浅谈如何降低住宅建筑中供配电的电能损耗

随着我国经济建设飞速发展,人民生活水平的提高,民用住宅建筑如雨后春笋般拔地而起,但能源利用率却较低。我国虽然是个能源消费大国,但是能源的缺乏将制约着国民经济的发展。如何节约和有效使用宝贵的电能,既要达到消费电能带来的享受,又不致过度的浪费?因此,民用住宅建筑的供配电系统的节能降耗问题值得关注与重视了。

1 降低供配电线路损耗

线损是供配电线路经济运行的重要指标。民用住宅建筑的供电线路一般为10k V或35k V、380V/220V系统。特别是较早规划设计的住宅建筑采用架空或电缆供电。随着电气负荷的增长,供配电线路并未进行技术改造,从而导致供配电线路在非经济状态运行。大量电能损耗在了供配电线路上,致使供电电压质量下降。由于配电线路有电阻,有电流通过时就会产生功率损耗。其公式为:ΔΡ=3I²R·10ˉ³式中:ΔΡ:三相输电线路的功率损耗(KW)I:线电流(A)R:线路相电阻(Ω)其中“R”线路电阻在通过电流不变时,线路长度越长则电阻值越大。如果在一个工程中由于线路上下纵横交错,一般工程线路总的不下万米,大工程更是不计其数,造成电能损耗是相当可观的,所以减少线路能耗必须引起足够的重视。在具体工程中,线路上电流一般是不变的,那么要减少线损,只能尽量减少线路电阻。而线路的电阻R=ρL/S,即与导线电阻率ρ、导线长度L成正比,与导线截面S成反比。要减少电阻值应从以下几个方面考虑:(1)尽量选用电阻率ρ较小的导线,如铜芯导线较佳,铝线次之。(2)尽可能减少导线长度,在设计中线路应尽量走直线少走弯路,另外在低压配电中尽可能不走或少走回头路。变电所应尽可能地靠近负荷中心,以减少供电半径。(3)增大导线截面积,对于较长的线路,在满足载流量,热稳定,保护配合及电压降要求的前提下,在选定线截面时加大一级线截面。这样增加的线路费用,由于节约能耗而减少了年运行费用,综合考虑节能经济时还是合算的。

2 适当提高供配电系统的功率因数

功率因数提高了可以减少线路无功功率的损耗,从而达到节能目的。前面提到的输电线路损耗ΔP中包含了线路传输有功功率时而引起的线损和线路传输无功功率时引起的线损。传输有功功率是为了满足建筑物功能所必须的,是不变的。而在供配电系统中的某些用电设备如电动机、变压器、灯具的镇流器以及很多家用电器等都具有电感性,会产生滞后的无功电流,它要从系统中经过高低压线路传输到用电设备末端,无形中又增加了线路的功率损耗。然而这部分损耗是可以避免的,具体方法有:(1)减少用电设备无功损耗,提高用电设备的功率因数。在设计中尽可能采用功率因数高的用电设备如同步电动机等,电感性用电设备可选用有补偿电容器的用电设备(如配有电容补偿的荧光灯)等。(2)用静电电容器进行无功补偿,电容器可产生超前无功电流抵消用电设备的滞后无功电流从而达到提高功率因数同时又减少整体无功电流。在具体工程设计中有采用分散就地补偿和高低压柜集中补偿等方式,可根据具体情况具体分析。

3 电力变压器容量的合理选择与经济运行

在民用住宅建筑供配电系统设计时,一般都按计算负荷为依据来选取变压器容量的。在实际运行中,其运行负荷并不等于计算负荷,而是随季节而变化的,甚至在2 4小时内负荷变化也很大。在小区供配电系统设计及运行电气管理中,应该十分重视变压器容量的合理选取。当建筑面积大于5万m2以上时,在供配电系统设计时就应考虑选取2台560k VA以上的电力变压器并联运行,充分发挥变压器并联运行时的优势。由于季节性原因使得以后住宅建筑运行负荷发生变化,如何确定单台还是两台并联运行呢?有如下3种方法:(1)当变压器的负荷率低于0.6时,应切除一台运行比较经济;(2)当变压器的负荷率大于0.8以上时,应投入备用变压器并联运行比较经济;(3)由临界负荷公式确定临界负荷的数值,查手册或产品技术资料将有关参数代入公式求出临界负荷S j,当变压器的运行负荷小于临界负荷S j,则单台运行较为经济,反之并联运行较为经济。

总之,合理地安排投入运行的变压器台数是降低有功损耗和提高节电效益的一项好措施。另外,要特别注意变压器的并联运行条件:(1)额定电压与变比相等,否则易产生涡流,导致损耗增加,温度增高;(2)连接组别相同,连接组别不同,导致环流增加,其数值是额定电流的5倍;(3)阻抗电压U d%相等,有利于均等发挥并联运行时的供电能力。

4 电机节电

民用住宅建筑内一般都有数量较多的电机,除了锅炉供暖系统的热水循环泵、引风、鼓风电机、炉排传动电机、电葫芦电机、输送带电机外,还有电梯曳引电机、高压水泵电机等。要特别重视中小型电机的节电。这些电机大多属于风机,水泵类负荷,应采用变频调速技术。另外,其它节电途径还有按经济运行选择合适的电机容量,减少轻载和空载运行时间,保证电机的电源电压基本正常等措施。

5 照明的节电

照明节能就是在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下,力求减少照明系统中光能的损失,从而最大限度的利用光能,通常的节能措施有以下几种:(1)充分利用自然光,这是照明节能的重要途径之一,在设计中电气设计人员应多与建筑专业配合,做到充分合理地利用自然光使之与室内人工照明有机地结合,从而大大节约了人工照明电能。(2)选用高效光源和节能型灯具。以往大多数民用住宅建筑在设计时,路灯,公共场所等夜间照明采用的是白炽灯、水银灯,可改造成为紧凑型荧光灯,可节电50%左右。办公、商业楼照明的老式灯具可改造成带电子镇流器和细管径灯管的节能型荧光灯,节电1 5%以上,还能延长灯管的使用寿命约6 0%,光效高达50%,消除了频闪效应和噪声。(3)改进灯具控制方式,采用各种节能型开关或装置也是一种行之有效的节电方法。根据照明使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。卧房、病房、客房等床头灯可采用调光开关,高级客房采用节电钥匙开关,公共场所及室外照明可采用程序控制或光电、声控开关,走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关。

6 结语

总之,民用住宅建筑的节电是建筑节能中不可忽略的一部分,它投资少,见效快,周期短,效益高。目前我国应该结合实际情况,进一步完善建筑节能的相关标准,规范建筑节能的设计、施工、验收、使用维护及日常管理等各个环节,规范行业管理,制定出可操作性强、便于实施和审核检查的一整套科学体系,使之更好地指导和规范建筑节能,推动建筑节能沿着平稳有序的轨道健康发展。在满足功能需求的前提下,行之有效而又切实可行的节能措施,从而达到真正节能的目的。

摘要：文章根据民用住宅建筑环境及设备运行的特点,提出降低电能消耗的若干节电技术措施和具体方法。

关键词：供配电,线损,变压器,电机,照明,节电措施