建筑电气设计中的变压器节能分析讨论

杨正祥

摘要：伴随着人类科技水平的不断发展，世界范围内的各类能源的利用率也在不断的增加，据相关调查报告显示，当前各个国家基本上都存在不同程度的能源紧缺。在我国不断发展进步的过程中，同样需要采取有效的措施节约能源的使用。对于我国而言，消耗能源极为重要的一个行业即为建筑行业，因此，本篇文章主要分析了建筑电气设计中采用变压器节能的有效性，希望可以提供一定的借鉴。

关键词：建筑工程;电气设计;变压器;节能

建筑行业是我国多个传统行业之一，虽然建筑行业的发展推动了我国国民经济发展的发展与社会的进步，但是，同样不可否认的是建筑行业也是能源消耗巨大的行业之一[1]。变压器属于建筑行业中电气设计中不可缺少的组成部分，同时也是电气设计中造成能源消耗的主要部分之一。有相关研究发现，建筑电气设计中变压器造成的能源损耗最高可达到50%以上[2]。由此可见，在建筑电气设计当中通过进一部优化变压器的使用情况，可以起到很好的节能减排的作用。

1变压器的概述

变压器是变配电的运行过程中，必不可少的组成部分。简单来讲，就是在交流电路当中，起到调节电压高低的作用[3]。变压器的主要工作原理是通过电磁感应来改变交流电中的电压。目前，建筑电气设计中主要将变压器用于电压转换、阻抗变换以及电流变换等等。按照变压器的用途也可以将变压器氛围特殊变压器和电力变压器两种类型。

2建筑工程电气设计中变压器节能设计的概述

变压器是建筑电气设计中不可或缺的组成部分，变压器节能设计也要在保证建筑电气系统能够正常运转的情况下进行设计，进一步降低变压器所导致的能源损耗。动态以及静态均为变压器的能效，与变压器有关的设备即被称之为静态，降低静态能效所带来的能源损耗，可以通过优化相关制作材料，使用先进的技术等方式[4];在变压器工作运转的过程中，受到不同因素影响所导致的能源损耗即被称之为动态的能效。动态能效所造成的能源损耗也是变压器所致能源损耗的主要原因。目前，大容量的变压器依然是我国绝大多数建筑电气设计中最为常用的，再加之10KV的电压等级，导致建筑工程电气设计中变压器运转所造成的能源损耗非常巨大。可见，通过减少变压器所致的能源损耗，对推动我国节能减排，可持续发展，有着极为重要的意义。

3建筑电气设计中变压器的设计

3.1 合理选择变压器

在建筑工程电气设计当中，可通过该项目工程的实际用电情况，合理的选择变压器，在保证变压器输出功能稳定的情况下，响应国家号召，选择节能型变压器。我国现在使用的变压器标准中规定，S13型变压器及以上型号的变压器均为节能型，此类产品的能效等级、限定值等一系列参数，均符合节能标准[5]。目前，市场上的非晶合金型变压器在实际应用过程中造成的能源损耗非常低，是节能变压器中的理想选择之一，相关研究结果显示，非晶合金型变压器能源损耗比传统变压器低60%至80%左右，因此在变压器的选择上，可以在满足建筑工程电气设计实际需求的基础上优先考虑节能型，以此达到节能减排的最终目的。

3.2 合理选择变压器容量

在建筑工程电气设计中，在保证整个建筑工程电气系统正常运转的前提下，可以采用确定电气等级的方式，对整个建筑工程电气系统的电路设计进行合理的规划，并计算本次建筑工程电气系统需要的变压器容量以及变压器台数，进而达到节能减排的最终目的。例如，通过严密计算发展建筑工程电气系统负荷为三级时，变压器的配备数量为一台最为合理。当建筑工程电气系统的负荷增加时，需要对变压器的使用数量进行调整，需要注意的是，为实现减少能源损耗的目的，需要设计人员重点进行变压器的合理化分配。

3.3 对变压器的运行方式进行优化

变压器能否正常运行、安全运行的重要条件之一就是变压器的运行方式。在建筑工程电气设计当中设计人员可通过对变压器的运行方式进行优化，来减少变压器容量过大所大致的峰故波动进而造成的能源损耗。

3.4 抑制变压器和谐波设计

谐波是影响建筑工程电气系统中变压器损耗的关键问题之一，由此可见，抑制谐波即可以达到降低变压器能源损耗的目的。目前，建筑工程电气设计中主要应用被动、受端治理两种方法来进行谐波的抑制，进而实现减少变压器造成的能源损耗的目的。在现代工程系统中，能源供应是通过被动或有限的控制来控制变压器供电的谐波。例如，对于具有更强谐波影响的变压器，可以使用控制终端的方法。在适当的设计过程中，对谐波抑制的理性和科学方法必须着重于谐波，因此变压器必须承受更高的温度或处理相关问题的措施，并注意设计师使用滤波器流来防止变压器丢失。

3.5 合理的控制变压器的功率

变压器功率因素是导致变压器损耗的重要因素之一，正因为如此，合理的控制变压器的功率，即可以实现建筑工程电气设计中变压器节能的设计目的。控制变压器功率，减少变压器能源损耗首选应提高变压器自然功率，可通过建筑工程的实际情况合理的选择变压器的设备类型，从而起到提升自然功率的目的，进一步改善变压器节能的效果。除此以外，还可以通过设置无功补偿设备，来进一步提升变压器的节能效果。目前，建筑工程中应用比较广泛的无功补偿方式有三种，即就地补偿、分散补偿、集中补偿。

4采用多台配电变压器联合运动节能

配电网系统规模和容量逐渐增大，系统负荷容量变化较快，在不同运行方式下损耗有很大的差异，最优运行工况点和调度方式跟着其变化而变化，因此达到节能降耗的目的。配电变压器在工作中，其产生的空载损耗和负载损耗同时组成变压器运行的有功损耗，会跟着负载变化从而发生非线性变化，其中：空载损耗是特定的一个系数，它不会跟着变压器负载率变化而产生变化，负载损耗是一个跟着负载波动的变化值，其和变压器负载电流的平方是正比例关系，在多台变压器一期工作过程中总会有一个最低点是负载系数的最低点，也就是配电变压器一起工作的综合功率经济负载系数的最低点。要结合配电系统真实实际情况，合理计算出变压器的最佳负荷工作工况点和经济负荷区，采用多台配电变压器一期经济调度工作，根据负载从小到大的工作特性，计算出各负载区域的最佳变压器工作搭配台数和调控工作方式，合理依据综合功率负载关系来确定多台配电电压器一起工作的最优经济工作区域，防止出现“大马拉小车”等称为非经济工作工况，高效提升配电变压器的供电安全的可靠性和节能经济性。

结束语

在建筑电气工程中，变压器的节能设计是非常重要的，选择节能型变压器、合理的选择变压器的容量及数量，即可以为建筑物及用户的用电安全提供保障，而且更符合我国节能减排的发展需求，建筑行业想要有更好的发展，即需要从多方面下手进行节能设计，变压器设计也是其中之一。

参考文献：

[1]孟庆达. 建筑电气设计中安全与节能措施的探讨[J]. 节能， 2018， 37（12）：6-8.

[2]吴志勇. 绿色节能技术在民用建筑电气设计中的应用[J]. 建筑建材装饰， 2018， 000（014）：198-199.

[3]刘永刚， 孙攀. 建筑电气设计中的节能措施解析[J]. 建筑工程技术与设计， 2018， 000（006）：3214.

[4]陈智宏. 建筑电气设计中节能理念的运用与实现[J]. 建筑工程技术与设计， 2018， 000（034）：3294.

[5]王永录. 浅析建筑电气节能的设计與应用[J]. 建筑工程技术与设计， 2018， 000（015）：3682-3683.