建筑电气系统综合节能

2015-10-31潘振国

建材与装饰 2015年19期

关键词：谐波滤波器配电

潘振国

（华蓝设计（集团）有限公司　广西　南宁　530011）

建筑电气系统综合节能

潘振国

（华蓝设计（集团）有限公司广西南宁530011）

本文简单介绍了建筑电气节能工作的现状，论述了节能的相关措施，并提出了应该通过建筑能耗监测以及管理降低建筑电气系统的线损，进而达到节能的目标。

建筑电气；节能；能源监测和管理系统；综合节能方案

引言

节省资源的使用，达到节能增效的目标，对于促进我国经济发展水平的不断提高具有着非常重要的意义。根据相关资料的统计显示，建筑物能耗大约占据着社会全部能耗的30%，建筑材料的能耗大约占据着17%，这两者相加几乎达到了所有能耗的一半，就我国目前能源消耗的现状来看，建筑单位的能耗相当高，和世界上气候条件相一致的其他国家比较，我国建筑物单位能耗能够达到这些国家的2～5倍。所以说，我国的建筑节能的潜力非常大。

本文从建筑电气系统节能工作的特征展开论述，综合目前的具体情况以及在开展节能减排工作过程当中所遇到的问题，根据具体的问题，提出了针对性的积极对策，进而形成了节能管理体系，实现节能增效的目标。

1　建筑电气节能工作现状

当下，相关的工作人员在进行节能减排工作的时候，指的就是在对当前的系统没有详细的了解以及能源诊断的基础之下，就一味的进行了某个节能产品的安装或是采取节能手段，在节能产品安装结束之后，未做好相应的记录、跟踪以及管理，造成了节能产品以及节能措施在进行了一定程度自后，能源消耗又与原本的水平相差无几，无法确保有着较为稳定的节能效果，在利用了高科技的节能机械设备之后，能耗相比于之前降低了3%，然而，如果不及时的对能耗情况进行跟进，能耗依然会慢慢上升，使得节能效果无法得到有效的保障。

2　对建筑电气节能的正确理解

如果按照节能的规范化含义进行解读，那么节能指的就是加大用能管理的力度。换而言之，就是指所实行的方案一定是技术方面、经济方面、环境方面等各方面都能够得以协调的方案，从而来有效的降低能源生产过程当中的能源消耗，从而促使能源的最大限度利用。如果从节能标准的具体定义来看，加大用能管理工作的力度是进行节能工作的重要基础，如果要达到更好的节能效果，则应该结合建筑能耗成本构成以及成本分摊来研究。

按照节能的规范化含义，为了可以使得节能工作人员能够不间断的进行节能管理工作，确保节能效果的稳定性与高效性，应该从以下几个方面着手展开节能工作：

通过科学合理的方式来掌握当下建筑能耗的现状，具体的方式主要包括两种：①短期方式；②长期方式。前者指的是进行现场调查、能源使用记录、设备在各个阶段的使用情况等有所掌握，了解到建筑物能源浪费的点，为建筑物节能工作的正常稳定进行奠定坚实的基础。比较有效的一种方式就是进行能源监测以及管理系统的建立，实现能源各方面信息的轻松获取，对能源具体的供应状况、分配状况以及消耗状况进行实时的监督与管理，确保能够第一时间了解到能源消耗的具体情况，清楚的掌握到建筑能耗的具体结构，对能耗的各种水准进行认真仔细的分析与计算。对每一个运营过程当中的能源不正常现象进行监控，根据短期能耗审计的数据以及能源监测和管理系统所提供的数据，对各种系统进行全面认真的分析，积极的找寻其中节能要点，从而促使节能诊断报告的形成。节能诊断报告具体包含以下几个方面的内容：系统概况、检测的具体结果、节能诊断以及节能分析。

3　建筑电气节能综合技术方案

3.1建筑能耗监测和管理系统

需要注意的是，能耗监测以及管理系统是展开建筑节能工作非常重要的一个环节，虽然，其效果并不是非常的直观，但是，通过智能化来进行所有监测设备的系统化处理，达到科学有效的管理，其所收获的效益以及作用是非常可观的。

按照对建筑物设备运行统计数据，采取相应的措施，对相应智能系统的数字模型进行科学合理的优化处理，对设备的运行状况进行适当的调整，确保建筑内的每一个机械设备能够在十分合理、优化的状态下运行。结合行业当中的有关数据统计显示，每年所节约的能源超过了8%。图1就是我国某建筑能耗监测以及管理平台示意图。

图1　某建筑能耗监测和管理平台示意图

3.2降低建筑电气系统的线损

在目前的建筑电力系统当中，10kV与380/220V电压等级是配电系统的重要内容，当电能从导线、开关、变压器传输的时候，会出现功率损失的情况，在特定的时间范围之内出现能量损失。

发热是导致线损最具代表性的一个问题，实际上，发热过程就是将电能转变成为热能，导致了电能的消失，发热导致了温度的不断上升，使得绝缘材料老化速度加快，使用其使用性能不断下降，导致热击穿现象的出现。

另外，配电系统的线损导致了能源的严重浪费，配电系统的线损没有得到较为有效的利用，造成了资源的严重浪费，不仅如此，还需要采取通风、冷却等手段将热量排出。通常情况下，建筑配电网的线损率是6%，在严重的情况下会超过10%，这不但表明电能的消耗，还导致了能源的极度浪费与环境问题的出现。

下面将从三个方面来探讨如何降低建筑配电系统的线损：

3.2.1合理使用变压器

结合各个方面的因素以及相关条件，进行配电变压器容量的合理选择，这是变压器得以正常稳定运行的重要基础，如果变压器的容量没有达到相关方面的要求，则会导致过负荷现象的发生，但是，如果变压器的容量过大，其也无法得到最大限度的利用，造成空载损耗的进一步增加。所以，结合具体的负荷状况，对配电变压器的容量进行科学合理的确定，有利于保证变压器长期处于最稳定的负载状态。

3.2.2重视和合理进行无功补偿

假如楼层的单相负载所占据的比例非常大，应该关注到分层单相无功补偿或是自动分相无功补偿，从而防止从一相采取信号进行无功补偿时候将会导致其余两相出现过补偿以及欠补偿的现象，这都会导致配网损耗的进一步增加，无法实现正常补偿。在电容器安装以后，系统的谐波阻抗就出现了变化，对特定频率的谐波会产生会发挥出放大作用，不但会导致电容器寿命的缩短，还会导致系统谐波干扰的加剧。

3.2.3谐波抑制及降损节能

在建筑工程当中，除了一些基本的非线性用电设备之外，还有着非常多的用电设备（比如复印机、打印机、电脑等），导致了建筑配电系统的每一个环节造成了十分严重的谐波问题，谐波会在很大程度上影响到电能的利用率，导致了建筑工作当中的每一种电气设备由于电流当中高频成分的增加，导致设备温度升高，绝缘老化速度加快。在严重的情况下，还会导致设备烧损现象的发生。另外，谐波还会导致配电系统出现谐振现象，导致了谐波含量的增加，使得补偿电容等一系列的设备出现严重的损坏。谐波还会导致自动装置误动作现象的发生，导致了电能计量不准确，使得设备受到各方面因素的干扰。图2是某建筑的低压配电馈线上监测到的谐波。

当下，专门针对于谐波治理的应对措施包括两点：①采用电力滤波器；②采取有源电力滤波器。

无源电力滤波器具有以下几个方面的优点：结构十分简单，易于操作，维护成本低等等。然而，不可否认的是，无源电力滤波器自身也存在着一定的缺陷，比如，单调谐滤波器的谐振频率会随着电容、电感参数误差的改变而随之改变。电网频率也是固定不变的。

图2　某建筑监测的5次、7次、11次、17次谐波频谱图

电源电力滤波器相比于无源电力滤波器就没有那么多的问题。其主要特征表现为以下几点：能够实现动态补偿，能够达到频率以及大小都变化的谐波与无功补偿的目标，对补偿对象有着较快的反应速度，元件；在进行谐波补偿的时候，对储能元件的容量没有太大的要求。其还可以同时实现谐波与无功补偿两方面的功能，另外，其能够根据具体需求进行无功补偿大小的相应调节。需要注意的是，无功补偿的过程当中使用不到储能元件，而自谐波补偿的时候，会使用到储能元件，但是，对其也没有太高的要求。

3.3空调系统节能

空调能耗也是建筑能耗当中比较关键的一部分，其总能耗达到45%。所以，积极采取有效的措施，来减少空调系统能耗是实现建筑节能减排的关键任务。

3.4照明系统节能

当下，有很大一部分的建筑都还使用的比较传统的电源，这些电源的发光效率非常低。因此，应该将这种发光效率低的电源用高效率的发光光源来代替。不仅能够节省能源，还能够促进照度、显色度的进一步提高。还能够有效的改善照明环境，不仅可以促进其工作效率的不断提高，也不会伤害人们的健康。