浅谈厂、矿建筑电气节能

王利新

（新疆千鑫矿业公司富蕴836100）

浅谈厂、矿建筑电气节能

王利新

（新疆千鑫矿业公司富蕴836100）

电气节能设计应遵循的原则，从供配电系统设计、合理使用电动机、谐波治理、照明节能、降低配电线路损耗、降低无功损耗等能源管理系统方面，论述电气节能的合理应用。

电气节能配电系统的节能谐波治理照明节能能源管理

现如今我国的经济持续快速增长，全社会用电量也保持快速增长，逐月走高，高耗电行业用电增速居高不下。用电需求增长的同时，全国电力供应能力也有所提高，但是也仅仅缓解电力供需矛盾。在积极倡导节能减排、发展低碳经济的今天，如何把节能措施贯穿于整个电气设计过程则显得尤为重要。下面结合工作实际，就建筑电气的几种节能措施谈谈一些看法。

1 电气节能遵循的原则

(1)适用性：就是基于满足在建筑物内创造良好人工环境提供必要的能源，为建筑设备运行提供必需的动力，按照用电设备对于负荷容量电能质量与供电可靠性等方面的要求，来优化供配电设计，促进电能合理利用。

(2)实际性：要充分考虑实际经济效益，合理选用节能设备及材料，使节能增加的投资能在较短的时间内用节能减少下来的运行费用收回。

(3)节能性：应考虑采取措施减少或消除与发挥建筑物功能无关的消耗，比如电气设备自身的电能消耗，传输线路上的电能消耗等等，这应该是节能的着眼点。

2 电气节能设计内容

2.1 合理设计供配电系统

⑴配电系统的节能，从有色金属消耗量及线路功率损失这两个原则出发选择变电所的位置，得出的结果才能使用户在一次性投资、节能降损及设施维护管理等方面产生直接的经济效益。根据负荷容量，供电距离及分布、用电设备的特点等因素合理设计供配电系统，使系统尽量简单可靠，操作方便。在配电系统中，有的相电流较小，有的相电流接近甚至超过额定电流，这种情况下，三相电流不平衡，影响变压器的安全经济运行，影响供电质量，而且会成倍增加线损。在设计中应尽量减小三相不平衡度。

⑵根据用电负荷的容量及分布，使变、配电所靠近负荷中心，以缩短低压供电半径，降低线路损耗，减少电压损失，满足供电质量要求。

⑶供配电系统应简单可靠，配电级数不宜过多，同一用户内，高压配电级数不宜多于两级；变压器二次侧至用电设备间的低压配电级数不宜超过三级，尽量减少电能损耗。由两路进线供电的系统，宜采用两路电源同时运行的方式，以减少正常运行时的线路损耗。

⑷合理选择供电电压。同等情况下，电压越高，损耗越小。供电电压等级的确定应考虑技术经济合理性及电力公司的相关规定等因素。

⑸合理选择变压器。电力变压器应当选用节能环保、低损耗和低噪声的变压器。变压器的长期工作负载率不宜＞0.85，减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。此外，降低变压器的环境温度、平衡三相负荷、合理选择变压器接线方式、季节性造成的负荷变化时灵活投切变压器等也是降低能耗的有效途径。

2.2 降低配电线路损耗

线路是配电线路运行经济运行的重要指标。减少配电线路上的有功损耗可节约相当数量的电能；而降低配电线路上的无功功率，就可提高供配电网的功率因素、减少负荷电流，从而提高电压质量。在很多老矿区，随着电气负荷的增加，对其配电线路并未适时进行技术改选，从而导致配电线路非经济状态运行，发生了大量线路电能损耗。在改造老矿区时，应根据经济电流密度，确定配电导线和电缆的截面，从而有效降低线损。

2.3 谐波治理

正确合理地选择变压器的接线方式,能阻止不平衡电流和3N次谐波电流从原边传到电源配电系统中。在三角形/星形变压器里,不平衡电流和3N次谐波电流在原边绕组内循环流动而不会传入电源配电系统中。在根据负载确定电力变压器额定容量时,应考虑谐波畸变而留有裕量。在设计中一般应保证变压器负荷率在70%～80%,该裕量可防范谐波引起的变压器发热危害。

谐波的存在会使电力变压器的铜损和铁损增加，直接影响变压器的使用效率；还会造成变压器噪声增加，缩短变压器的使用寿命。会造成异步电机电动机效率下降，噪声增大；使低压开关设备产生误动作；对工业企业自动化的正常通讯造成干扰，影响电力电子计量设备的准确性。治理谐波可选用D，yn11变压器；设置滤波或隔离滤波装置；功率因数补偿电容器组串联消谐电抗器等措施抑制谐波，提高电能质量。

2.4 照明节能

对厂房、路灯以及公共场合等夜间照明采用高效光源和节能型灯具，可节约50%电能。电气附件的效率对于节能也很重要，目前电子整流器的质量参差不齐，而节能型整流器的节能效果非常不错。另外，在节电方面，可以利用太阳能发电，在国外，国内的一些地方，太阳能光电幕墙、光电屋顶、太阳能路灯已经得到了有效利用，高校也可积极引进太阳能应用这种设备。

⑴充分利用自然光。照明的最佳光源是阳光,太阳光是免费的，不需电力，也不造成污染。如果能在建筑物内部引入自然光线，员工会情绪更好，效率更高。现在有些窗户可以对光谱进行选择，引入日光的同时还可保持舒适。有一些创新的技术如侧窗、天窗、光栅板和光线管道等，可将日光引入大楼内部。在灯具布置时，将所控灯列与侧窗平行，跟据日照强弱来进行灯具控制也是照明节能的有效手段。

⑵合理选择光源和灯具。应在不同的使用场合，在满足照明质量的前提下，尽可能选择高光效的光源。

⑶采用合理的照明控制方式是实现舒适照明的有效手段，也是节能的有效措施。照明控制系统分两大类：手动控制和自动控制。手动控制是指按照使用者的个人意愿来控制所属区域的照度水平。在照明开关应用中，我们应注意：①居住建筑有天然采光的楼梯间、走道的照明，除应急照明外，宜采用节能自熄开关。②每个照明开关所控光源数不宜太多。每个房间灯的开关数不宜少于2个(只设置一只光源的除外)。但手动控制最不利的一点是：当人们意识到自然光线不足时会开灯，但当天然光又恢复充足时没有什么因素促使他们把灯关掉。而且工作结束后如果灯还开着，这将浪费大量的电能。与传统的照明控制方式相比，近年来逐步发展起来的智能化照明控制系统体现出了强大的优越性。目前智能照明控制系统多数采用现场总线技术，借助各种不同的“预设置”控制方式和控制元件，对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，实现节能。只有当必需时才把灯点亮或点到要求的亮度，利用最少的能源保证所要求的照度水平，节电效果十分明显。

⑷采用高效光源，灯的效率是指所消耗的电能中有多少可转变为可见光。灯的效率越高达到同一照度就越省电。应积极推广使用新型光源。如卤素节能灯、发光二极管（LED）灯等。LED灯被称为“绿色光源”，较同等亮度的白炽灯所耗的电力减少约80%。节电潜力巨大。随着LED灯的迅速发展，发光光纤得以广泛应用，与LED光源结合，发光光纤现在已经在建筑物立面装饰、室内装饰及水下装饰中广泛应用。

2.5 降低无功损耗

变压器作为电力系统运行的主要设备，在变换电压及传递功率的过程中，自身要产生有功功率损耗和无功功率损耗。变压器的有功功率和无功功率损耗又与变压器的技术特性有关，同时又随着负载的变化而产生非线性的变化，变压器的损耗在电网中的线损所占的比例较大，尤其是轻负荷时占的比例更大。据统计，变压器的损耗在中低压电网中线损约占2%～3%，电网中存在一定数量轻载运行的变压器，所谓”大马拉小车”的现象，对降损节能不利，因此，必须根据变压器的有关技术参数，通过合理地选择运行方式，加强变压器的运行管理，充分利用现有的设备条件，以达到节约电能的目的。无功补偿是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低电能的损耗，改善电网电压质量。从电网无功功率消耗的基本状况可以看出，各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤其是以低压配电网所占比重最大。为了最大限度的减少无功功率的传输损耗，提高输配电设备的效率，无功补偿设备的配置，应按照“分级补偿，就地平衡”的原则，合理布局。就拿千鑫矿选厂来说，低压采用的是电容器“分级补偿，就地平衡”的原则。采用无功补偿可以提高功率因数，充分挖掘设备输送功率的潜力，是一项投资少，收效快的节能措施。就地补偿技术主要适用于负荷稳定，不可逆且容量较大的异步电动机补偿(如浮选槽电机、水泵等感性负荷)，其他各种场合仍主要采用集中补偿技术。电网中常用的无功补偿方式包括：在变电所母线集中安装并联电容器组；在高低压配电线路中分散安装并联电容器组；在配电变压器低压侧和用户车间配电屏安装并联补偿电容器；在单台电动机处安装并联电容器等。

2.6 提高功率因数

功率因数是供用电系统的一项重要技术经济指标，是指电力网中线路的视在功率供给有功功率的消耗所占百分数。适当提高用户的功率因数，不但可以充分地发挥发、供电设备的生产能力、减少线路损失、改善电压质量，而且可以提高用户用电设备的工作效率和为用户本身节约电能。因此，通过合理配置无功功率补偿设备，以提高系统的功率因数，从而达到节约电能，降低损耗的目的。

3 结束语

节能是我国经济和社会发展的一项长远战略，也是当前一项极为紧迫的任务。电气节能已成为企业生产、人们生活的重中之重，作为企业电气人员，应结合企业自身特点，精心设计、精心比较，采用切实可行的节能措施，把节能贯穿于企业生产、生活过程始终，真正把节能理念落到实处，促进资源节约型社会的更好建立。对于老矿山、老企业来说，提高设备的利用率是工作的重点。老矿山、老企业的感性负载比较大，有功功率利用率不高，电能浪费较大。要解决这些问题是当前的重点工作，利用当前新兴技术，对老设备进行改造，对无功功率进行补偿，从而提高有功功率的利用。

收稿：2014-03-24