高层建筑供配电系统节能设计分析

卢耀华

摘要：随着社会经济的不断发展，城市建设的力度也越来越大，这样就出现了很多高层建筑。由于高层建筑的结构具有复杂性的，这样就使得高层建筑功能要求是要有完整的供应和分配系统，然而这些电气设计中都有体现，本文主要对高层建筑供配电系统节能设计进行了分析。

关键词：高层建筑、供配电系统、节能设计

中图分类号：TU208文献标识码： A

一、前言

高层建筑的供配电系统的设计是一项比较专业和复杂的工程，其中最重要的环节就是供配电系统的节能设计，这样就既要做好技术上可行和经济上合理，又要做到节能。但是由于供配电系统的节能设计涉及到很多专业的知识，这样就必须运用多种专业知识与电力系统实际情况相结合进行设计，从而达到节能的目的。

二、高层建筑供配电系统节能设计的主要内容

在高层建筑供配电系统中，由于电力资源的消耗非常大，所以在节能这方面有很大的提升空间和发展潜力，在高层建筑供配电系统设计的过程一定要进行节能减耗的设计，高层建筑的综合性和功能性比较强，大部分区域都会涉及到电能的应用，可想而知，其中的电能损耗也是很明显的，高层建筑供配电系统的节能设计内容有：

1、照明系统

高层建筑的照明系统的节能设计主要包括供电照明系统设计的优化、控制照明系统的优化设计、照明灯具选型的节能优化设计、联动照明操控系统的节能控制设计优化。在保证高层建筑的照明系统达到正常的标准的情况下，根据各个系统进行节能设计。

2、供电系统

高层建筑的供电系统的节能设计主要包括建筑整体用电系统电负荷的详细统计与计算、供电系统综合治理谐波的设计方案、供电系统补偿无功动态的策略、供电系统中优化节能具有用电设备的供电方案设计。高层建筑的供电系统是非常复杂的，各种功能的线路、不同作用的电气设备，所对应的电力资源消耗也是极多的，针对供电系统进行节能设计时，必须考虑多方面的影响因素。

3、新能源

高层建筑新能源整体利用的节能优化设计内容主要包括利用太阳能、风能发电、制冷制热系统等新能源及再生能源系统的节能优化设计。对自然界可再生能源的利用可以大大节约高层建筑供配电系统的能源，通过对供配电系统的实质和新能源技术进行分析，将新能源的使用运用到供配电系统中，大大降低了能源的消耗。

4、电气设备

高层建筑电气设备的节能设计内容主要包括电机拖动系统的优化节能设计、给水与排水系统的节能优化设计、空调变频调速系统的节能优化设计、深井电梯的智能回馈节能优化设计。

三、高层建筑供配电系统总体规划节能设计方案

在进行高层楼宇建筑供配电系统总体规划设计过程中，首先应充分统计建筑内容用电负荷类型、容量等数据信息，在进行有效用电等级划分和整理后，充分考虑整个供配电系统的整体供电方案、供电距离等因素。其次，在确定高层楼宇建筑供配电方案时，要从供电方案清晰明了、简单可靠、操作维护方便等方案进行方案设计。总降压变配所的布设位置选择应尽量靠近整个高层楼宇用电负荷中心部位，以缩短供电系统的供电半径，降低供配电系统在运行过程中产生的线路损耗，提高供配电系统供电可靠性、供电质量、以及节能降耗水平。最后，要对结合用电负荷总量、供配电方案等对变压器容量、台数、型号，以及供电线路型号、截面、敷设方式等进行详细的优化选型设计，设计出能够随季节性负荷变化而动态调节的供配电方案，有效提高配电变压器的节能经济运行水平，降低变压器运行能耗，提高供电线路供电功率因素，达到节能降耗的目的。

四、高层建筑供配电系统节能设计技术要点分析

1、配电变压器的节能选型设计

变压器的节能经济运行要综合考虑综合投资和年耗电量等多个因素，从大量实践工作经验可知，较为经济合理的配电变压器节能优化选型设计，是根据配电变压器的投资回收年限来确定配电变压器的型号，其可以用配电变压器的投资费用价差与年耗电的电费价差来获得，具体表达式为：

在进行配电变压器经济节能选型设计时，其节能经济回收年限应严格，按照2006年各省发布的《节约能源条例》中相关技术规定要求。通常配电变压器经济节能优化设计过程中，其计算投资回收年限应不超过5年，而其最大投资回收服役年限不得超过7年。在配电变压器节能优化选型设计时，应根据高层楼宇建筑实际用电负荷需求，按照略高于配电变压器最佳负荷率来进行配电变压器容量选择，通常应设置配电变压器负荷率在70%左右较为节能经济合理。在配电变压器型号选择过程中，应优选空载损耗、负载损耗等均较小的节能性变压器。如：对于容量均为315kVA的10kV配电变压器而言，S13节能型配电变压器与常规S7配电变压器相比，其负责损耗由S7的4812W有效降低到3638W；空载损耗则由771W降低到339W。在配电变压器选型设计中，优选三角形立体卷铁芯高效节能经济型配电变压器来代替常规插片式高能耗配电变压器，不仅可以有效提高建筑供配电系统的电能转换效率、降低配电变压器的运行能耗，同时还可以降低配电变压器空载电流延长配电变压器的综合使用寿命。

2、建筑照明系统的节能设计

对于荧光灯、高强度气体放电灯等灯具型号优化选型设计时，其灯具效率应满足GB 50034-2004《建筑照明设计标准》中第3.3.2条中的相关技术要求，同时应严格控制照明系统方案的节能降耗技术指标。智能化自动化建筑照明控制系统的合理采用，是高层楼宇建筑照明系统工程节能降耗的主要技术措施，将智能自动化优化调控技术与建筑照明性能有机结合起来，一方面可以大幅度提高建筑照明系统的照明质量水平，提高建筑照明的人性化智能自动化服务水平；另一方面，智能照明控制系统可以根据照明场所的温度、湿度、光照等条件，进行系统智能分析，从而制定高效节能经济的照明调控方案策略，使建筑照明系统调控更为精细合理，有效提高建筑照明系统电能转换效率，充分利用自然光源，达到节能设计的目的。

3、电机拖动系统的节能设计

电机拖动系统能耗约占整个建筑电气能耗的91%，同时大多数电机拖动系统中其电能转换利用效率普遍较低，存在非常大的节能降耗优化设计潜力。因此，在电机拖动系统优化节能设计过程中，对于200kW以下从投资经济性角度出发应优选低压电机；对于355KW及以上功率的电机只有高压电机序列，只能选择高压电机；而对于200~355kW范围内的电机而言，应从技术可行性、投资经济性、运行节能经济性等多个角度进行综合分析，以优选出节能经济的电机功率。应结合建筑电机拖动系统的实际情况，合理选用变频调速、软启动等先进控制方案对电机拖动系统控制模式进行设计，以达到电机拖动系统调节运行高效节能经济的目的。

五、结束语

综上所述，本文主要对高层建筑供配电系统节能设计进行分析，由于高层复杂建筑供配电系统设计是一项涉及到很多专业和方面的工程，其中配电变压器节能经济选型设计、照明系统的节能设计以及电机拖动系统的节能设计是工程最主要的三个方面。在设计中，要想真正实现供配电系统高效节能，就必须要对电气、通风以及给排水等专业的配合，这样才能设计科学合理以及经济的方案，从而推动建筑电气节能设计工作的顺利开展

参考文献：

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