摘要：每個人都有一個中國夢，相信在所有人的中國夢里都有一項，那就是建設(shè)節(jié)約型社會，電力節(jié)能正是其中重要環(huán)節(jié)。本文發(fā)表在《能源與節(jié)能》上，是電力工程師職稱論文發(fā)表范文，文章從照明節(jié)能、供配電系統(tǒng)、變壓器選擇、減少線路損耗功率因素等節(jié)能方面進行了簡述，以供參考。

　　關(guān)鍵詞：照明節(jié)能 供配電系統(tǒng) 變壓器節(jié)能

　　隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，能源被提到了越來越重要的地位，我國是個能源消耗大國，能源相對短缺，然而能源消費卻越來越嚴重，因此節(jié)能問題一直是我國發(fā)展經(jīng)濟的長遠戰(zhàn)略方針。

　　一、照明系統(tǒng)節(jié)能

　　照明節(jié)能設(shè)計就是在不降低作業(yè)面視覺要求，不降低照明質(zhì)量的前提下，力求減少照明系統(tǒng)中電能的損失，從而最大限度地利用光能。主要從以下幾方面著手：

　　1、照明光源選用

　　合理選擇燈具的配光， 以提高利用系數(shù)。照明設(shè)計規(guī)范規(guī)定了各種場所的照度標準、 視覺要求、照明功率密度等等;照度標準是不能隨意降低的，也不能隨意提高，要有效地控制單位面積燈具安裝功率，在滿足照明質(zhì)量的前提下，選用光效高、顯色性好的光源及配光合理、安全高效的燈具：一般房間(如辦公室、教室、會議室、商店等)應(yīng)優(yōu)先采用三基色T8、T5 細管徑直管熒光燈。這是由于T8 或T5 燈管具有較高的顯色指數(shù)和光效，壽命長， 符合節(jié)能、環(huán)保要求。門廳、走廊等場所采用緊湊型熒光燈(如“H” 型、“U”型、“D” 型等) 替代普通的白熾燈，達到節(jié)約能源的目的。高大的車間、廠房及體育館的照明采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源。

　　下面對熒光燈和白熾燈進行比較：通常在照明設(shè)計時，應(yīng)逐個房間按使用條件確定照度標準。其公式為：E=N￠UK/A 它與光源數(shù)量、光通量、利用系數(shù)、維護系數(shù)成正比，與房間的面積成反比。如一個辦公室面積為27m2，根據(jù)建筑照明設(shè)計規(guī)范要求普通辦公室照度要求值為：300lx,照明功率密度不超過11W/m2。

　　1)當選用 T8 熒光燈時，從有關(guān)資料查得：光通量2975lm、燈具光源功率32W、鎮(zhèn)流器功率5W、利用系數(shù) 0.61、維護系數(shù)0.8。

　　根據(jù)以上公式計算結(jié)果如下：

　　燈具數(shù)量為6 盞

　　計算照度為：322.6(lx)<330(lx)符合規(guī)范要求。

　　實際安裝功率=6×(32+5)=222(W)

　　實際功率密度：8.22W/m2<11W/m2符合節(jié)能要求。

　　2)當選用白熾燈時，從有關(guān)資料查得：光通量630m、燈具光源功率60W、 利用系數(shù)0.45、 維護系數(shù)0.8。

　　根據(jù)以上公式計算結(jié)果如下：

　　燈具數(shù)量為36盞

　　計算照度為：302.4(lx)<330(lx)符合規(guī)范要求。

　　實際安裝功率 = 36×60=2160(W)

　　實際功率密度：80W/m2>11W/m2不符合節(jié)能要求。

　　從以上結(jié)果知：在單位面積的辦公室選用熒光燈比白熾燈節(jié)約電能71.78W/m2，若一棟辦公樓3000m2，每小時節(jié)約電能215.34KW，年節(jié)約電能是相當可觀的，故應(yīng)優(yōu)先選用高效節(jié)能熒光燈。

　　2、改進燈具控制方式

　　采用各種節(jié)能型開關(guān)或裝置也是一種行之有效的節(jié)電方法。根據(jù)照明使用特點可采取分區(qū)控制燈光或適當增加照明開關(guān)點。還可以利用智能建筑控制系統(tǒng)，根據(jù)同一區(qū)域不同用途的需要，對燈具進行合理的、人性化的控制。在需要時自動開啟，實現(xiàn)節(jié)能。

　　3、充分利用自然光

　　節(jié)省照明用電是照明節(jié)能的重要途徑之一。在設(shè)計中電氣設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)建筑物的開窗位置，合理對燈具進行分區(qū)布置。做到充分合理地利用自然光使之與室內(nèi)人工照明有機地結(jié)合，從而大大節(jié)約人工照明電能。

　　二、供配電系統(tǒng)節(jié)能

　　根據(jù)負荷容量、供電距離、用電設(shè)備特點等因素合理設(shè)計供配電系統(tǒng)。供配電系統(tǒng)應(yīng)簡單可靠，配電級數(shù)不易過多，同一電壓等級的配電級數(shù)高壓不宜多于兩級，低壓不宜多于三級。變電所應(yīng)盡量靠近負荷中心，以縮短低壓供電半徑，降低電能損耗，減少電壓損失，提高供電質(zhì)量。并且合理選擇變壓器的容量和臺數(shù)。 如一般的住宅小區(qū)，剛開始時入住率很低，慢慢升高，但是很難100%，設(shè)計計算時是按小區(qū)的住戶數(shù)量來選取需用系數(shù)的，這就造成需用系數(shù)實際值比計算值要低，實際使用變壓器負載率為50-60%左右。所以在配電系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)考慮由節(jié)假日或周期性、季節(jié)性輕負荷時，將一臺變壓器退出運行并把所帶負荷切換到另外一臺變壓器上，實現(xiàn)經(jīng)濟運行減少由于輕載運行造成的不必要電能損耗。

　　三、變壓器的節(jié)能

　　變壓器的有功損耗包括空載損耗和負載損耗，即公式為：

　　式中： ΔPb—— —變壓器的有功損耗

　　Po—— —變壓器的空載損耗

　　Pk—— —變壓器的負載損耗

　　β—— —變壓器的負載率

　　Po為空載損耗又稱鐵損，它是由鐵芯渦流損耗及漏磁損耗組成，是固定不變的部分， 它的大小取決于硅鋼片的性能和鐵芯的制造工藝，與負荷的大小無關(guān)。在設(shè)計時應(yīng)選用節(jié)能型的，如S9、S11、SC8、SC9 等油浸式變壓器及干式變壓器。

　　Pk為傳輸功率的損耗，即變壓器的銅損，它決定于變壓器繞組的電阻及流過繞組電流的大小，并與負載率β的平方成正比。因此，應(yīng)選用阻值較小的繞組，可采用銅芯變壓器。

　　β為負載率，即負荷電流與額定電流比值。《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》規(guī)定變壓器長期工作的負載率不宜大于85%。所以，在選擇變壓器的容量和臺數(shù)時，應(yīng)根據(jù)負荷情況，綜合考慮投資和年運行費用，對負荷合理分配，選取容量與電力負荷相適應(yīng)的變壓器，使其工作在高效低耗區(qū)間。

　　現(xiàn)代民用建筑中有季節(jié)性負荷。即冬天取暖，夏天空調(diào)制冷用電量大。因此，在設(shè)計中應(yīng)采用專用變壓器供季節(jié)性負荷。

　　四、減少線路上的損耗

　　由于線路上存在電阻，有電流流過，就會產(chǎn)生有功功率損耗。線路上的電流是不變的，要減少線路損耗，只有減少線路電阻。線路電阻公式如下：R=ρ×L/S，即線路電阻與電導(dǎo)率 ρ、線路長度成正比，與線路截面成反比。在一個工程中由于線路上下左右縱橫交錯，一般工程線路總長不下萬米，大工程更是不計其數(shù)，所以線路上的有功損耗是相當可觀的，減少線路損耗必須引起電氣設(shè)計重視。從以下幾方面著手：

　　1、應(yīng)選用電導(dǎo)率較小的材質(zhì)做導(dǎo)線。銅芯最佳，鋁芯次之。

　　2、減小導(dǎo)線長度。首先線路盡量走直線，少走彎路，以減少導(dǎo)線長度;其次，低壓線路應(yīng)不走或少走回頭線，以減少來回線路的電能損失;變壓器盡量接近負荷中心，以減少供電距離。

　　3、增大導(dǎo)線截面。對于比較長的線路，除滿足載流量、熱穩(wěn)定、保護的配合及電壓損失所選定的截面外，可適當加大一級導(dǎo)線截面，這樣可以延長導(dǎo)線的使用壽命，減少線路損耗，減少火災(zāi)危險，而且提高了供電質(zhì)量，并為今后負荷的發(fā)展留有余地。

　　五、提高功率因數(shù)

　　功率因數(shù)提高了可以減少線路無功功率損耗，提高設(shè)備利用率，從而達到節(jié)能目的。提高功率因數(shù)具體方法有如下：

　　1、提高自然功率因數(shù)

　　一般用電單位中，大量的用電設(shè)備是異步電動機、電力變壓器、線路、照明等，前兩項用電設(shè)備消耗的無功功率比較大，所以設(shè)計中應(yīng)正確選擇電動機和變壓器的容量，減少線路感抗。在生產(chǎn)工藝允許的條件下，采用同步電動機代替異步電動機;熒光燈可采用高次諧波系數(shù)低于15%的電子鎮(zhèn)流器;采用電感鎮(zhèn)流器的氣體放電燈，單燈安裝電容器等;選擇電動機的經(jīng)常負荷不低于額定容量的40%;變壓器負載率宜在75%—85%之間，不低于60%。

　　2、采用人工補償無功功率

　　人工補償無功功率，經(jīng)常采用兩種方法，一種是同步電動機超前運行，一種是采用電容器補償。同步電動機價格貴,操作控制復(fù)雜，本身損耗也較大，同時操作工人擔(dān)心勵磁繞組發(fā)熱會增加維修工作量，經(jīng)常將設(shè)計中的超前運行作滯后運行，喪失了采用同步電動機的優(yōu)點。因此，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，確認采用同步電動機作為無功補償裝置合理時，才可采用同步電動機作為無功補償裝置。采用并聯(lián)電容器補償，為了減少線損和電壓損失，宜就地平衡補償，即低壓部分的無功功率宜低壓電容器補償，高壓部分的無功補償宜由高壓電容器補償。這是目前工業(yè)與民用建筑中常采用的人工補償方法。

　　六、結(jié)論

　　總之，節(jié)約電能在民用建筑工程電氣設(shè)計的每個環(huán)節(jié)都有相應(yīng)的技術(shù)措施，廣大電氣設(shè)計人員在設(shè)計中應(yīng)精心考慮。在選擇新型電子產(chǎn)品及設(shè)備時要充分了解其原理、性能、并進行方案比較，拿出一套符合各種技術(shù)指標，行之有效而又切實可行的節(jié)能措施，從而達到真正節(jié)約電能的目的。