浅议电气系统节能措施
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摘要:目前,建筑节能已经被普遍开展,并且取得了一定的成绩。在建筑节能中电气系统节能占据重要位置,本文从实际出发提出了电气系统节能的相关措施。
关键词:电气系统;节能;措施
1.降低建筑电气系统的线损
在现有的建筑电气系统中,配电系统的主体就是10kV和380/220V电压等级。电能在传输的过程中其功率会有所损失,并且能量也会损失。线损造成最突出的问题就是发热。发热的过程就是将电能转化为热能的过程,从而导致电能被损;发热会引发建筑配电系统事故。降低建筑电气系统的线损可以从以下三个方面进行:(1)合理使用变压器。变压器经济运行的要求就是合理选择配电变压器的容量。如果变压器容量过小,会导致超载负荷,损耗增加;相反,如果变压器容量过大,不能充分利用变压器,这样就会增加空载损耗。因此,配电变压器的容量应根据实际负荷情况来进行选择,这样可以确保变压器在最佳负载状态下运行。同时节能型变压器的选择,另外,对灵活的接线方式的选择可以根据不同的用电特点来进行,对符合进行及时调整,且根据各变压器的负载率来进行。变压器的三相负载力求平衡,不平衡运行不仅会使出力大大降低,而且还使损耗有所增加。(2)重视和合理进行无功补偿。在建筑配电系统中,如果无功电源不足,会降低配电系统功率因数和电压质量,致使不能充分利用电气设备容量,从而使得电流增大,并且增加了供配电设备及线路损耗,增大了变压器及线路的电压,使供电网电压不稳定。无功功率补偿的作用就是使无功功率对电网的影响尽量最小。通常情况下,采取集中、分散、就地结合的方式来对建筑配电网的电容器进行无功补偿。如果楼层的单相负载所占比例较大,应该对分层单相无功补偿或者自动分相无功补偿进行考虑,从而使得由一相采样信号作无功补偿时可能造成其他两相过补偿或欠补偿得以避免,这样配网损耗就会增加,也就是说根本不能达到补偿的目的。并联电容器装设好后,系统的谐波阻抗有加大的变化,会放大特定频率的谐波,这样不仅影响了电容器寿命,而且加重系统谐波干扰。因此,为了避免谐振,在有较大谐波干扰但是又需要补偿无功的地点,应对调谐电抗器进行不断增加。(3)谐波抑制及降损节能。在建筑中除了常见的荧光灯、电梯、变频水泵等非线性用电设备外,还存在大量的用电设备,给建筑配电系统的各个环节带来严重的谐波问题。谐波使电能的利用效率降低,使建筑中的各种电器设备因电流中高频成分的增加所产生的涡流损耗增加,从而引起设备过热,并使绝缘老化,使用寿命缩短,甚至发生故障或烧毁。同时,谐波还会引发配电系统局部谐振,使谐波含量放大,造成补偿电容等设备的烧毁。谐波还会引起自动装置误动作,使电能计量出现混乱,对各种设备产生扰动。因此,消除谐波不但能提高设备使用寿命,同时也可减少电能损耗。谐波治理目前有两种解决方案:无源电力滤波器和有源电力滤波器。无源电力滤波器的优点为结构简单,容易实现,便于维护,成本较低等。但无源电力滤波器缺点也非常明显,如单调谐滤波器的谐振频率会因电容、电感参数的偏差变化而变化;电网频率会有一定波动,将导致滤波器失谐;电网阻抗变化对单调谐滤波器滤波效果有较大影响;更为严重的是,电网阻抗与滤波装置有发生并联谐振的可能。有源电力滤波器就没有这些问题,其特点是:可实现动态补偿,对频率和大小都变化的谐波以及无功进行补偿,对补偿对象的变化有极快的响应,可同时对谐波和无功进行补偿,且补偿无功的大小可做到连续调节;补偿无功时无需储能元件;补偿谐波时所需储能元件容量也不大;即使补偿对象电流过大,电力有源滤波器也不会发生过载,并能正常发挥补偿作用;受电网阻抗的影响不大,不容易和电网阻抗发生谐振;能跟踪电网频率的变化,故补偿性能不受电网频率变化的影响;既可对一个谐波和无功源单独补偿,也可对多个谐波和无功源集中补偿。
2.空调系统节能
在空调系统的设计中,均以最大负荷作为设计工况。但是在实际的运行中存在很大的能源浪费。空调区域排风中的热能量是非常多的,如果把这些热能量加以回收利用,那么环保和节能定会实现。如果新风和排风采用专门独立的管道输送,那么有利于集中热回收装置的设置。新风和排风采用热回收装置进行湿热或者全热交换,节能效果非常明显的表现出来。另外,加大新风量能够在一定程度上解决室内空气质量问题,但增加了空调能耗。新风定值必须按照规范来确定,因为新风量对于能耗和人体健康有着非常重要的作用,如果人员密度较大时,新风的供应按人员的密度来进行的话是非常不经济的。
3.照明系统节能
有时为了方便使用和管理,通常要铺设防静电架空地板。进出房间的洞口要有防堵措施,不能有无关的管道穿过。要统计系统中各部分用电消耗功率,留足容量,设置专用的电源配电箱,建议采用双回路供电末端切换的方式。要有足够的事故照明设施。目前大部分建筑还在大量使用传统的发光。效率低的光源,使用高效发光光源代替原有的低效光源,在节能的同时提高照度、显色度,改善照明环境,提供舒适、稳定的照明环境,既提高了工作效率,又可以保护人体健康。用T5替换T8,可以节电20%以上,并且照度提高10 %以上,显色指数由原来的70提高到了85,消除了频闪, T5荧光灯的寿命是T8的2倍。磨砂灯泡或白炽灯选用色温相当的节能灯替换,在照度不降低的前提下,可以节能50 %以上,且寿命提高6倍以上。其余部分可根据不同要求替换更高效的节能环保光源。对于一些公共区域,可以根据需要增加智能化的照明控制系统,在利用自然光的同时实现有效节能。
电气系统节能措施是有人来开发设计的,但是也是需要人类维持。因此,电气系统的相关人员要制定相关规章制度、长远规划,合理实施这些电气系统节能措施,从而提高资源的利用率和能源的利用率。
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