电气工程的节能设计研究

发表时间:2021/8/27   来源:《城镇建设》2021年10期   作者:刘志强
[导读] 在人们日常生活中建筑电气扮演着不可替代的角色
        刘志强
        北京房开韩建置业有限公司  北京  102488
        摘要:在人们日常生活中建筑电气扮演着不可替代的角色,人们对电气设备的需求量激增,导致盲目用电,造成大量电力浪费。建筑电气工程设计师设计时会尽量满足客户的要求,人们往往对电气节能问题考虑的较少,出现很多高能耗的建筑。同时,很多大型国有企业及事业单位对我国目前能源紧缺的现状认识不清,做不到自觉节约能源。国家对建筑节能的宣传教育缺失,导致能源浪费严重。一些地区电力供应紧张,不得不在用电高峰期实施限电的措施。因此,在充分了解建筑使用者用电特征的基础上,设计出一系列有效且具体可行的方案,做到在建筑建造之初就实现建筑节能的目标是我国的建筑电气工程设计人员面临的一大课题。
        关键词:电气工程;节能设计;要点
        1电气工程节能设计的重要意义
随着科技的快速发展,人们对物质生活追求不断提高,过度依赖能源消费经济发展的模式为社会环境造成很大负面影响。随着社会经济的快速发展,能耗问题日益加重,能耗量急剧增多,提高能源利用率成为急需解决的问题。我国成为最大的能源消费国,单纯依赖常规能源不利于社会可持续发展。建筑业能耗量巨大,加剧我国能源压力。
随着城镇化发展加快,我国节能建筑占比较小,无法满足绿色节能发展需求。我国过去经济高速发展中,存量高耗能建筑面积约400亿㎡,我国需要在绿色建筑领域迅速推广。国家相关政策推进实施,新版《绿色建筑评价标准》中,与电相关的评分项目有节能与利用模块。建筑能耗中电气能耗占比最大,增加清洁能源应用,对建筑光伏系统发电等节能技术分析非常重要。中国是能耗大国,国家出台了《节约能源法》等系列相关技术规范,十三五规划对节能减排提出明确要求,建筑物设计必须节能下合理设计。找到有效降耗方法可以创造更大的社会价值。将节能技术规范结合,可以有效解决电气工程节能问题。
虽然建筑电气节能受到广泛关注,但目前仍存在许多问题亟待解决。目前电气工程节能设计中,许多设计人员对建筑电气运行特点缺乏深入了解,在设计电气系统时往往照搬以往设计经验,有的设计人员盲目追求采用新技术,如多数建筑节能设计标准未把电气节能系统纳入其中,不少工程项目由于负荷计算不合理导致变压器选择过大;照明光源选择不当,未考虑节能控制方式等导致浪费较大。建筑电气工程设计对电气系统节能有重要影响,但往往得不到设计人员足够重视,设计收费与产生经济效益不挂钩等原因,有的单位忽视质量,使得设计系统初期投资大。深入研究电气工程节能设计有效技术措施对指导电气工程节能设计具有重要意义。
电气化广泛应用于生产生活中,电能借助可再生优势得到各行业的应用。建筑行业是我国支柱型产业,建筑是城市基建系统的核心构成,对其开展节能化设计是确保建筑物设计施工中贯彻节能宗旨的保障,对其节能方法研究非常迫切。建筑物中装设照明等系列消耗电能设备,建筑电气工程节能设计技术融合光伏发电技术系列先进技术,有效降低建筑电气工程能耗。绿色建筑电气应用从开源节流两方面入手,电气工程在绿色建筑中应用潜力巨大,但存在各系统管理复杂等问题。目前我国节能领域与先进国家具有一定差距,需要研究建筑节能技术提高节能水平。
        2节能设计的具体工作要点
2.1合理降低电能的传输消耗
电能在运输过程中,导线自身体特性,决定了必然存在一定的有用攻功率损耗,此种问题是客观存在的,难以从根本上得到避免。

在所有的电力系统中,电能必须经过导线才能顺利传输,为降低电能损耗,就必须减少导线的电阻。根据物理学知识可知,导线电阻和导线横截面之间具有负向相关的关系,在节能设计中就可以通过此种关系来降低电气工程自动化的能耗,达到节能降耗的目的。比如:可以选择电导率更小的材质来制作导线,减少电能在导线上传输时的消耗量,或者增大导线的横截面积,降低导线电阻,减少电能消耗。也可以适当减少导线的长度,在设计时电气工程尽量布置在一条直线上,避免过多的弯路,以降低导线的总长度。在布置变压器时,变压器要尽量靠近电气工程的负荷中心,降低供电系统之间的距离。
2.2合理选择无功补偿设备
就电气工程自动化系统而言,无功功率占供配电设备很大一部分容量,电能传输时在传输线路中就存在严重无功功率损耗,也是引发电压不稳,电压下降等问题的主要原因,从而影响着电气工程自动化运行的经济效果和电能质量。对用户而言,无功功率的主要表现是功率因数过低,致使用户需要向供电企业较大的用费增加,用户用电成本增加,供电系统的经济效益随之降低,为保证电气工程自动化系统中,无功功率始终处于平衡状态,降低能耗,可在系统中增设无功补偿设备,以提升经济效益和社会效益。在设计电气工程自动化系统时,为提升节能效果,需要高度重视以下几方面。第一,在使用电容器补偿时,需要按照具体的应用参数合理确定电容器的容量,通过对这些参数的计算结果,来选择相应的电容器。第二,可采用定位精确、适应范围广的一体化模糊投切方式来提升补偿效果。传统补偿电容器多采用分担的投切方式,或者按照编码配置的方法进行投切,此种投切方式无法达到良好节能效果。在实际设计过程中,电气工程自动化运行低压补偿状态下可采用投切负荷开关,高压补偿状态下,可选择真空接触器,可大幅度提升节能效果。第三,在投切参数物理量设计中,需要综合考虑投切振荡、无功倒送等问题的发生概率和实际情况,合理选择无功功率作为投切参数物理量。此外,无功补偿设备设计位置最好选择就近原则,以便直接补偿,从而减少线路上无用功传输,提升节能效果。
2.3降低自动化设备损耗
所谓节能设计,是为了降低电气工程自动化设备的能耗,实现电气工程的高能效。对于电缆,最好选择导体较低的导线类型,以提高电流利用率。此外,还可以减少照明设备的消耗。节能的电气工程照明设计通常可帮助企业将投资成本降低至少35%。第一,荧光灯、LED和钠灯可以从光源为主,质量更好的250瓦钠灯只能产生20W的功率损耗。第二,使用明确的照明方法,可以通过混合使用光源、局部光源等来节省电力,并通过反射白色墙来提高自然光源的利用率。最后,还有照明方式的科学安排。所以z可以b.220v电压设计为单相2或3相布线,从而降低功耗。
2.4合理化配电系统的性能
采用基于电气工程自动化信息技术的节能设计,应优化配电系统的性能,使自动电气工程能够可靠地运行,并得到配电系统的出色支持,从而实现最大限度的节能。此外,重点应放在配电系统电缆横截面的有效控制上,例如增加空间、延长电缆长度等,以提高功耗利用率。此外,在实际功耗期间,请确保配电系统允许至少15s的电源中断,以确保自动开关安装在电源中断期间不会接触到电源,并且400V线路的电压降不会降至7%。此外,还应正确配置配电系统的线路半径。在380V电路中,半径应为z。B.≤500m,其中220V处的半径不必大于1000m。自动化信息技术在电气工程中的应用应确保与配电系统更好的协调,避免对电气工程的发展质量产生不利影响。
        结束语
城镇化建设进程的加快,能源形势日趋紧张,建筑电气工程设计工作要适应现代建筑的要求,必须通过合理的设计方案,高效的节能设备,发挥设计师的创造性,才能使建筑电气节能做的越来越好,同时极大地促进我国建筑节能事业的发展。
参考文献
[1]王艳华.浅谈建筑电气设计的节能[J].工程设计,2011(1)
[2]陈宏飞.建筑电气设计中建筑节能探析[J].建筑设计管理,2011(2)
[3]汤科.建筑电气设计的节能措施[J].设计与分析,2011(12)
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