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综合性电气设计中对节能方法的探讨

发布时间:2013-11-29   |  所属分类:电力:论文发表  |  浏览:  |  加入收藏

摘要:综合性建筑如大型写字楼、商业大厦及大型购物场所等结构比较复杂,电气功能要求比较高,包括大量的动力设备、电气设备、复杂的照明系统以及完善的消防安全系统。电气设备及线路节能设计分析

关键词:节能;电气设计;高层;

Abstract: The comprehensive construction such as large office buildings, business buildings and large shopping sites of the structure is complex, electrical function demand is higher, including a large number of power equipment, electrical equipment, complicated lighting system and improve the fire control safety system. Electrical equipment and circuit energy saving design analysis

Keywords: energy efficient; Electrical design; Top;

中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:

在进行高层建筑的电气设计时,通常会参考电力负荷曲线,通过详细的计算决定设计的方法,使得负荷曲线尽量平坦,减少闲置设备、闲置容量,使功率得到最大的利用,减少浪费。

1. 变压器

1) 通常建筑用电负荷相当大,并且都是长年运行,变压器的长期损耗很大。一般综合性建筑都有单独的配电房,出于节能考虑,配电房尽量位于负荷的中心,也便于提高供电质量。变压器是配电房里重要的耗电设备,主要包括空载损耗和负载损耗,空载损耗取决于变压器的制造等因素,称为铁损; 负载损耗取决于二次绕组的铜损。变压器的容量选择很关键,既要根据建筑物的性质、重要性来确定,也要根据日常总用电量来确定。

2) 电力负荷分析与计算。电力负荷分析主要从建筑物的规模、功能着手,考虑建筑物负荷的级别、服务对象、建筑物所处的位置、所在地区的气候条件和社会条件以及建筑物未来的发展规划等方面。电力负荷的计算方式主要有负荷密度法、单位指标法及需求系数法等。在综合性建筑的电气设计中,通常采用需求系数法进行计算,用负荷密度法、单位指标法进行。

计算的复核与校正。需求系数法计算公式为:

P = KePe,Q = P tan φ,S = P/cos φ

从节能角度探讨综合性建筑的电气设计方法

式中,P 为用电设备有功功率,kW; Q 为用电设备无功功率; S 为用电设备视在功率,kV·A;

Pe 为用电设备容量,kW; Ke 为用电设备的需求系数; tan φ 为最大负荷的加权平均功率因数。

3) 变压器容量的确定。建筑物的电力负荷 P确定后,建筑物的总装机容量 S 可以用下面的公式来确定

式中,P 为建筑物的电力计算负荷; cos φ2 为补偿后的平均功率因数; β 为变压器的负荷率,一般不小于 0. 9。在满足需求的情况下,根据公式确定损耗小的节能型变压器。

4) 变压器损耗与建筑物负荷率的关系。以单台变压器为例,变压器的效率用下式表示

式中,η 为变压器的效率; Pz 为变压器的输出功率; Po 为变压器空载有功损耗; Pk 为变压器额定电流时的负载损耗; β 为变压器的负荷率; 假设忽略了一次侧铜损。

实践数据得知变压器的负荷率在 0. 5 左右时效率最高,然后随着变压器负荷率的增加,变压器的效率逐渐降低。因此,变压器的负荷率过高也会增加电能损耗。由于现在综合性建筑物中的非线性负载日益增多,电力系统中的谐波分量增加,也就增加了变压器的负荷,而由谐波电流增加的这部分谐波负荷在负荷计算时无法准确计算,另外设计中又要考虑长期发展而预留一定裕量。这些因素都不允许将变压器的负荷率取得过高,通常变压器负荷率在 65% ~80% 之间比较合适。

2. 线路的最优化选择

供电线路的选择。综合性建筑物的结构比较复杂,动力、照明、消防及空调通风等的线路数量庞大,因此在设计阶段做好线路的节能计算是非常必要的。减少线路的损耗可以从以下三个方面考虑: ①提高功率因数。②减少供电系统的无功功率。③减少导线电缆中的电阻。从节能的观点来看,供电线路的节能最优选择实际是一个初始投资和导线长期损耗的函数。增加导线的截面

积可以减少损耗,但是要增加初始投资; 减少导线截面积会增加线路的长期损耗,但初始投资会减少,在二者之间寻求一个平衡,就是线路节能的最优选择。

通电线路的节能分析可以由下面的公式给出

M = M1 + M2

式中,M 为线路的总费用; M1 为电缆、线路的投资费用; M2 为线路长期的损耗费用,由电流大小、运行时间和电缆的寿命等组成。对电气设备,应该按照正常的工作条件来选择型号。电气设备的安装地点、工作环境和使用要求都会影响能量的损耗,因此对电气设备型号的选择必须考虑上面的因素,用短路电流的热效应和电动力效用来校验电器设备的稳定性,在保证安全、保证使用的前提下减少设备的电能损耗。

照明系统的设计

综合性建筑物使用面积大,有不同的功能区,照明的类别比较复杂,通常有工作区、走廊过道、消防通道和洗手间等地方的照明,因此照明系统的节能措施是考核建筑物照明设计是否合理的重要指标。通常照明系统的节能设计从两方面着手:①降低照明装置的单位耗电率。②在设计阶段采取节电措施减少不必要的损耗。

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