基于节能理念的某高层住宅小区的供配电设计

2016-08-22周钢

大科技 2016年24期

关键词：供配电住宅小区损耗

周钢

（长沙星电电力勘测设计有限公司湖南长沙 410000）

基于节能理念的某高层住宅小区的供配电设计

周钢

（长沙星电电力勘测设计有限公司湖南长沙 410000）

现代建筑节能涉及很多专业，包括建筑新能源的设计、建筑电气节能设计、建筑结构设计及建筑外墙设计等等，其中，建筑电气节能设计潜力最大。建筑配电领域内节能设计如果能够发挥合理，必须有效确保用电设备能够正常发挥，并且充分利用电能资源。对此，本文首先介绍了基于节能理念的建筑中供配电节能设计的基本原则，然后对建筑供配电节能设计主要内容进行了分析，并结合工程实例详细探究了某高层住宅小区的供配电设计方法。

高层住宅；节能理念；供配电设计

1 引言

现代建筑对配电系统的电气性能要求较高，同时因为它是一个大功率负荷，其能源消耗相当高，节能潜力非常大。因此，如何采取适当的建筑配电系统，并采用各种节能技术措施，促进绿色建筑和智能大厦工程的建设和发展，已成为建筑节能研究的重点。

2 基于节能理念的建筑中供配电节能设计的基本原则

在建筑住宅项目工程中，工程质量永远是项目整体的核心内容，也是一切设计施工所必须遵循的大目标，因此，建筑电气节能是当代建筑设计中所不可忽视的重要原则。电气节能设计是一项整体性的工程，其要求在设计过程中不能片面追求控制能耗，对于合理的损耗首先要做到充分满足，同时保证供电能够保证建筑设备的正常运转，配电设计按照相应的的可靠性和安全性原则，使电力分配能够实现优化升级，实现能源的合理使用。如何运用更为先进的技术手段实现能耗控制是建筑电气节能设计中的重中之重，建筑配电设计中的相关理念要求设计人员要重视以抹术降低损耗。例如增加空调风量的合理调节安排、依据实际减少展厅用电、控制电阻数量等方式。另外，建筑配电设计还需充分考虑经济因素和运营规范，如果不树立全面地思想，就有可能出现因为片面追求节能而抬高运营花费的现象。

3 基于节能理念的建筑中供配电节能设计主要内容

3.1 供配电线路设计

架空线路与电缆线路是电力线路的两种主要形式，这两种线路都是利用金属导线来传输电能的，而金属导线本身就具有一定电阻，因此输电线路本身也会损耗一定电能。输电线路的电阻、电压及功率因数都会影响输电线路的功率损耗，若输电线路的负荷功率一定，输电线路的电阻越大，输电线路的功率损耗就会越大，输电线路的电压与功率因数越大输电线路的功率损耗则越小，因此在设计供配电线路时，要把线路损耗降到最低，最大限度地节约电能，可以通过降低输电线路电阻，增大线路电压等级与功率因数等方法实现，具体如选用电阻率小、截面积大的导线充当输电导线等。

3.2 配电变压器的选择

变压器是建筑工程供配电系统的重要组成部分，为了提高建筑工程供配电系统的节能效果，应该选择合适的变压器。在对变压器进行选择时，应该综合考虑变压器的性能、质量以及节电能力。为了降低建筑工程供配电系统能耗，应该尽量选择节能型变压器。①从影响电能传递效率的因素方面来看，需要注意变压器的材质和截面面积大小，最合理的方法是看回收率；②应该对变压器的有用损耗进行准确计算，这样才能确定变压器节能效率；③在选择变压器的同时，还需要考虑变压器的运行费用，在计算变压器的日常运行费用时，必须考虑其负荷情况。

3.3 照明节能设计在工厂车间、建筑施工工地、市政道路等场所的供配电系统中，通常都需要大量的照明设施，因此在设计供配电系统时一定要重视照明节能设计。在进行照明节能设计时，以充分利用天然采光为基础，通过合理的计算照明，分配负荷，正确选择照明灯具与控制方式等方面入手照明节能设计。其中在进行照明计算时，要尽量平均分配三相负荷，防止由于三相的不平衡而使变压器及其线路的损耗出现加重现象。

3.4 电力电缆的选择

在电力运输过程中，电力电缆是十分重要的构成设备，在提高供配电系统节能效果方面发挥着十分重要的作用。在选择电力电缆时，首先需要考虑电力电缆的安全性能以及经济效益，另外，电力电缆的选择与电缆截面积大小也有很大关联。通常情况下，电力电缆的截面面积越大，则线路设置费用就会越高，线路损耗就越小，反之，则线路设置的费用会减小。因此，在对电力电缆进行选择时，应该综合考虑导体载流量以及经济电流密度情况。

3.5 人工无功功率补偿

选择更为合适的电动机设备是配电设计中重要的举措之一，其主要的实施目标是降低电气线路中的总体功耗，并使电动变压装置达到最理想的工作状态。另一方面，人工无功率补偿是控制能源损耗的另一大重要设计方法，其主要原理是通过联动电容器中的功能运转，进而实现电气损耗的有效补偿，对于这种电气效率的提升措施而言，以高压部分的无功率补偿作为较集中的一个部分，而具体节能效果则依据具体工期而定，其集中与分散的补偿方式各不相同。

3.6 省电装置的应用

建筑配电省电装置的核心构成是电磁结构，将其以串联的形式与调压器相连接，通过外部独立结构调整消除高次谐波线圈，将三柱式铁芯中的节电装置进行；连接搭配，配合相关线路的缠绕时电压保持在一个稳定的区域内，抑制电流启动消耗，实现电气节能的最终效益。

4 基于节能理念的某高层住宅小区的供配电设计实例

4.1 某高层住宅小区概况

本小区规划总用地约12ha，总建筑面积373818m2。总计16个建筑单体，其中8栋为住宅楼、4栋为公寓楼，并且其内含底商、3处商业楼及1座地下车库。住宅及其公寓建筑面积290296m2，总户数为2808户，商业建筑面积为12980m2，另外，该高层住宅小区地下车库建筑面积为70543m2。

4.2 该高层住宅小区负荷统计结果

4.2.1 负荷级别

（1）本小区一级负荷的建筑和设备主要有以下几点：地下室停车库、生活水泵房、高层住宅中的消防设备和小区的消防泵房、电梯和规范规定的其他一级负荷。该小区各变配电室主要由两路独立的10kV高压引入，所有一级负荷都是由双重电源进行供电的。如果一个电源发生故障问题，则另一个电源应该避免同时受到损坏，这样才能满足一级负荷供电要求。该住宅小区电源是由规划区外220kV变电站所引入的。

（2）除上述的一级以外，其他建筑其供电负荷都为三级负荷。如果住宅每户用电和所有小型商铺，路灯照明，园林照明等。

4.2.2 负荷统计

（1）该小区住宅以及公寓的单位面积用电指标为24VA/m2，公建单位面积用电指标为80VA/m2，地下车库单位面积用电指标为15VA/m2。

（2）根据建筑面积电力容量计算原则：该住宅小区计算总负荷为9564kVA。

4.3 该高层住宅小区供电方案设计

4.3.1 供电电源电压及开闭所数量

①该住宅小区变压器总容量为9080kVA，属于50～10000kVA级别；采用10kV双回路供电的方式供电。②本期供电设置1个开闭所——本工程开闭所。

4.3.2 终端变配电室数量及布置

①本项目为建筑面积较大的新建高层建筑小区；输电线路和各级配电线路采用电缆线路。②根据便于进出线的布置，从变压器低压出线端至供电计量表之间的电缆实际距离不大于250m的原则，本期小区共布置了4个变配电室。

4.4 该高层住宅小区配电系统

本工程开闭所同1号变配电室合建，其位置在本工程1号商业西侧；向1～4号变电室供电。该住宅小区在建筑物室外的电缆敷设均采用穿管及管沟埋地的敷设方式，在拐弯以及直线适当处作拉线井，应该采用电缆、穿金属线槽架空敷设的方式。其中，1号具体变电室供电方案明细详见表1。

5 结束语

电能是当今社会最广泛使用的能源之一，也是损耗较严重的能源。电能在建筑发展和人们日常生活中的使用范围很广。现如今，社会经济发展对于电力的需求也越来越大，随之而来的浪费也越来越严重，而电力也越来越稀缺。因此，节能设计的发展，配和合理有效的设计，有利于缓解能源短缺和浪费，实现节能和环保。节能设计在一定程度上发挥了积极作用，为我国国民经济的可持续发展带来了长远利益。