對工程供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計的探討

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摘要:在電氣設(shè)計領(lǐng)域,節(jié)能的重點在于合理的供配電系統(tǒng)設(shè)計和節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。文章對電氣節(jié)能在工程設(shè)計中的應(yīng)用進行探討。 

關(guān)鍵詞:電氣節(jié)能；供配電系統(tǒng)；節(jié)能技術(shù)  一、引言  在電氣設(shè)計領(lǐng)域,筆者認(rèn)為節(jié)能的重點在于:合理的供配電系統(tǒng)設(shè)計和節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。文章主要從合理的供配電系統(tǒng)設(shè)計與節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品的推廣應(yīng)用這兩個方面探討了電氣節(jié)能在工程設(shè)計中的應(yīng)用。  二、合理的供配電系統(tǒng)設(shè)計  1.充分調(diào)查和合理估計電容量  合理的供配電系統(tǒng)設(shè)計是電氣節(jié)能的基礎(chǔ)。尤其是對工程用電容量的估計,從某種程度上決定了供電方案是否合理。在設(shè)計領(lǐng)域很長的一段時期內(nèi)對工程項目的用電規(guī)模的控制是很嚴(yán)的。往往工程投入使用后不久就可能因大量用電設(shè)備的增加而需要擴容改造,從而導(dǎo)致無謂的重復(fù)投資;而且由于過度考慮用電設(shè)備的擴張,使用電量估算偏于激進,造成工程投入使用后很長一段時期內(nèi)大馬拉小車的局面,其實亦是一種資源的浪費。因此,這個環(huán)節(jié)是決定工程的電氣節(jié)能目標(biāo)的重點。對于設(shè)計者而言,這需要更多的調(diào)查研究工作,而不是閉門造車按照指導(dǎo)書或是使用方提供的數(shù)據(jù)盲目地進行估算。筆者以為,如果這項工作缺失,即便在設(shè)計中你再如何推出節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品都難以保證該工程在用電領(lǐng)域真正做到節(jié)能。  2.變配電站的合理設(shè)置和選址  合理的系統(tǒng)設(shè)計是工程電氣節(jié)能優(yōu)劣的又一關(guān)鍵所在,其核心在于變配電站的設(shè)置和選址問題。近幾年,隨著銅價的持續(xù)上漲,低壓電纜的價格也居高不下,為了減少電纜線路的損耗及電纜投資,應(yīng)盡可能使10kv電源應(yīng)用接近終端用戶處。然而在實際工程中,有些業(yè)主本著節(jié)省一次投資的理念,盡可能希望少建變配電站。這樣一來,往往造成低壓電纜供電半徑過長,導(dǎo)致線損嚴(yán)重,供電質(zhì)量也受到很大影響。有些設(shè)計師為迎合業(yè)主的要求,只得放大線徑以求降低線損。無形之中,電纜的投資又大大增加。因此,設(shè)計師可以建議業(yè)主不僅考慮一次投資,還需關(guān)注工程長期的運行成本,盡量使供電系統(tǒng)合理完善。當(dāng)然,也希望政府或電力部門可出臺一些優(yōu)惠措施,使業(yè)主能在供電系統(tǒng)合理化中得到實惠。在供電系統(tǒng)的設(shè)計中,設(shè)計師還應(yīng)善于靈活地配置同樣容量的變壓器。單臺大容量的變壓器比之于容量相等的兩臺甚至多臺變壓器組合固然有其價格上的優(yōu)勢,但運行過程卻難以靈活調(diào)度。尤其面對近年來空調(diào)等季節(jié)性耗電所占比例的擴大,如果能考慮在用電淡季時停用部分變壓器,無疑是解決時段性大馬拉小車問題的解決方案。又如在小區(qū)設(shè)計時,考慮多設(shè)置一些小容量的箱式變電站不僅從減少低壓電纜的角度是有利的,且同時又使系統(tǒng)更靈活。  3. 建筑內(nèi)部配電系統(tǒng)的合理設(shè)計  對于建筑內(nèi)部而言,同樣存在配電系統(tǒng)合理性的問題。筆者認(rèn)為盡可能減少配電級數(shù)和合理設(shè)計配電路徑是建筑內(nèi)配電設(shè)計是否合理的主要環(huán)節(jié)。配電級數(shù)的增加不僅造成元器件的數(shù)量增多、上下級配合非常復(fù)雜而導(dǎo)致故障率上升和材料的浪費,而且勢必導(dǎo)致配電線纜的線徑不必要的放大;而配電路徑的不合理勢必導(dǎo)致線纜不必要的加長加大以及供電質(zhì)量的下降。這些對于節(jié)能而言都是十分不利的。其中級數(shù)增加往往是由于配電環(huán)節(jié)多而每個環(huán)節(jié)的操控均使用斷路器導(dǎo)致,因此設(shè)計中在允許的場合可以多采用隔離開關(guān)代替斷路器就能有效減少配電級數(shù);而配電路徑的不合理主要在于配電間(尤其樓層配電小間)的位置不合理所致,因而電氣設(shè)計師在初步設(shè)計階段就應(yīng)該與建筑設(shè)計師及時協(xié)調(diào)使其位置盡可能優(yōu)化以免施工圖設(shè)計中難以調(diào)整。  三、節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品的推廣應(yīng)用  1.變壓器的合理選擇和應(yīng)用  除了合理的系統(tǒng)設(shè)計之外,建筑電氣節(jié)能的另一個重要環(huán)節(jié)是節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品的推廣和應(yīng)用。至于節(jié)能產(chǎn)品而言,作為電氣節(jié)能核心的變壓器是最為關(guān)鍵的。伴隨技術(shù)的成熟,傳統(tǒng)的油浸式變壓器的市場規(guī)模已日漸縮小,高效、低損的干式變壓器會逐步取而代之。而且隨著產(chǎn)品的升級換代,干式變壓器的損耗仍在不斷降低,其效率也在不斷提高中。此外,近年來由于大量的非線性用電設(shè)備的廣泛使用,在配電網(wǎng)領(lǐng)域,有效控制無功功率、提高功率因數(shù)、抑制諧波也是節(jié)能減排的非常有效的技術(shù)手段。于是,大量的無功補償裝置應(yīng)運而生。如何選擇和應(yīng)用到設(shè)計中是設(shè)計師的一項重要任務(wù)。  2.合理啟動和控制電機  電機啟動和控制的合理性也是電氣節(jié)能的一項重要內(nèi)容。如在啟動環(huán)節(jié),過去一般降壓起動一般采用星三角起動或帶自耦變壓器起動方式,隨著技術(shù)發(fā)展軟啟動方式應(yīng)用日益廣泛。但筆者認(rèn)為,起動方式的選擇仍然要有一定原則,如一般建筑內(nèi)的非重要的水泵、風(fēng)機可以直接起動的仍然采用直接起動方式,需降壓起動的也可采用傳統(tǒng)的起動方式,只有較重要且確需降壓起動的可采用軟啟動。對于控制而言,象變頻控制等技術(shù)也針對不同性質(zhì)的電機區(qū)別應(yīng)用。這些可以使建筑內(nèi)各種電機的效率得以提高,運行成本得到進一步控制。  3.使用高效節(jié)能的照明光源  此外,而在電氣節(jié)能產(chǎn)品中,最近最引人注目的無疑是高效節(jié)能的照明光源的應(yīng)用,其中l(wèi)ed的日益廣泛的應(yīng)用尤為惹人眼球。這次世博會上夜景燈光令人陶醉,而這些燈光大多發(fā)自新興的led光源。據(jù)說這次夜景燈光的耗電比起傳統(tǒng)的夜景照明來降低一半以上。在筆者設(shè)計的工程中的使用:一只燈具替代了多支雙管t5支架燈,光色、照度各方面絲毫不遜色。燈具節(jié)能并不限于光源,其附件同樣對節(jié)能有著重要的意義。傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器功率因數(shù)僅能達(dá)到0.5～0.6,其導(dǎo)致照明能效低下。而伴隨技術(shù)的日趨成熟,節(jié)能電感鎮(zhèn)流器不僅功率因數(shù)大幅提升,且可靠性高,使用壽命長,諧波含量較小,多用于hid燈;電子鎮(zhèn)流器的功率因數(shù)更是達(dá)到0.95以上,對提高照明能效有顯著成效。總的來看,隨著各種新技術(shù)、新產(chǎn)品越來越多地應(yīng)用于工程設(shè)計中,可以使電氣節(jié)能的效果愈發(fā)顯著。  4.優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)的控制方式  電力監(jiān)控系統(tǒng)不僅可以保證樓宇內(nèi)電力系統(tǒng)的安全運行,也使整個電氣系統(tǒng)的節(jié)能運行成為可能。筆者認(rèn)為如果電力部門監(jiān)控系統(tǒng)和智能化樓宇監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合在一起,可以使建筑節(jié)能控制水平上一個新的臺階。樓控的另外一些領(lǐng)域也是電氣節(jié)能的重點,特別是空調(diào)用電在建筑耗電中的所占比例超過一半,而通過樓控系統(tǒng)對于空調(diào)系統(tǒng)各參數(shù)的監(jiān)測,調(diào)整空調(diào)系統(tǒng)的運行方式,空調(diào)運行的耗電量會進一步地下降。樓控系統(tǒng)的應(yīng)用在節(jié)能中又一突出作用在于其在于照明控制上。過去無論是集中控制也好、分散控制也罷走道、廳堂、車庫這些公共場所的照明基本都成了長明燈。后來引入了聲、光控等技術(shù)后,這一局面得以改善。通過編程控制,無論是時間控制還是聲、光控制都會變得更可靠。  5.加大新能源的利用  在建筑節(jié)能中,新能源的利用是國家和政府層面作為一項新興產(chǎn)業(yè)予以大力扶持和推動的。它包含了建筑層面為利用新能源的使用提供有利的條件(如世博會主題館屋面超大面積的太陽能光伏電池板、利用黃浦江水作為空調(diào)系統(tǒng)主要用能等)及產(chǎn)業(yè)層面大規(guī)模的設(shè)備生產(chǎn)擴張。新能源的大量使用將使得各類工程的用電能耗大為降低,有效緩解我國用電緊張的局面。在我國綠色建筑評價系統(tǒng)中,新能源技術(shù)的應(yīng)用已成為最主要的加分項目。  四、結(jié)束語  綜上所述,筆者認(rèn)為對于設(shè)計師而言電氣節(jié)能的核心在于優(yōu)化的電力系統(tǒng)設(shè)計,而通過推薦使用節(jié)能技術(shù)和節(jié)能產(chǎn)品以及智能化控制的手段,使建筑的電氣節(jié)能能最大限度的加以推進。這三項是電氣工程師在設(shè)計階段提高工程的電氣節(jié)能水平的主要工作。而提高新能源的利用水平則是建筑師、設(shè)備工程師對提升工程電氣節(jié)能效果最為關(guān)鍵的貢獻(xiàn)。大家一起努力,可以使我國工程領(lǐng)域的電氣節(jié)能方面上一新的臺階,從而給整個建筑工程節(jié)能乃至城市更快更好的發(fā)展添上重要一筆。  參考文獻(xiàn):  [1] 李茹雪,對現(xiàn)代建筑電氣節(jié)能設(shè)計的探討[j].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2010(01).  [2] 劉錦華,電氣設(shè)計的節(jié)能探索[j].甘肅科技,2009(22).