李蔚《电气节能设计要点与疑难解析》(2011.11.5全国电气节能论坛)优质PPT.ppt

李蔚《电气节能设计要点与疑难解析》(2011.11.5全国电气节能论坛)优质PPT.ppt

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WHADI2.1满足建筑物的功能满足建筑物的功能这主要包括：

满足建筑物不同场所、部位对照明照度、照度均匀度、统一眩光值UGR、相关色温Tcp、显色指数Ra等的不同要求；

满足舒适性空调所需要的温度、湿度、新风量等；

满足特殊工艺要求，如体育场馆、医疗建筑、酒店、餐饮娱乐场所一些必需的电气设施用电，展厅、多功能厅等的工艺照明及电力用电等。

WHADI2.2考虑实际经济效益考虑实际经济效益o节能应考虑国情，计及实际经济效益，不能因为追求节能而过高地消耗投资，增加运行费用，而是应该通过比较分析，合理选用节能设备及材料，使增加的节能方面的投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。

WHADI2.3节省无谓消耗的能量节省无谓消耗的能量o节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量节省无谓消耗的能量。

设计时首先找出哪些方面的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能。

如变压器的功率损耗、电能传输线路上的有功损耗，都是无用的能量损耗；

又如量大面广的照明容量，宜采用先进的调光技术、控制技术使其能耗降低。

o总之，笔者认为节能设计应把握“满足功能、经济合理、技术先进”的原则。

具体说来，可重点从以下多个方面采取节能措施，将节能技术合理应用到实际工程中。

WHADI3变压器的选择要点o变压器节能的实质就是：

降低其有功功率损耗、提高其运行效率。

变压器的有功功率损耗如下式表示：

其中：

-变压器有功损耗（）；

-变压器的空载损耗（）；

-变压器的有载损耗（）；

-变压器的负载率。

式中为空载损耗又称为空载损耗又称铁损铁损，它由铁芯的涡流损耗、漏磁损耗组成，其值与硅钢片的性能及铁芯制造工艺有关，而与负荷大小无关，是基本不变的部分。

WHADIo因此，变压器应选用SCB10、SCB11等节能型变压器（SCB11系列比SCB10系列节电10%），它们都是选用高导磁的优质冷轧晶粒取向硅钢片和先进工艺制造的新系列节能变压器。

由于“取向”处理，使硅钢片的磁场方向接近一致，以减少铁芯的涡流损耗；

全斜接缝结构，使接缝密合性好，可减少漏磁损耗。

WHADIo目前，一种新型的节能变压器：

非晶合金变压器新型的节能变压器：

非晶合金变压器应运而生，它采用非晶合金带材制作铁芯，替代传统硅钢替代传统硅钢片铁芯片铁芯，其能耗比普通硅铁变压器降低6080%，具有很好的节能效果。

其初次投资增加的成本5年就可以回收，经济性非常显著。

o非晶合金材料的生产具有很高的科技难度，目前世界上只有日立电气和中国的安泰科技掌握了非晶技术，安泰科技作为中国钢研行业的领军企业，其4万吨非晶合金带材生产线已初步完成热试，2009年底可投产，2010年达产，为中国市场提供急需的非晶材料，同时降低了成本，为电网改造和产业升级提供了可能；

非晶合金变压器本身也是一种环保型产品。

WHADIo以上节能型变压器因具有损耗低、质量轻、效率高、抗冲击、节能显著等优点，而在近年得到了广泛的应用，所以，设计应首选低损耗的节能变压器。

o上式中，是传输功率的损耗是传输功率的损耗，即变压器的线损线损，它取决于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小。

因此，应选用阻值较小的铜芯绕组变压器。

对，用微分求它的极值，可知当时，变压器的能耗最小。

但这仅仅是从变压器节能的单一角度出发，而没有考虑综合经济效益（节能原则如前述）。

WHADIo因为的负载率仅减少了变压器的线损，并没有减少变压器的铁损，因此节能效果有限；

且在此低负载率下，由于需加大变压器容量而多付的变压器价格，或变压器增大而使出线开关、母联开关容量增大引起的设备购置费，再计及设备运行、折旧、维护等费用，累积起来就是一笔不小的投资。

由此可见，取变压器负载率为是得不偿失的。

o综合考虑以上各种费用因素，且使变压器在使用期内预留适当的容量，笔者认为，变压器的负载率笔者认为，变压器的负载率应选择在应选择在为宜。

为宜。

这样既经济合理，又物尽其用。

另一方面，因为变压器在满负荷运行时，其绝缘层的使用年限一般为年，年后通常会有性能更优的变压器问世，这样就可有机会更换新的设备，从而使变压器总趋技术领先水平。

WHADIo设计时，合理分配用电负荷、合理选择变压器容量和台数，使其工作在高效区内，可有效减小变压器总损耗。

o当负荷率低于30时，应按实际负荷换小容量变压器；

当负荷率超过80并通过计算不利于经济运行时，可放大一级容量选择变压器.o当容量大而需要选用多台变压器时，在合理分配负荷的情况下，尽可能减少变压器的台数，选用大容量的变压器。

例如需要装机容量为2000，可选台000，不选台00。

因为前者总损耗比后者小,且综合经济效益优于后者。

WHADIo对分期实施的项目，宜采用多台变压器方案，避免轻载运行而增大损耗；

内部多个变电所之间宜敷设联络线，根据负荷情况，可切除部分变压器，从而减少损耗；

对可靠性要求高、不能受影响的负荷，宜设置专用变压器。

o在变压器设计选择中，如能掌握好上述原则及措施，则既可达到节能目的，又符合经济合理的要求。

WHADI4合理设计供配电系统及线路o4.1根据负荷容量及分布、供电距离、用电设备特点等因素，合理设计供配电系统和选择供电电压，可达到节能目的。

供配电系统应尽量简单可靠，同一电压供电系统变配电级数不宜多于两级。

o4.2按经济电流密度合理选择导线截面，一般按年综合运行费用最小原则确定单位面积经济电流密度。

o4.3由于一般工程的干线、支线等线路总长度动辙数万米，线路上的总有功损耗相当可观，所以，减少线路上的损耗必须引起设计足够重视。

由于线路损耗R，而R=p.L/S，则线路损耗与其电导率p、长度L成正比，与其截面S成反比。

为此，应从以下几方面入手：

WHADIo4.3.1选用电导率p较小的材质做导线。

铜芯最佳，但又要贯彻节约用铜的原则。

因此，在负荷较大的一类、二类建筑中采用铜导线，在三类或负荷量较小的建筑中可采用铝芯导线。

o4.3.2减小导线长度L。

主要措施有：

a.变配电所应尽量靠近负荷中心，以缩短线路供电距离，减少线路损失。

低压线路的供电半径一般不超过200m，当建筑物每层面积不少于0000时，至少要设两个变配电所，以减少干线的长度；

b.在高层建筑中，低压配电室应靠近强电竖井，而且由低压配电室提供给每个竖井的干线，不应产生不应产生“支线支线沿着干线倒送电能沿着干线倒送电能”的现象的现象，尽可能减少回头输送电能的支线。

WHADIc.线路尽可能走直线，少走弯路，以减少导线长度；

其次，低压线路应不走或少走回头线，以减少来回线路上的电能损失。

o4.3.3增大线缆截面S。

a.对于比较长的线路，在满足载流量、动热稳定、保护配合、电压损失等条件下，可根据情况再加大一级线缆截面。

假定加大线缆截面所增加的费用为，由于节约能耗而减少的年运行费用为，则为回收年限，若回收年限为几个月或一、二年，则应加大一级导线截面。

一般来说，当线缆截面小于，线路长度超过时，增加一级线缆截面可达到经济合理的节能效果。

WHADIb.合理调剂季节性负荷、充分利用供电线路。

如将空调风机、风机盘管与一般照明、电开水等计费相同的负荷，集中在一起，采用同一干线供电，既可便于用一个火警命令切除非消防用电，又可在春、秋两季空调不用时，以同样大的干线截面传输较小的负荷电流，从而减小了线路损耗。

在供配电系统的设计中，积极采取上述各项技术措施，就可有效减少线路上的电能损耗，达到线路节能的目的。

WHADI5提高系统的功率因数o5.1提高功率因素的意义提高功率因素的意义设定输电线路导线每相电阻为R（），则三相输电线路的功率损耗为式中P三相输电线路的功率损耗，kW；

P电力线路输送的有功功率，kW；

U线电压，V；

I线电流，A；

cos电力线路输送负荷的功率因素。

由上式可以看出，在系统有功功率P一定的情况下，cos越高（即减越高（即减少系统无功功率少系统无功功率Q），功率损耗），功率损耗P将越小，将越小，所以，提高系统功率因素、减少无功功率在线路上传输，可减少线路损耗，达到节能的目的。

WHADI在线路的电压U和有功功率P不变的情况下，改善前的功率因素为cos1，改善后的功率因素为cos2，则三相回路实际减少的功率损耗可按下式计算：

另外，提高变压器二次侧的功率因素，由于可使总的负荷电流减少，故可减少变压器的铜损，并能减少线路及变压器的电压损失。

当然，另一方面，提高系统功率因素，使负荷电流减少，相当于增大了发配电设备的供电能力。

WHADIo5.2提高功率因素的措施提高功率因素的措施a）减少供用电设备无功消耗，提高自然功率因素，其主要措施有：

正确设计和选用变流装置，对直流设备的供电和励磁，应采用硅整流或晶闸管整流装置，取代变流机组、汞弧整流器等直流电源设备。

限制电动机和电焊机的空载运转。

设计中对空载率大于50的电动机和电焊机，可安装空载断电装置；

对大、中型连续运行的胶带运输系统，可采用空载自停控制装置；

对大型非连续运转的异步笼型风机、泵类电动机，宜采用电动调节风量、流量的自动控制方式，以节省电能。

WHADI条件允许时，采用功率因数较高的等容量同步电动机代替异步电动机，在经济合算的前提下，也可采用异步电机同步化运行。

荧光灯选用高次谐波系数低于的电子镇流器；

气体放电灯的电感镇流器，单灯安装电容器就地补偿等，都可使自然功率因数提高到0.850.95b）用静电电容器进行无功补偿：

按全国供用电规则规定，高压供电的用户和高压供电装有带负荷调整电压装置的电力用户，在当地供电局规定的电网高峰负荷时功率因素应不低于0.9。

WHADI当自然功率因素达不到上述要求时，应采用电容器人工补偿的方法，以满足规定的功率因素要求。

实践表明，每千乏补偿电容每年可节电150200kWh，是一项