建筑的节电措施有哪些？
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作者:dw-100
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发布时间: 2021-06-14
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目前，我国单位建筑面积能耗是发达国家的2～3倍，并且我们建筑能耗的总量呈现逐年上升趋势：在现有和新建建筑中，高耗能建筑分别为99％和95％。进入2005年后，我们能源的主流电、煤、能源的产、供、销均全面紧张，大约只能为国民经济提供约9％的GDP增长保障。现实迫切我们必须走节约资源、提高效益、实现可持续发展的发展道路。
建筑节电是一项综合工程，涉及建筑材料、施工、技术、设计、运行管理等。根据我们统计如果一个建筑的生命周期是100年，建成后的运行和维护费用占整个建筑物全部费用的75％。因此今天将探讨如何通过优化建筑配电系统的运行方式和管理来实现节电效果。
我国现有建筑电力系统中，l0kV及380/220V电压等级则是配电系统的主体。电能通过导线、开关、变压器等设备进行传输的过程中，会产生功率损失(有功、无功功率)，并在相应的时间内产生能量损失(有功、无功电量)。配电系统的线损率就是指在一段时间内，配电过程中损失的有功电量和该系统所获得的总电量之比。发热是线损造成的最突出问题，发热的过程就是把电能转化为热能的过程，造成了电能的损失；发热使导体温度升高，促使绝缘材料加速老化，寿命缩短，绝缘程度降低，出现热击穿，引发配电系统事故，例如变压器的绝缘材料在140℃的寿命降低率将是常规工作温度(98℃)时的128倍。尤其当建筑物内配电线路容量不够时，发热常是造成电气火灾的直接原因。
另外配电系统的线损造成能源的大量浪费，配电系统的线损没有转化为有用的能量而白白浪费，而且还要通过如通风、冷却等方式对热量进行散发，也需要电能。一般建筑配电网的线损率在6%左右，严重者可达到10%甚至更高。这不仅意味着电能的损失，更表现在一次能源的大量浪费以及对环境造成更多的污染。如果不采取措施降低配电系统的线损率，必然对国家能源利用、环境保护和企业的经济效益产生不良影响。
下面从四个方面来具体探讨如何实现节电目标。
1、合理使用变压器
合理选择配电变压器的容量是变压器经济运行的要求，变压器容量太小，会引起过负荷运行，过载损耗增加；变压器容量太大，变压器不能被充分利用，空载损耗增加。因此根据实际负荷情况确定配电变压器的容量，以确保变压器运行在最佳负载状态。同时选择节能型变压器，并应根据生产企业的用电特点选择较为灵活的结线方式，并能随各变压器的负载率及时进行负荷调整。另外变压器的三相负载力求平衡，不平衡运行不仅降低出力，而且增加损耗。
2、重视和合理进行无功补偿
建筑配电系统如果无功电源不足会使配电系统功率因数和电压质量下降，致使电气设备容量得不到充分利用，导致电流的增大和视在功率的增加，供配电设备及线路损耗增加，变压器及线路的电压降增大,使供电网电压产生波动。因为在电网中,有功功率的波动一般对电网电压的影响较小,电网电压的波动主要是无功功率的波动引起的。无功功率补偿的作用就是要尽量减少无功功率对电网的影响，其作用主要有:
(1)提高建筑配电系统及负载的功率因数,降低线路及用电设备的容量和负荷,减少功率消耗。
(2)稳定电网的电压,提高供电质量,增加系统的稳定性,。
(3)平衡三相负荷,减少无功功率对电网的冲击。
对配电网的电容器无功补偿，通常采取集中、分散、就地相结合的方式；电容器自动投切的方式可按母线电压的高低、无功功率的方向、功率因数大小、负载电流的大小、昼夜时间划分进行，具体选择要根据负荷用电特征来确定并需注意下列几个问题：高层建筑或住宅聚集区单相负载所占比例较大，应考虑分层单相无功补偿或自动分相无功补偿，以避免由一相采样信号作无功补偿时可能造成其它两相过补偿或欠补偿，这样都会增加配网损耗，达不到补偿的目的。装设并联电容器后，系统的谐波阻抗发生了变化，对特定频率的谐波会起到放大作用，不仅对电容器寿命产生影响，而且会使系统谐波干扰更加严重。因此有较大谐波干扰而又需补偿无功的地点应考虑增加调谐电抗器以避免谐振。
3、谐波抑制及降损节电
随着非线性负荷变频器、节能灯等节能产品迅速普及，给建筑配电系统得各个环节带来严重得谐波问题。据美国以实验室报道，谐波对建筑配电系统和其他电气设备的危害大致有以下几个方面：
（1）谐波使建筑配电电网中的元件产生了附加的谐波损耗，谐波使电机发热效率下降4%--6%，线路损耗增加1.5-2.5倍，使变压器局部严重过热，使铜耗和铁耗增加2-2.5倍。
（2）大量的3次谐波流过中线时会使线路过热甚至发生火灾。
（3）谐波影响各种电气设备的正常工作。谐波对电机的影响除引起附加电能损耗外，还会产生机械振动、噪声和过电压；谐波变压器、电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短1.5-2倍以至损坏；
（4）谐波会引起建筑配电电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，甚至引起严重事故；
（5）谐波会导致继电保护和自动装置的误动作，并会使电气测量仪表计量不正确，误差达2-20%。
4、能耗监测和管理节电
能耗监测和管理系统虽然不能直接节电，但通过智能化将建筑内所有监测设备进行集成，实现综合管理来达到信息共享，其作用和效益是不小的，也是可以实现间接节电，即体现出科技节电，而且这方面的潜力还是相当可观的。
主要应用是通过智能化的监控系统对建筑内所有能源消耗监控点自动化获取能耗数据，对能源供应、分配和消耗进行监测，以便实时掌握建筑能源消耗状况，了解建筑能耗结构，计算和分析各种设备的能耗水准，监控各个运营环节的能耗异常情况，评估各项节电设备和措施的相关影响，并通过Web把各种能耗日报报表、各种能耗数据曲线等发布给相关物业管理和运营人员，分享能源信息化带来的成果，可以为进一步的节电工程提供坚实的数据支撑。
根据对建筑物设备运行状况的统计数据，优化各种智能系统的数学模型，科学地动态调整设备运行，使建筑电气在合理、优化的方式下运行，每年可以节电8％。
结束语
节能和环保是实现可持续发展的关键。建筑行业也不例外，建筑节能刻不容缓，建筑配电系统的节能刻不容缓。降低建筑配电系统的能耗，加强能耗监测和管理是建筑配电系统节能目标，对我国经济发展和环境保护都具有深远的战略意义。
