建筑电气供配电系统节能设计要点探究
发表时间：2018-07-04T13:34:04.240Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第2期作者：邱启豪
[导读] 低压配电系统设计作为供配电设计的重要环节，主要有混合式、树干式与放射式几种。
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摘要：我国由于受建设技术水平、建设理念、投资资金等因素的影响，节能型建筑所占比例非常小，建筑节能潜力相当大。在建筑能耗系统中，建筑电气是一个耗电大户。因此建筑供配电系统是建筑最基本的、应用最广泛的系统，建筑供配电系统节能是建筑节能的任务之一。在保证供电质量的同时，如何做到建筑电气供配电系统的节能是当下重点要讨论的热题。
关键词：建筑电气；供配电系统；节能设计
1.建筑供配电设计的特点
1.1低压配电系统
低压配电系统设计作为供配电设计的重要环节，主要有混合式、树干式与放射式几种，实验设计中需根据供配电系统的运行环境合理选择。
1.2断路器
断路器有真空断路器、油断路器、气体绝缘断路器几种，随着组合式变电所的快速发展，在实际设计中需优先选择真空断路器或气体绝缘断路器。
1.3变压器
供配电系统中所应用的变压器有主要有油浸式、环氧树脂浇筑式与干式三种，由于油浸式变压器与环氧树脂浇注式变压器所具有噪音小、防火、防潮、易搬运等优点，值得优先选择。
1.4电力与照明
基于我国电力与照明电价的不同，在供配电系统设计时还需将电力与照明分开配电，又鉴于正常工作与事故情况下的不同要求，所以又将电力与照明配电系统分为正常与事故系统。因此，在实际设计中，需将电力与照明系统划分为正常电力、事故电力、正常照明、事故照明，根据其特点不同分开进行设计，以保证供配电设计的安全性与经济性。
2.建筑电气供配电系统节能设计应遵循的理念
2.1应该满足建筑对电能的基本需求
在对供配电系统进行设计时，要满足基本的电力供求，主要体现在保障照明工具可以满足基本的亮度和色温，空调系统可以给住户提供舒适的温度，电梯要保证人们的通行无阻。在一些设置了娱乐场所的建筑中，供配电系统的设计要保障娱乐设施的正常运转，保障展厅的灯光通明。
2.2要遵循经济理念
在对供配电系统进行设计时，一定要坚持经济性理念，提高电力设施的质量，减少对电力设施的维修，从而节省人力和物力。使用环保型的材料和能源，在较短的时间内实现节能减排，减少供配电系统运行的成本。
2.3要树立把握全局的理念
建筑的供配电系统在设计时要树立全局观念，站在更长远的角度去分析设计的利弊，充分考虑系统的经济性和技术性，通过精确的计算做好设计分析，采用先进的电气设施，采用新能源、新材料减少资源的浪费，实现资源的循环利用。
3.建筑电气供配电系统的节能设计要点
3.1科学合理计算优选供配电电压等级
在进行建筑电气供配电系统设计过程中，应根据建筑电气系统总用电量需求，科学合理的计算优选供配电电压等级。当建筑电气系统总用电量在250kW及以上或配电变压器所需容量在160kVA及以上时，设计过程中宜采用10（6）kV线路进行供电，以下则按照低压供电系统进行设计。对于单台大容量用电设备（如：给排水水泵、中央空调等）设备系统的供电电压优化节能选择时，宜根据建筑电气供电条件、电机起动控制方式、以及电机起停过程中对配电变压器的影响等因素来合理确定，通常以350 kW作为高、低压供电的设计分界点。在进行低压供电系统设计过程中，尤其对于照明负荷而言，当线路电流在40A及以下时，宜采用220V单相进行供电，而当线路电流大于40A 时，则宜采用380/220V的三相供电模式。
3.2提高功率因数
提高系统的功率因数能改善电压质量，减少无功在线路上的流动，提高用电设备的工作效率，从而达到节能的目的。
3.2.1提高自然功率因数
当自然功率因数提高时，补偿设备和投资都，这是最经济的提高功率因数的方法。对直流设备的供电和励磁，采用硅整流或晶闸管整流装置取代交流机组、汞弧松流器等直流电源设备。
3.2.2采用并联电容器进行无功补偿
电容器具有产生超前无功电流的功能，这是可以对滞后无功电流进行抵消，以此实现提高功率因数，减少系统无功电流的目的。在具体设计中，大多采用低压屏集中补偿和分散就地补偿相结合的方式。
3.3优选节能型变压器
配电变压器种类选择，对于整个高层楼宇建筑供配电系统的节能尤为重要。配电变压器运行过程中的空载损耗（铁损）主要发生在变压器铁心叠片内部，是由于交变的磁力线经内部铁心产生磁滞及涡流进而产生损耗。优选铁心材料可以有效降低变压器空载损耗，非晶合金铁心变压器是当前节能型变压器主要的铁心材料。另外，S11、S13、S15等型号的节能型配电变压器，其卷铁心结构改变常规S7、S9叠片式铁心结构，在很大程度上降低了磁阻，使配电变压器运行过程中的空载电流可以降低60%～80%，进而有效提高了变压器运行功率因