小，效率高，調(diào)速精度高的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)微機(jī)還可以進(jìn)行閉環(huán)自動(dòng)控制，是理想的調(diào)速方法，尤其適用于高層建筑中水泵、風(fēng)機(jī)、電梯等電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。
提高控制技術(shù)，盡量減小交流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)次數(shù)也是降損節(jié)能的有效措施，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的大電流會(huì)造成電能損耗，電梯停止時(shí)會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)能耗。采用控制技術(shù)監(jiān)視各類生活、消防水箱的水容量，并科學(xué)地控制水泵起動(dòng)的臺(tái)數(shù)、相隔的時(shí)間能減少電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、制動(dòng)次數(shù)；選擇電梯群控功能，不僅能有效地減少單臺(tái)電梯的每日起動(dòng)、制動(dòng)次數(shù)，還能大大減少單臺(tái)電梯日平均行程。將多臺(tái)電梯分區(qū)運(yùn)行也是減少電梯起動(dòng)、制動(dòng)次數(shù)的好方法。
3.照明的降損節(jié)電措施
高層建筑要通過(guò)光源的合理布局，通過(guò)對(duì)新技術(shù)新材料的應(yīng)用，以盡可能小的能量來(lái)造成所需的視覺環(huán)境或達(dá)到照明效果。
根據(jù)建筑布局和作業(yè)場(chǎng)所合理布置光源、合理選擇照明方式、合理選用光源類型是節(jié)能的好方法。如1只20W電子節(jié)能熒光燈的光通量等于1只100W白熾燈的光通量，將其布置在公共走道、消防通道等場(chǎng)所節(jié)電效果明顯。根據(jù)電子技術(shù)的發(fā)展，在高層住宅廣泛采用發(fā)光二極管標(biāo)示燈取代白熾燈、熒光燈標(biāo)示燈；電子鎮(zhèn)流器取代鐵心、線圈鎮(zhèn)流器；電子調(diào)光器；延時(shí)開關(guān)、光控開關(guān)、聲控開關(guān)、感應(yīng)式開關(guān)取代蹺板式開關(guān)，可使得照明更貼近實(shí)際需求，會(huì)大幅降低照明能耗。
4.無(wú)功補(bǔ)償降損節(jié)電
在高層住宅中，提高供電系統(tǒng)的功率因數(shù)，不僅能夠提高電氣設(shè)備的運(yùn)行效率，還能降低或免交無(wú)功電費(fèi)。無(wú)功補(bǔ)償可以采用集中補(bǔ)償、分散補(bǔ)償和就地補(bǔ)償三種方式，應(yīng)該視具體情況而定。在高層建筑的配電系統(tǒng)中集中補(bǔ)償一般裝設(shè)在變壓器低壓側(cè)，并聯(lián)補(bǔ)償電容器的容量一般可以按變壓器容量的15％-20％選擇。目前國(guó)內(nèi)許多廠家生產(chǎn)的無(wú)功補(bǔ)償自動(dòng)跟蹤投切屏，補(bǔ)償效果較理想。無(wú)功的就地補(bǔ)償主要是針對(duì)高層建筑中容量較大，運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的異步電動(dòng)機(jī)，電容器容量選擇大約是電動(dòng)機(jī)的1／3左右。目前，一種新型的帶無(wú)功補(bǔ)償?shù)臒晒鉄?，作為就地補(bǔ)償在高層建筑中已經(jīng)使用。通過(guò)上述集中和就地兩種方式的無(wú)功補(bǔ)償，高層建筑供電系統(tǒng)的功率因數(shù)一般都能達(dá)到0.9以上，滿足供電部門的要求。
1.配電變壓器的降損節(jié)電措施在高層住宅的配電系統(tǒng)中，配電變壓器的損耗約占整個(gè)配電系統(tǒng)損耗的50％。為此，選擇高效低能耗配電變壓器具有重要意義。附表是幾種常用系列l(wèi)OkV、1000kVA配電變壓器損耗的比較。
型 號(hào) SH-M SCB9 SCB8S9
空載損耗（W） 340 1450 22101700
負(fù)載損耗（W，75C0） 10300 7500835010300
從表中可以看出，用SH－M非晶合金鐵心變壓器比SCB9系列變壓器的空載損耗降低76％；SCB9系列與SCB8系列比較也能降低空載損耗約34％。目前在高層建筑中應(yīng)推廣使用高效、節(jié)能的SCB9系列變壓器。該系列產(chǎn)品在鐵心材料、鐵心結(jié)構(gòu)、繞組的工藝以及裝配工藝上較SCB8系列有很大的改進(jìn)。因此，它的空載損耗、空載電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，噪聲水平也能控制在50dB左右；由于所用環(huán)氧樹脂和內(nèi)部的絕緣材料<如匝絕緣、層絕緣等）均為F級(jí)材料，運(yùn)行溫度可達(dá)155C0，變壓器的過(guò)載能力強(qiáng)。SH－M系列變壓器因其價(jià)格高，且額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)負(fù)載損耗較大，在廣東地區(qū)仍較少采用。
結(jié)合高層住宅樓的負(fù)荷特點(diǎn)，較準(zhǔn)確地計(jì)算出實(shí)際負(fù)荷，合理選擇變壓器容量及臺(tái)數(shù)，可以減少基本電費(fèi)，提高變壓器的運(yùn)行效率，降低損耗。通常變壓器在60％以上額定負(fù)載狀態(tài)下運(yùn)行效率較高。廣東高層住宅負(fù)荷的特點(diǎn)一是季節(jié)性——夏季長(zhǎng)，氣溫高，大量家用空調(diào)器使用，負(fù)荷量大增；冬季氣溫平均在150C以上，無(wú)需采暖，負(fù)荷較低。夏季負(fù)荷約是冬季的兩倍。二是時(shí)段性——在中午12：00-13：00下午6：00-8：00家庭人員多，電氣設(shè)備（如電飯鍋、熱水器或空調(diào)等）使用率高，負(fù)荷量明顯增大。因此，將大容量單臺(tái)或兩臺(tái)變壓器的運(yùn)行方式改為較小容量、多臺(tái)變壓器母聯(lián)分段運(yùn)行方式，并合理利用變壓器過(guò)載運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)節(jié)電降損的有效措施。
2.交流電動(dòng)機(jī)的降損節(jié)電措施高層住宅中電梯、水泵、風(fēng)機(jī)等以交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的電氣設(shè)備運(yùn)行所產(chǎn)生的電費(fèi)，約占公攤電費(fèi)的30％左右。因此，交流電動(dòng)機(jī)的節(jié)電降損十分重要。
應(yīng)積極采用高效節(jié)能型電動(dòng)機(jī)，如Y系列及其派生系列的電動(dòng)機(jī)具有體積小、重量輕、噪聲低、起動(dòng)性能好和絕緣水平高等優(yōu)點(diǎn)，功率范圍為0.44～160kW，很適合在高層住宅中運(yùn)用。又如YX系列高效電動(dòng)機(jī)又比Y系列電動(dòng)機(jī)效率提高3％。
要根據(jù)負(fù)載情況選用容量合適的電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)效率指標(biāo)是指在額定負(fù)載運(yùn)行下的數(shù)值，在非額定負(fù)載下，其數(shù)值一般比額定值時(shí)低。電動(dòng)機(jī)在負(fù)載率為75％-100％之間運(yùn)行效率。在此負(fù)載率范圍內(nèi)使用，節(jié)電效果。負(fù)載率低不僅效率低，還會(huì)降低功率因數(shù)。
根據(jù)負(fù)荷變化情況選擇交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方式，也是降損節(jié)能的有效措施。原國(guó)家經(jīng)委（87）78號(hào)文明確指出：交流調(diào)速的風(fēng)機(jī)、水泵和其他設(shè)備，可比定速閥門擋板等節(jié)流方法節(jié)約更多的電力。高層住宅中大量的電動(dòng)機(jī)是用來(lái)驅(qū)動(dòng)水泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備，這類設(shè)備的特點(diǎn)是耗用的軸功率和轉(zhuǎn)速有關(guān)，且在運(yùn)行過(guò)程中需要調(diào)節(jié)負(fù)載量。
功率與負(fù)載量的關(guān)系可知，采用變速調(diào)節(jié)在同樣負(fù)載量下所需的軸功率比常規(guī)定速閥門調(diào)節(jié)要小，且輕載時(shí)效果更明顯。這是由于變速調(diào)節(jié)沒(méi)有閥門阻力損耗的緣故。因此，對(duì)上述負(fù)載選用各種形式的變速電動(dòng)機(jī)來(lái)代替一般電動(dòng)機(jī)，平均節(jié)電約40％。
要改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速有三種辦法：改變電機(jī)極數(shù)、改變轉(zhuǎn)差率或改變電源頻率。目前，常用的調(diào)速方式主要有變級(jí)調(diào)速、電磁耦合器調(diào)速、交流變頻調(diào)速。變極多速電動(dòng)機(jī)是通過(guò)改變繞組的接法來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的極數(shù)及輸出功率，使一臺(tái)電動(dòng)機(jī)具有多種轉(zhuǎn)速和輸出功率。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠，但是不能無(wú)級(jí)調(diào)速。電磁耦合器調(diào)速是在普通電動(dòng)機(jī)上加接一個(gè)電磁耦合器，且通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速。它是一種恒轉(zhuǎn)矩?zé)o級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍廣，控制功率小。變頻調(diào)速是通過(guò)由電子元件組成的變頻器及相應(yīng)的輔助控制裝置，來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的輸入電壓和頻率以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。與其他方法相比，變頻調(diào)速具有自身?yè)p耗小，效率高，調(diào)速精度高的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)微機(jī)還可以進(jìn)行閉環(huán)自動(dòng)控制，是理想的調(diào)速方法，尤其適用于高層建筑中水泵、風(fēng)機(jī)、電梯等電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。
提高控制技術(shù)，盡量減小交流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)次數(shù)也是降損節(jié)能的有效措施，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的大電流會(huì)造成電能損耗，電梯停止時(shí)會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)能耗。采用控制技術(shù)監(jiān)視各類生活、消防水箱的水容量，并科學(xué)地控制水泵起動(dòng)的臺(tái)數(shù)、相隔的時(shí)間能減少電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、制動(dòng)次數(shù)；選擇電梯群控功能，不僅能有效地減少單臺(tái)電梯的每日起動(dòng)、制動(dòng)次數(shù)，還能大大減少單臺(tái)電梯日平均行程。將多臺(tái)電梯分區(qū)運(yùn)行也是減少電梯起動(dòng)、制動(dòng)次數(shù)的好方法。
3.照明的降損節(jié)電措施
高層建筑要通過(guò)光源的合理布局，通過(guò)對(duì)新技術(shù)新材料的應(yīng)用，以盡可能小的能量來(lái)造成所需的視覺環(huán)境或達(dá)到照明效果。
根據(jù)建筑布局和作業(yè)場(chǎng)所合理布置光源、合理選擇照明方式、合理選用光源類型是節(jié)能的好方法。如1只20W電子節(jié)能熒光燈的光通量等于1只100W白熾燈的光通量，將其布置在公共走道、消防通道等場(chǎng)所節(jié)電效果明顯。根據(jù)電子技術(shù)的發(fā)展，在高層住宅廣泛采用發(fā)光二極管標(biāo)示燈取代白熾燈、熒光燈標(biāo)示燈；電子鎮(zhèn)流器取代鐵心、線圈鎮(zhèn)流器；電子調(diào)光器；延時(shí)開關(guān)、光控開關(guān)、聲控開關(guān)、感應(yīng)式開關(guān)取代蹺板式開關(guān)，可使得照明更貼近實(shí)際需求，會(huì)大幅降低照明能耗。
4.無(wú)功補(bǔ)償降損節(jié)電
在高層住宅中，提高供電系統(tǒng)的功率因數(shù)，不僅能夠提高電氣設(shè)備的運(yùn)行效率，還能降低或免交無(wú)功電費(fèi)。無(wú)功補(bǔ)償可以采用集中補(bǔ)償、分散補(bǔ)償和就地補(bǔ)償三種方式，應(yīng)該視具體情況而定。在高層建筑的配電系統(tǒng)中集中補(bǔ)償一般裝設(shè)在變壓器低壓側(cè)，并聯(lián)補(bǔ)償電容器的容量一般可以按變壓器容量的15％-20％選擇。目前國(guó)內(nèi)許多廠家生產(chǎn)的無(wú)功補(bǔ)償自動(dòng)跟蹤投切屏，補(bǔ)償效果較理想。無(wú)功的就地補(bǔ)償主要是針對(duì)高層建筑中容量較大，運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的異步電動(dòng)機(jī)，電容器容量選擇大約是電動(dòng)機(jī)的1／3左右。目前，一種新型的帶無(wú)功補(bǔ)償?shù)臒晒鉄?，作為就地補(bǔ)償在高層建筑中已經(jīng)使用。通過(guò)上述集中和就地兩種方式的無(wú)功補(bǔ)償，高層建筑供電系統(tǒng)的功率因數(shù)一般都能達(dá)到0.9以上，滿足供電部門的要求。