对建筑电气设计中节能问题的研究分析

尹春铭　范正阳　汪元初

摘要：电力系统是关系到整个自动化系统安全和人类生存环境质量的重要组成部分。同时，大量科学研究表明，建筑能耗主要依赖于电能，因此，在设计电气设施时，应注意降低建筑能耗，这对降低建筑总能耗很重要。因此，本文从建筑电气设计的角度，分析了建筑电气设备设计中的节能措施，并对其进行了系统的分析和总结

关键词：建筑电气设计;变压器;节能

1基于节能视角的建筑电气设计方式

1.1建筑供配电系统节能设计

1.1.1供电电压设计

在功率因子为一定的情形下，电源控制系统的压力和电流成反比，压力越高，其电流也越小，而电缆截面面积就会相应减小，实现了节省电缆成本、降低电力消耗的目的。所以，应该在用电控制系统的节电系统设计中合理设定压力级别。

1.1.2变压器节能设计

变压器消耗占用电网能源的比例较高，其中，又以空载消耗和负载损耗为主要消耗形态，故在建筑节能方案设计时，应当引入变压器节电技术，具体内容包括：

（1）减少空载损失。空载损耗一般由磁滞损耗和涡流损失所形成，其损失程度与交流变压器铁芯磁通密度、晶片厚薄、材质特性因素直接相关。在交流变压器的节能工程设计中，应选用较高牌号的电工钢带减少空载损耗。

（2）减少流量损失。负荷损失是由铜损引起的，与其比例成正比，同时，大负荷也是造成杂散损失和涡流损失的重要因素。所以，在交流变压器的节能设计中，应正确地进行负荷的正确计算，尽量选择高效的交流变压器来降低负载损失。

（3）确定变压器台数和容量。根据年运营经费控制目标选用合理的变压器容量，以增加变压器运营的经济性。并设有独立的变压器进行空调采暖、冷藏等季节性电源运用，当不需要电源时会停运变压器。

1.2建筑照明系统的节能设计

1.2.1合理选择光源

在综合考量使用灯光的寿命、光效、颜色、光源、节能措施等各种因素的情況下，应该尽可能使用LED灯具解决照明需要。LED灯和三基色直管日光灯、金属卤化物灯等常规灯光比较，具有节能效果好、寿命长等优点。

1.2.2镇流器的选择

镇流器自身也会耗费部分功率，从而直接影响灯具效率。在灯具系统的节能工程设计中，在综合考虑灯光品质、灯具效率、照明功率等各种因素的具体情况下，应该尽可能地选用电子镇流器。电子镇流器相较电感镇流器来说，具有效率较高、能与灯管整合配置、减少频闪现象等优点。

2建筑电气设计中节能降耗的技术措施

2.1配电变压器的节能降耗技术措施

配电变压器节能对策，一般从配电变压器运营的无功功率消耗、有功功率消耗、综合运营输出功率消耗三方面入手。其中，有功功耗主要集中在有功电能上，有功功耗主要是提高配电变压器的功率因数，而在总运行的总功率损耗中，既要兼顾有功、有功又要降低电网损耗。因此，在配电变压器的节能设计中，应充分考虑无功、有功、电价等因素的影响。目前中国大多数的建筑物都是由几个交流变压器组成，所以交流变压器的耗电量也包括了它的有功和无功。当多个变压器装置运行方式发生变化时，不论独立工作或者并列，都应经济地分担变压器设备的总负荷，使无功功率损失、有功功率损耗都降到最低点。

在做好配电变压器方案设计、优化供配电系统工程设计布线之时，应当着重关注交流变压器与三相负荷供电系统不均衡问题。不均衡的三相负荷配电变压器很极易引起三相压差增大，出现负序电流、也极易生成磁路的不均衡，从而引起电流漏磁通过进而出现杂散损失，同时引起的交流变压器部分单相绕组生成过大负荷输出电压，也会引起交流变压器损失的增加。电力变压器的布置，宜以建筑靠近负荷中心部位为设计基准。尤其面对布置有大容量单相设备的建筑，宜工程设计与供配电体系或大型高压网络系统提供连通的专门的单相变压器，并做好消谐、劳而无功的补偿设计。

大量的研究表明，在电力系统中，当电力系统中的最高电流值与工作电流的比率由20%降低到10%时，变压器内部的总铁损耗将由15%增加到50%，同时，变压器内部的空载电流值和劳而无功损耗也会显著增加。因此，有必要对电源变压器进行优化和优化。

2.2供配电线路节能降耗技术措施

2.3照明系统节能降耗技术措施

照明灯具的选择是实现照明系统节能的重要途径。实际设计应考虑工程性能、经济效益、特殊照明条件等因素，用户对照明的要求主要集中在低照度区域的亮度、启动时间、安装方便、颜色好、发光效率高、工作环境可靠等方面，安全可靠，使用寿命长，价格相对较高，室内和办公场所的装修要求。在多功能办公楼等场所，无特殊照明系统、光通量利用率高、光输出高、成本高的低空安装应选用寿命长、颜色高的T5、T8灯具，装修设备要求高，灯具安装要求高，首选金属卤素灯和高压钠电池;当需要更高颜色时，应选择陶瓷卤素灯。

结束语

建筑与电力能源是中国社会能耗的极其重要部分，已给国家能源供给造成了严重威胁。在对建筑物电器进行工程设计时，加强对已有节电降耗科技措施的运用，并主动收集市民反馈建议，进一步研究发现系统中存在的问题、研究最新的节电举措，尽最大力量地减少能源消耗，真正做到节电降耗，助力中国市场经济社会的可持续发展是电气设计人员应尽的工作。

参考文献

[1]梁良.对建筑电气设计中变压器节能问题的分析[J].工程建设与设计，2021（20）：36-37+54.