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AG8之低壓電氣係統節能技術的發展及趨勢!

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AG8之低壓電氣係統節能技術的發展及趨勢!

發布日期:2016-06-28 15:16 來源:http://www.hrbwdqx.com 點擊:

AG8之低壓電氣係統節能技術的發展及趨勢!


1 低壓電氣係統節能技術曆史發展

1974年,第一部建築電氣節能相關技術標準(采暖空調等方麵)由法國率先製定和頒布,AG8後來這一標準一度被歐洲各國所采用。1979年,美國能源信息機構(EIA)成立,主要負責統計美國建築物電氣能源消耗和支出數據,並每5年進行一次全麵修訂。1979年,日本頒布了樓宇住宅建築保溫隔熱基本標準,並對所用的各種保溫材料參數規定了最小限度標準。目前,發達國家已逐步建立起完善的節能技術機構,並製定了較為成熟的低壓電氣節能標準和規範。

我國較發達國家建築電氣節能技術起步較晚,於1986年頒布《民用建築節能設計標準(采暖居住建築部分)》,節能率要求達到30%,是我國第一部建築節能法規。之後又頒布了《全國民用建築工程設計技術措施-建築節能專篇》,其中電氣專業協調各個專業起到了關鍵作用。2007年,中國建築電氣節能專業委員會在清華大學建築節能中心成立,AG8標誌著我國建築低壓電氣節能技術邁出了實質性的一步。

目前,我國工業化和城鄉建築進程迅猛,建築規模與速度前所未有,建築能耗總量呈直線上升趨勢,而低壓電氣能耗占能耗總量的30%左右,因此有必要需要設計人員采取相應措施達到低壓電氣節能目的。

2 低壓電氣係統節能技術現狀

低壓電氣節能技術發展到今天,已經相當完善,本文將從變配電室的選址、變壓器的選型、供配電纜的設計、以及電動機和照明光源的選擇來對現有的電氣節能技術進行闡述。

2.1 變配電室節能

在實際項目設計中,變配電所的選取應盡可能處在負荷中心,來減少電能在線路上的損耗,電源供電半徑應在250m以內。在高層建築中,配電室應盡量靠近電井,對於比較大的建築主體,應設置兩個甚至更多電井。對於低壓配電級數不宜超過3級。


2.2 變壓器節能

變壓器是供配電係統的核心設備,據統計,其損耗可達到整個電氣損耗的10%左右。損耗來源主要包括有功損耗和無功損耗。我們選擇變壓器時應盡量選擇新型材料的節能型變壓器,現在推廣的 S10、S11等高效係列,比普通變壓器鐵損降低15%,而非晶合金變壓器比S10、S11係列鐵損降低1/3;提高變壓器二次側功率因數,從而減少負荷電流,減小變壓器銅損。

另外,變壓器能量轉換效率與變壓器負AG8載率之間不是完全成正比例關係,其高效能量轉換效率是在變壓器處於50%-60%負載條件下獲得,所以在確定變壓器容量時,應該從技術性、節能性、高效性等方麵,合理進行變壓器選型設計,以防出現容量選擇過大或者過小的現象。因為這樣不僅達不到變壓器的運行要求,而且還增加了自身損耗,造成資源浪費。


2.3 供配電纜節能

由於傳輸導線上存在一定的電阻,所以電能在傳輸過程中會不可避免的造成一定有功功率損耗,因此降低線路損耗的途徑主要有:選用電阻率較小的材質電纜,如新型耐熱鋁合金線纜;增大導線截麵;鋪設供電線路時盡量走直線,使線路最短,避免迂回供電;如表1所示,對電網進行升級改造,將原有線路升壓,能大幅降低可變損耗。



 2.4 動力節能

在現代建築中,電動機不可或缺,其損耗主要包括有功功率損耗和無功功率損耗,因此,提高其功率因數及工作效率是目前應對電動機節能的主要措施。

電動機無功功率主要是在係統中建立旋轉磁場,異步電動機由於其工作原理,其轉速始終小於同步轉速,因此無功損耗較大,而同步電機轉速基本接近同步轉速,無功損耗較小,因此,選擇電動機時,可以盡量選擇使用功率因數較高的同步電機,以節省電能損耗。

磁性材料采用高品質、低損耗的高效異步電機(Y、YZ、YZR等係列),相對於普通異步電機,其功率因數可提高8%左右,總損耗減少20%-30%,因此,在使用異步電動機時,盡量選擇高效電機。目前,在工控領域,變頻器使用廣泛,它采用V/F控製策略,隻調節電機電源頻率而間接改變異步電機轉速。變頻器內部包含存儲器,可以存儲簡單程序,如果我們設定好程序,變頻器會每隔一段時間自動檢測電機負載變化,而後根據負載變化情況調用存儲器內部程序,從而調節電機轉速,這樣就會提高異步電機在空載時的效率,節約了電能,因此在設計時盡可能采用交流變頻調速技術。

此外,我們還可以通過無功補償來提高電機的功率因數。對於容量較大且傳輸距離較遠的電機(風機、水泵、傳送帶等),可以采取就地補償措施,其他可采取集中補償措施。 


2.5 照明節能

合理選擇節能燈具是建築電氣節能的重要措施,高效白熾燈光通量15LM/W,普通熒光燈T12光通量55 LM/W,而三基色T8、T5熒光燈光通量為93 LM/W,LED為70-150 LM/W。因此,在選擇照明燈具時,AG8盡可能選擇三基色T8、T5熒光管或LED燈。

對於燈具的控製,在建築內部走廊,樓梯等處,可采用具有聲光控製功能的燈具。對於大的建築主體(廣場、廠房等)可采用集中控製措施。如果有條件的話,還可以采用計算機智能控製,不僅可以達到節能的目的,還能製造出難以想象的燈光效果。


3 低壓電氣係統節能技術發展趨勢

3.1 智能建築係統

智能建築可以采用現代計算機、信息通信和自動控製技術,全麵地對建築物中的各類設備進行監控和控製,在滿足建築功能的前提下,進行最大限度的節能。據工程實際經驗可知,通過高效的節能設備和先進的自動化控製係統實施,智能建築能耗比普通建築能耗降低30%-50%。

例如供配電係統,智能建築係統可檢測到設備電壓、電流、有功功率、功率因數以及設備是否運行良好,而後,這些數據會被導入計算機程序,計算機會根據當前外部因素(如負載變化,天氣情況等),在後台自動實時調節各個設備,以達到最優節能狀態。

照明係統,智能建築係統會根據當時的環境以最優的控製方式對照明進行控製,不僅節約了大量電能,還延長了燈具使用壽命,節省了運行費用,同時,不同的控製方式還能增強建築的視覺美觀效果。


3.2 太陽能光伏技術

近幾年,隨著光伏逆變技術的發展,住戶安裝太陽能電池板到建築物屋頂,終端通過控製器、逆變器連接到公共電網,消費者與電網互聯,形成家庭光伏係統已經成為可能。這種具有並網功能的太陽能光伏混合動力係統既可以給電網供電,也可以使用電網供電,這樣不僅保證了能源的有效利用,減少了無用損耗,而且在關鍵時刻還具有電力調峰的作用。目前,太陽能熱水器已經在建築行業裏廣泛采用,節能效果明顯。目前,濟南市規定自2014年起,100米以下新建高層住宅強製推廣使用太陽能。相信,在不久的將來太陽能光伏技術會更加完善AG8。此外新能源還有風力發電、地熱和核能等,還處於不成熟階段。


4 小結

我國雖然是一個資源大國,但同時也是一個能耗大國,人均資源占有率隻有世界平均水平的一半,節能減排尤為重要。因此作為電氣設計人員,我們在設計低壓電氣係統時,應盡量考慮上述幾種節能措施,盡最大努力為國家電氣節能貢獻自己的力量。


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