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节能节电的方法8篇

时间:2023-06-08 09:14:31

绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇节能节电的方法,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!

节能节电的方法

篇1

关键词:火电厂;电气节能;节能技术;损耗

中图分类号:TM08 文献标识码:A 文章编号:

目前我国火电厂发电能力和当前的用电需求还存在一定的差距,甚至有些地方出现限电现象,严重影响了经济的发展。因此对电气设施采取节能措施是非常必要的。

从电气设计工艺专业的角度认为,火电厂的节能降耗中最直接的办法是节约燃料,提高锅炉燃烧效率与热力循环效率,降低传输热量损耗。加强引进火力发电的新材料、变频调节技术的使用,设计火电厂电气系统时采取节能措施,保证节能效果。

一、降低变压器的有功损耗

变压器损耗主要是空载损耗与负载损耗,变压器铁心的材质和变压器内部的结构决定空载消耗,负载消耗就主要由线圈的材质和导体截面决定。

(一)采用节能型变压器

随着科学技术的发展,变压器根据实践操作不断改进变压器构成,提升变压器节能功效。如今变压器在逐渐更新,以前S7和S9型的变压器已成为耗能的机器,而S10—1600/10型的节能变压器,空载损耗是1.8kW,负载是14Kw,是我国先今最佳的节能型变压器。

表110kV级配电变压器的损耗对照表

(二)调整变压器运行方式节约耗能

最大限度的减少空在运行变压器数量。在火力发电厂,大容量高压启动备用变压器也是电厂启动电源,它的容量和最大的高压厂用的变压器相同,虽然具有一定优势,但是空载的消耗也是巨大的。如果将“启/备”设计为“冷备用”,即处于备用状态时不带电,这样便能节约很多的电能和其他经济开支。

在保证火电厂用电的可靠性的基础上,低压厂用电接线采用暗备用动力中心方式接线,这样在设备运行时两台互为备用的变压器可以分担负荷,使每台变压器的负载损耗大幅度降低,节能效果很好。

二、减少线路上的能量损耗

线路上的电阻会对流过的电流造成有功功率的损耗,用公式说明就是:

P=I2R×10-5

式中:I——线电流(A);R——线路电阻(Ω)。

不能改变线路电流,就只能减小线路电阻降低线路电能损耗。线路电阻的公式是:R=P×L/S,从公式中可以看出降低线路电能损耗应该采取的几个主要措施:

1、电导P越大,电阻越大。在电气设计时,宜选取电导率较小的铜作为导体,配电室汇流铜母排和铜芯电力电缆等是比较好的电导材料。

2、火电厂电气线缆越长L,电阻越大。因此在设计电气安装时,要综合分析电缆线路安装位置,缩短从配电室输送电流到各类辅机设备处的电缆长度,从整体上减少电缆线路长度,降低电阻电能损耗。其中,可以选择离相封闭母线。首先,选择它是因为它使火电厂主厂房及相关设施的线路安装位置布置紧凑,最大限度的缩短导体长度,减少输电损耗;其次,因其屏蔽效果好,能够很好的降低输电过程中线路的铁磁性损耗,加之使用封闭母线,不仅可以增加线路运行的可靠性,减少维护工作力量,还能提升安装线路的美观度。

3、线路截面S越大,电阻越小。在选择导体时,对全年负荷利用小时数比较大、母线比较长、传输容量比较大的回路,火电厂要依据经济电流的密度选择导截流导体截面积,在减少投资的同时降低线路电阻损耗。

三、减少输电过程中的铁磁性损耗

由于受到交变磁场的作用,钢材料产生涡流损耗和磁滞损耗,被称为铁磁性损耗。铁磁性损耗大,造成钢材料过热,不但威胁工作人员的安全、设备安全和电力系统结构的安全,更会使大量的电能浪费。因此在交变磁场中要减少钢材料的使用,增加屏蔽或者改善钢材料与截流导体空间关系,从而减少铁磁性消耗,节省电能。

1、导体金具采用最先进的型号,采用非导磁性材料制造的金具,从而降低产热性,增加金具使用期,减少电能损耗和其他经济开支。

2、严格限制钢结构的使用,加大钢结构与电抗器的距离。

四、提高系统功率因数

图1异步电动机效率一功率曲线

其异步电动机的转速公式:

鼠笼型异步交流电动机因其结构原因,在低负荷的情况下效率很低,效率功率曲线图见图1.

鼠笼型异步交流电动机是火电厂系统中主要用电设备,它结构简单、运行可靠、易于维护、价格便宜,对拖动电力具有重要的意义。但它必须用系统中引入超前的无功抵消其运行是产生的滞后无功,而超前的无功功率要从系统经高、低压线路传输到用电设备,在传输线路上自然会产生有功损耗,浪费电能。为达到电气设计节能的效果,就要提高系统的功率因数,使用电容补偿系统,由电容器产生的超前无功与前者相互抵消,就是Q=QL-QC。由此可见,要减少无功的耗能需求量,就采用无功补偿提高系统功率因数。

五、风机、水泵类负载的变频节能技术

(一)火电厂风机、水泵类的设计现状

依据我国现行的火电设计规程,风机、水泵都是按照额定的功率运行,风机选用的电动机型号没有完全匹配,在作业时冗余量大,但其的调节方式不够先进,没有形成闭环控制,不能达到省电节能的目的;水泵流量通常为最大流量,压力调控方式仅仅是控制阀门开度大小和电机启停的手段。电气的控制手段落后不能有效的控制电机的转速,更不能发挥软启动的作用,导致对机械的冲击力大、系统运行时间短、震动噪声干扰大、功率因素低、电能浪费大。

(二)风机、水泵类负载的变频调速的节能意义

为了充分利用风机水泵运行负荷,使用变频器有效的控制风机、水泵类的负载是火力发电厂电气设计最佳节能方法。它使用变频器内置PID调节软件可直接调节电动机的转速,让它保证水压和风压的恒定,达到系统要求的压力。通过控制电机运行的额定转速,降低机械损耗、电机铜、铁损的影响,必能大大的提高节能效率。使用变频调速,能够施行闭环恒压控制,进一步降低电能消耗。对于大功率的电动机,采用变频器对其进行软停、软启,避免电流冲击对电气设备的影响,降低电动机不必要的损害,最终较少了对电网容量的要求和无功损耗。

六、照明部分的节能

根据火力发电厂不同的工作场地实际情况,安装不同类型的高效光源,从而降低电能浪费,节约电能资源。室内工作照明:高低压配电室、机炉电控制室、化验室等,应该采用荧光灯和小功率高压钠等高效光源,比如U型管节能荧光灯,已经达到《建筑照明设计标准》中照明功率密度的限值要求。高大空间和室外工作的照明及道路照明:对汽机间和锅炉间的照明应该使用金属卤化物灯、高压钠灯之类的高光强气体放电灯,这些电灯采用的镇流器都是低耗能的,十分节能。

七、结语

火电厂要充分发展电气部分的节能潜能,在电气设计时全方面考虑有利于电气系统节能的各种可行的技术措施。节能变压器、变频驱动、节能照明技术是电气设计首要考虑的基本因素,其次优化电气接线方案的设计、优化导体选择和优化安装时保证电气节能的重要设计层面,火电厂电气设计人员要在坚持电气系统安全可靠的运行的同时,全面进行节能设计,从而降低火电厂的电能损耗,提高火电厂的供电力和经济效益。

参考文献:

[1]冯岩,朱文强.火力发电厂电气节能设计方法[J].黑龙江电力,2007,29(1):72-75.

[2]戴悦.火力发电厂电气系统节能设计[C].//清洁高效燃煤发电技术协作网2011年会论文集.2011:1-8.

[3]徐群英.电气节能设计[J].中国住宅设施,2007,(2):58-59.

篇2

并结合油井示功图,总结出油井系统节能的概念,在此基础上指出抽油机电机应该具备的功能,为进一步节能创造条件。

【关键词】抽油机示功图 节能

中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:

1目前抽油机拖动系统存在的问题

(1)功率因数低

目前油田抽油机电动机功率因数一般在0.2-0.5之间变化,为了提高抽油机电动机的功率因数,通常是利用补偿电容器提高功率因数,但电机本身的功率因数并不会改变。

(2)“大马拉小车”问题严重

临盘采油厂机械采油系统多数是1台变压器拖动1口油井,变压器的额定容量为50-100KVA,电动机的额定功率22 KW、30KW、37KW、45KW、55KW。由现场的测试结果可知,电动机的实际输入功率大部分在3KW-10KW之间,电动机的负载率很低,功率因数也很低,无功电流比例很大,导致线损增加。这是所有油田都存在的问题,造成这种现象的原因是:抽油机负载有静转距大,而运行转距小的特点,所以要配置大容量的电机,保证足够大的起动转距,所以选用较大功率的电动机,变压器的容量也随之增加。这虽然解决了抽油机的起动问题,但由此却带来了机械采油系统的“大马拉小车”问题,变压器、电动机负载率下降,自身损耗相对增加,造成了电能的浪费。

(3)抽油机系统存在发电现象

从本质上讲,游梁式抽油机井口载荷曲线是近似于正弦曲线,而游梁式抽油机曲柄的圆周运动是严格意义上的正弦曲线,所以游梁式抽油机只能平衡掉井口载荷曲线的一阶分量,由此知系统总是达不到完全平衡,这将导致抽油机带动电动机超过电动机的同步速度运行,电动机变成异步发电机向电网反送电,我们称之为“倒发电” 现象。

(4)抽油机系统调速困难

随着节能意识的提高,抽油机系统调速问题凸显出来,让冲次适应产量的变化就需要调速,因此变频调速技术在电机调速中得到广泛应用,由于抽油机拖动系统存在着不同程度的“倒发电现象”,承担变频调速任务的变频器必须工作在四象限状态,或者设置泄放回路,使变频器的效率降低,可靠性降低。特别是1140V供电系统,电压属于中压范围,变频器件的选择很难兼顾到性价比最优,造成成本过高。由于上述原因造成抽油机系统调速困难。

2目前的抽油机拖动系统节能装置简介

目前在我国的石油开采成本中电费占了相当大的比例,所以,石油行业十分重视节约电能。抽油机节能,主要有研究推广节能型抽油机和抽油机节能电控装置两个方面,对节能型抽油机的应用暂不讨论,重点介绍节能电控装置。常见的抽油机节能电控装置大体上可以分为三种类型,下面分别讨论。

2.1 间抽控制器

对于供液不足的油井,随着油井由浅入深的抽取,井中液面逐渐下降,泵的充满度越来越不足,直到最后发生空抽的现象,这样就浪费了大量的电能。对于这种油井,最简单的方法是实行间抽,根据每口油井不同的工况,设定间抽时间。当井下液量少时关闭抽油机,等待液量的蓄积,液面超过一定深度时,再起动抽油机抽吸,从而提高抽油机的工作效率,避免电能浪费。

2.2 软起动、调压节能型

由于抽油机负载有静转距大,而运行转距小的特点,所以要配置大容量的电机,保证足够大的起动转距,所以要实现软起动是困难的,现场的实践也表明了这一点。

2.3 使用变频器节能

变频器用于抽油机电机时存在的问题:

(1)使用环境问题

由于抽油机都在环境恶劣的野外工作,所以,对变频器的可靠性和环境适应能力提出了很高的要求,许多变频器由于适应不了野外恶劣环境而无法工作,为此可以设计防护等级高的控制柜,以及冷却系统,使之适合在野外环境中使用。

(2)再生能量的处理问题 从现场实测的抽油机电动机功率曲线可以看到当配重不平衡时,在抽油机工作的一个冲程周期中,会出现电动机处于再生制动工作状态(发电状态),对于交-直-交变频器来说,直流部分采用普通二级管整流,因此不能向电网回馈电能,所以反馈到直流母线的再生能量只能对滤波电容器充电而使直流母线电压升高,并通过电阻泄放,造成能量损失,降低了变频器效率。而具有能量反馈功能的变频器结构复杂,可靠性低。

上面我们介绍了三类节电装置,基本上都是针对单元件、单设备进行的节能改造,没有从系统的高度去实现节能。下面我们从另外一个角度去讨论这个问题。

3改造抽油机电机的电功率曲线实现节能

3 .1抽油机电机的电功率曲线的特点

从现场实测的抽油机电功率曲线可以得出如下结论:(1)抽油机电功率曲线以冲程为周期(2)抽油机电功率曲线是连续的,有限个第一类(跳跃)间断点(3)抽油机发电造成功率曲线产生负面积,文献(1)指出:超越离合器是解决抽油机拖动电机发电过程中电能浪费仅有的技术,抽油机调平衡能部分解决抽油机拖动电机发电期的电能浪费问题,但不能完全解决。

3.2 现场实测的抽油机电功(日用电量)

针对抽油机拖动电机发电电量的计量问题,进行了现场的测试,目前使用的计量表计将正向用电电量与反向发电电量累加之后收取电费,这种电表在正向用电时正向转动,反向发电时,也正向转动,正负电量累加。

(1)抽油机拖动电机发电过程多计量的电能是不容忽视的,发电造成电费多计量,地方供电系统对临盘油田实行单井计量,油井发电电量不但不能得到相应的报酬,而且还要上缴相应的电费,一般抽油机发电量约占用电量的5%,我们不但得不到5%的抵扣电量,而且还要交5%的电量电费,这样一来,相当于多交10%的电量电费。

(2)抽油机拖动电机发电过程多损耗的电能是不容忽视的,根据文献(2)的结论,抽油机的电动机在用电转换过程中巨大的能量消耗。设电动机在电动状态运行时的效率为0.85,在发电运行时的效率为0.6,抽油机的机械效率为0.95,那么两次转换的效率为η=0.85×0.6×0.95=0.48,就是说发电能量损失了52%。

3.3 节能措施的提出:调平衡、去发电、平曲线。

首先进行抽油机的平衡调整,在平衡率在85%-110%之内时,再进行去发电和平曲线工作,所以说调整平衡是关键。

1、现场测试的安装抽油机防发电皮带轮之后的功率曲线

安装抽油机专用防馈电皮带轮之后,抽油机电动机已不存在发电现象,最低功率值为空载功率,抽油机防发电皮带轮有效地解决了抽油机发电现象。

2、现场测试的安装抽油机防发电皮带轮之后的用电量

安装抽油机专用防馈电皮带轮之后,日用电量有显著减少,L2-207井日用电量由124KWH/24H降为106KWH/24H;L41-113井由143KWH/24H降为131 KWH/24H;L41-113井由189 KWH/24H降为170 KWH/24H。抽油机节电率在5%-10%之间。

(1)安装抽油机防发电皮带轮之后,抽油机不再拖动电动机工作,发电现象消失,即发电部分的能量(功率曲线负面积)变成了抽油机平衡块的动能和势能,为平衡系统所利用,从而达到节能降耗的目的,但是功率曲线的峰谷差仍然较大,这将影响到抽油机系统的节能和安全运行,即使是抽油机功率曲线的均方根值最小了,如果峰谷差过大,仍然会影响到抽油机系统的可靠运行,所以既要抽油机功率曲线的均方根值最小,还要功率曲线的峰谷差合适。在安装抽油机防发电皮带轮之后,进一步调整平衡块的位置,进一步降低抽油机功率曲线的峰谷差。

(2)电机发电的制动力矩消失,抽油机在上行或下行的过程中可能会出现速度过快的现象,这将影响到抽油机系统的安全运行,这就涉及到再生能量的处理问题,我们今后将对再生能量的详细讨论。

3、缩小抽油机功率曲线的峰谷差的方法

文献(3)在仿真过程中发现,电动机模型参数中的转动惯量对仿真结果有很大的影响,当转动惯量变大时,线路、变压器和电机的损耗都显著减小。从理论上分析,抽油机的负载是波动负载,电机的运行状态在发电机和电动机之间来回切换。如果增大转动惯量,那么,就等于储存了一些在线路上来回流动的能量,减少了总损耗。因而,增加转动惯量在理论上是可以节电的,但是要做好以下两方面的工作:一是由于转动惯量的增加会给电机的起动造成困难,在实际工作中,我们可以考虑采用一种具有升压起动功能的拖动装置,用在这里,基本上解决起动困难的问题。二是增加旋转件的转动惯量必须有速度的改变,速度不变就不会有能量的存储和释放,可以采用高转差的电机实现这一点。上面的问题解决之后,这就成为在实际中可以考虑的一个方案。

4 结束语

上面从抽油机功率曲线的角度讨论了游梁式抽油机拖动系统的平衡和节能问题,在调整好平衡的基础上,结合油井的工作状况,采取去发电、增惯量、平曲线的措施可以达到节能将耗的目的。

参考文献:

1 游梁抽油机的用电发电与节电张继震.马广杰.孙景丽.蒋静石油矿场机械 2001年 第四期 第36页

篇3

关键词:zigbee;节能;智能交通

中图分类号:S951.2文献标识码:A文章编号:1009-3044(2012)24-5867-02

1概述

Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议,根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术,在实际运用中,尤其在无线传感器技术领域,Zigbee以其低廉的价格、灵活的组网方式和较低的功耗等特性而获得了广泛的应用。

一般情况下,zigbee无线传感器模块都是以电池或者太阳能电池板进行供电的。zigbee无线传感器往往体积很小,电池尺寸也不能过大,然而无线通信要求电池必须要提供较大的电流,耗电量较大。以两节5号电池供电的zigbee无线传感器节点为例,在无节能设计的工况下最多27天,这是达不到传感器设计要求的,因此低功耗和节能就成为zigbee无线传感器设计的关键之处。为了能够提高zigbee无线传感器的节能效果,在传感器没有输入或者输入变化不大的情况下让系统进入休眠状态是一种行之有效的方法。通过判断输入变化的情况和所持续的时间,从而决定系统是否进入休眠;当一个或多个zigbee传感器输入量发生高于门限值的变化时才会以中断的方式唤醒传感器系统。

基于以上技术背景和实际项目的需要,该文将提出利用定时器、多通道减法器和多通道逻辑门技术组成的zigbee传感器节能控制系统来实现提高智能交通zigbee传感器节点节能效果的方法和装置。

2智能交通zigbee节点节能方案

本方案主要由通过定时器、多通道减法器和多通道逻辑门实现提高智能交通zigbee传感器节点节能效果,其原理为根据智能交通zigbee无线传感器节点的输入情况机动地让系统在休眠和唤醒状态间切换,从而能够实现系统智能节电的效果,为传感器的长时间工作提供保障。zigbee传感器节能控制系统实现节能的方法包括以下步骤:1)zigbee无线传感器各个输入量进入多通道减法器与门限值进行作差,监测输入变化。2)多通道减法器各个输出量再输入到多通道逻辑门,若传感器出入量有超过门限值的,多通道逻辑门输出发生翻转;否则多通道逻辑门输出保持不变。3)若多通道逻辑门输出不变,则启动定时器,待计时器完成计数后系统触发休眠程序,系统进入休眠、节电模式;若多通道逻辑门输出发生翻转,则触发zigbee无线传感器中断,从而唤醒系统。

下图1为系统硬件架构图,首先,智能交通zigbee传感器节点节能控制系统接收传感器的各路输入信号进入多通道减法器,输入信号与各路门限值进行作差。多通道减法器的输出量再进入多通道逻辑门进行综合判断,若传感器出入量有超过门限值的,多通道逻辑门输出发生翻转;否则多通道逻辑门输出保持不变。若多通道逻辑门输出不变,则启动定时器并触发系统休眠程序,系统进入休眠模式;若多通道逻辑门输出发生翻转,则触发zigbee无线传感器中断,从而唤醒系统。

具体工作的流程图。具体工作步骤分为三步,具体描述如下:第一步,zigbee无线传感器输入量进入多通道减法器与各自门限值进行作差。第二步,多通道减法器输出值作为多通道逻辑门的输入量,若传感器出入量有超过门限值的,多通道逻辑门输出发生翻转;否则多通道逻辑门输出保持不变。第三步,若多通道逻辑门输出不变,则启动定时器并触发系统休眠程序,系统进入休眠模式;若多通道逻辑门输出发生翻转,则触发系统中断并唤醒系统。以上便是运用定时器、多通道减法器和多通道逻辑门来提高zig? bee传感器节能效果的具体步骤。从实现机制和流程来看,整个过程简单可靠、实时性强,对于提高zigbee无线传感器的节能效果和工作周期有很强的实用价值,对于相关节能领域也有一定的借鉴意义。

图2提高智能交通zigbee无线传感器节点节能效果的流程图

效果:通过实际测试,原智能交通zigbee节点系统在两节5号电池的供电状况下可以连续工作21天,在采用本节能系统后可以延长到28天,节能效能增加了33.3%,达到了比较理想的节能效果,具有较好地实用价值。

3结束语

通过运用定时器、多通道减法器和多通道逻辑门组成的zigbee休眠唤醒系统来提高zigbee传感器节能效果的方法,从实现机制和流程来看,整个过程简单可靠、实时性强,对于提高zigbee无线传感器的节能效果和工作周期有很强的实用价值,对于相关节能领域也有一定的借鉴意义。

参考文献:

[1] Texas Instruments. CC2430 A True System-on-Chip solution for 2.4 GHz IEEE 802.15.4/ZigBee[EB/OL]. .cn/cn/lit/ds/ symlink/cc2430.pdf,2009.9.

篇4

关键词: 建筑 电气设计 节能方法

中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:

前言

人口、资源和环境是当前经济活动中全球共同关注的三大问题,各国都把节约能源、保护环境放在重要位置。随着人口的增加、工业的发展、生活水平的提高,能源的消耗量也急剧增加,能源危机迫在眉睫。因此,各行各业提出了节能的要求,节约二次能源———电能,也就成为民用建筑电气设计的焦点。节能设计应把握“满足功能、经济合理、技术先进”的原则,将节能技术合理应用到实际工程中,以真正达到有效节能的目的。

一、建筑电气节能设计应遵循的原则

首先,在进行建筑工程电气设计时,既不能以牺牲建筑功能,损害使用需求为代价,也不能盲目增加投资,为节能而节能,首先考虑的是适用性,也就是能够为建筑电气设备的运行提供必需的动力,建筑物内创造良好的人工环境提供必要的能源;能够满足用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性的要求能够保证建筑电气设备对于控制方式的要求,从而使电气设备的使用功能得到充分的发挥。其次考虑的是安全性,电气线路应有足够的绝缘距离、绝缘强度、负荷能力、热稳定与动稳定裕度,确保供电、配电与用电设备的安全运行;有可靠的防雷装置,防雷击技术措施;特殊功能要求的场合下还应有防静电、防浪涌的技术措施,按建筑物的重要性与火灾潜在的危险程度设置相应必要的技术措施。

在满足民用建筑电气工程的适用性和安全性的基础上,采用先进的节能技术,优化供配电设计,促进电能合理利用。另外,提高设备运行效率,减少电能的直接或间接损耗,在满足建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下,尽可能减少建设投资,最大限度的减少电能与各种能源的消耗。做到选用节能设备、均衡负荷、补偿无功、减少线路损耗、降低运行与维护费用,提高能源的综合利用率。还有,合理调整负荷,选取合理的设计系数,提高负荷率和设备利用率设计时尽可能合理调整负荷,选取合理的设计系数,在特殊用电的情况下选择合理的节能措施,提高负荷率和设备利用率,达到节约电能的目的。总之,在建筑电气工程设计节能的过程中要贯彻适用、安全、经济合理、技术先进的原则。

二、建筑电气设计节能方法

1供配电系统节能

(1) 合理选择变压器。变压器的容量大小与能耗之间存在十分重要的联系,容量过小,很容易造成超负荷运行,导致过载损耗增加;如果容量过大,而又不能被充分利用,则会使空载损耗增加,基于此点原因,在选择变压器时应尽量根据实际情况来确定变压器的容量,从而确保变压器在运行过程中始终保持最佳工作状态,一般情况下,变压器的负荷率应尽可能大于30%,最佳工作范围需在70%左右。此外,还应尽量选择节能型的变压器,接线时可根据用电特点采用较为灵活的方式进行接线。

(2) 减少线路损耗。

a减少导线长度。在进行设计时,配电箱、低压柜的出线回路应尽可能为直线,并且不走或少走回头线;变电所最好建在负荷中心附近,这样可以减少接线长度;低压线路的供电半径可按照用电负荷密集区而定,大负荷密集地区半径应尽量控制在100m 以内、中、小负荷密集区应分别控制在150m 和250m 以内。这样做能够节省敷设电缆的长度,使供电距离最短。从而达到减少线损的目的。

b增大导线的截面积。对于较长的线路,可以适当加大一级线缆的截面积,虽然这样会增加线路的费用,但是却可以减少年运行费用,增加的费用估计大约可在2 年左右内收回。

c对于高层建筑而言,变电室应尽量靠近电气竖井,以此来减少主线缆的长度,同时电气竖井应尽可能设在建筑的中部位置或两端,这样可以减少水平线缆的敷设长度。

d将负荷归类。除了对计费有特殊要求的负荷以及消防负荷以外,其余普通负荷可采用一条主电缆供电,这样不仅方便消防电源切非操作,同时还可以在非空调季节使用同样大的线路截面传输较小的电流,使线路的损耗大幅度减少。

(3)无功补偿。供配电系统中有很大一部分用电设备为电感性负荷,如变压器、电动机等,它们在运行时会产生无功电流,这部分电流流经高低压传输线路会使线路发生功率损耗。因此,在设计供配电系统时,可以考虑采用电容柜对系统进行就地补偿或集中补偿,以此来减少无功电流,使功率因数有所提高。通常情况下,功率因数由0.7 提升到0.9,线路损耗约可减少40%左右。功率因数的大小需符合电力部门的要求,若无具体要求时,建议低压用户的功率因数可在0.85 以上,高压可在0.9 以上。可见,无功补偿不仅能够改善电能的质量,提高供电能力,而且还可以达到节能降耗的目的。

(4) 谐波抑制。随着各类电力、电子设备在建筑中日益广泛地应用,由此产生的谐波电流对供配电系统产生的危害表现为谐波使电动机发热效率下降4%~6%,使线路损耗增加1.5~2.5 倍,使变压器局部严重过热,造成铜损和铁损增加2~2.5 倍。谐波还会导致继电保护和自动装置的误动作并会使电气仪表的计量产生2%~20%误差。可见,谐波电流的存在不仅增加了供配电系统的电能损耗,而且对供配电线路和设备安全工作产生危害。为了抑制谐波,通常设计时,在变压器低压侧或用电设备处单独设置有源滤波器、无源滤波器,也可将有源滤波器和无源滤波器混合使用或采用节电装置。通过以上措施有效地滤除中性线和相线的谐波电流,不仅净化了电路,降低了能耗,而且提高了供电质量,提高了设备使用寿命。

2电动机在运行过程中的节能

在建筑电气中的电动机都是与暖通、给排水等工种的设备配套的,由设备制造厂商统一供应的。因此,其节能措施只能贯彻在运行过程中,除了用就地补偿电容器以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗外,还应减少电机轻载和空载运行。因为,在这种情况下,电机的效率是很低的,消耗的电能并不与负载的下降成正比。采用变频调速器,使其在负载下降时,采用变频的方式,自动调节转速,使其与负载的变化相适应。采用这种方式,可提高电机在轻载时的效率,达到节能的目的。但这种设备的价格偏高,所以在使用中有一定的限制。此外,还有一种节能方式,就是使用软起动器。软起动器是按起动时间逐步调节可控硅的导通角,以控制电压的变化。由于电压可连续调节,因此起动平稳,起动完毕,则全压投入运行。此设备也可采用测速反馈、电压负反馈或电流正反馈,利用反馈信息控制可控硅导通角,已达到速度随负载的变化而变化。

3照明节能

因为照明用量大而面广,因此,照明节能的潜力很大, 应该采用高效光源。白炽灯过去用得最广泛,因为它便宜,安装维护简单,它致命的弱点是发光率太低,因此目前常被各种发光率高,光色好,显色性能优异的新光源取代。建筑物尽量利用自然采光,靠近室外部分的建筑面积,应将门窗开大,采用透光率较好的玻璃门窗, 以达到充分利用自然光的目的。凡是可以利用自然光的这部分的照明,可采用按照度标准检测现场照度,进行灯光自动调节。对长期需要开停,但又要按人流的多少自动调整照度的场合,在增加投资不多的情况下,对荧光灯可利用调压的方式,固定几级调节。

结束语

在当前的建筑电气设计中,应把电能消耗指标作为全面技术经济分析的重要组成部分。节约电能应以提高能源利用率和综合效益为主要途径,根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定设计方案。通过正确的计算,合理选择电气设备及其控制方式,尽量在不增加或少增加投资的前提下取得较显著的节电效果。

参考文献

[1] 赵莹莹,陶庆友.论建筑电气节能设计探讨[J]. 科技致富向导. 2010(32)

[2] 罗建华.建筑电气设计中的节能措施[J]. 广东科技. 2007(01)

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Pick to: electrical design is one of building energy content, at present, the building energy saving standards, including mandatory article provision has been published one after another, but there is still no cause professional enough attention, the energy saving design of the weak concept, effective measures to control is not enough, such as architectural design of energy saving in the special article no electrical major, this paper discusses energy saving measures in the design of application is less. This paper is to electrical design perspective, this paper discusses the energy saving design of the technical measures.

关键词:建筑节能;电气设计;技术方法

Keywords: building energy saving; Electrical design; Technology and methods

中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:

1 当前现状和节能设计基本原则

我国是个能源消费大国,能源相对短缺,然而能源浪费却相应严重,作为二次能源的电能供需矛盾近年来越来越突出,能源的短缺已严重制约着国民经济的发展。由于人口的增加,工业的发展,生活水平的提高,能源的消耗也就急剧增加,能源危机迫在眉睫。节能问题一直也是我国发展国民经济的一项长远战略方针。

一、建筑电气设计节能的原则

1.1满足建筑物的功能

即满足照明的照度、色温、显色指数;满足舒适性空调的温度及新风量,也就是舒适卫生;满足上下、左右的运输通道畅通无阻;满足特殊工艺要求,如娱乐场所的一些电气设施的用电,展厅的工艺照明及电力用电等。

1.2考虑实际经济效益

节能应按国情考虑实际经济效益,不能因为节能而过高地消耗投资,增加运行费用。而是应该让增加的部分投资,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。

1.3节省无谓消耗的能量

节能的着眼点,应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方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,传输电能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,宜采用先进技术使其能耗降低。

因此,节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。

2 照明设计环节中的节能措施

照明是民用建筑不可缺少的一部分,照明方式可分为:一般照明、局部照明和混合照明等;照明种类可分为:正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明等(小区、学校还有景观照明、部分高层建筑还有航空障碍照明等)。衡量照明质量的主要指标有:照度、眩光、显色性等;而照明节能的评价指标是照明功率密度LPD(即单位面积上的照明安装功率),如何在照明设计中做到有效节能,可以从以下几个方面入手:

2.1 光源的合理选择

选用高效电光源是照明节电的首要工作。节能的光源发光效率要高,使得照明灯每瓦电发出更多的光通量(LM)。

2.2光源用电附件的合理选择

在灯具的选择上,走廊、楼梯等公共场所的灯具可选用透光率高的吸顶灯;而居住类场所的灯具推荐选用蝙蝠翼式,因为蝙蝠翼式灯具控光性能合理;办公类场所则推荐用金属隔栅类灯具,没有眩光且发射率高。因光灯本身功率因数较低,所以还应让灯具带整流器,比如细管光灯的附件镇流器就推荐选用电子整流器,而不宜选电感镇流器。这里提一点,其也可以选节能型电感镇流器,它比传统40W电感镇流器低40% 左右,工作时温度低、噪声小、寿命长,属于安全可靠型电感镇流器,价格也比较便宜。

2.3 不断改进灯具的控制方式

门厅、走廊、楼梯间等公共场所的照明,宜采用集中控制,并按建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制,以便在白天自然光好的情况下,或深夜人少的情况下,能方便地手动或自动关闭一部分照明。

3 暖通空调系统的自动控制

公共建筑暖通空调系统的能耗至少占建筑总能耗的50%以上,系统节能潜力是巨大的,优化系统设计是节能的前提,系统的自动控制则是节能成败的关键。目前,暖通空调系统的自动控制基本上采用建筑设备自动化系统,简称BAS或BA系统。BA系统是智能建筑的特征之一,也是建筑节能的有效途径之

一,节能效率达10%~30%。

3.1系统接口设计

BA系统工程师应与暖通空凋系统、强电系统工程师密切配合,以优化系统的接口设计,主要包括:

(1) 检测参数与传感器的选择;

(2) 风、水、蒸汽阀门管径的计算;

(3) 电动调节节阀的流量特性选择;

(4) 电力与照明配电柜(箱)的一次、二次接线原理图设计;

(5) 与独立运行控制系统的通信接口设计。

3.2 节能控制优化设计措施

BA系统控制方案的优化应将节约能耗和提高控制水平放在首位,对系统的结构和参数进行最佳匹配,使整体效能最佳。例如,PID控制策略下的参数优化应考虑被控对象和环境条件等因素。从整体上讲,暖通空调系统的自动控制应考虑下列策略:

(1) 机电设备启停优化控制;

(2) 变风量、变流量系统最优控制;

(3) 冬夏季部分负荷时水泵分设控制;

(4)与冰蓄冷相结合的低温送风系统控制;

(5)参数设定节能控制,包括温度标准设定、焓值控制、利用室内CO2浓度控制新风量等。

4 供配电系统节能设计

供配电系统的节能设计要考虑方案的合理性、系统设备和供电线路的能耗。

(1) 优化用电负荷计算与负荷分配,选择最佳变压器负载率,从而降低变压器容量,减少变压器损耗。

(2) 采用集中或分散方式进行无功补偿,提高低压侧功率因数,使其大于0.9,减少变压器损耗及配电线路损耗。

(3) 合理确定配电点位置,配电间或配电柜应靠近负荷中心,从而减少电压损失与电能损耗。

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关键词:机电能效;能效提升;提升途径;解决方法

中图分类号:TU85文献标识码: A

引言

电机行业是一个传统的机电制造行业,其发展已有200多年的历史,对整个国民经济的发展起着相当重要的作用。电的产生、传输及使用都离不开电机,尤其是现代技术的发展,人们生活水平的改善,自动化技术的提高及各种机器人等都需要大量的电机。电机及其系统节能是当前国际社会共同关注的话题。自然也是我国电机行业十分关注的问题。电机系统的节能无疑是我国企业建立节约型企业、发展循环经济的一项艰巨而浩大的技术革命和系统工程,探讨我国电机系统节能的思路与措施,将对企业建立节约型企业、发展循环经济起到推动和促进作用。

一、电机系统能效提升的意义和迫切性

随着中国工业经济的发展,电动机及被拖动装置被大量应用,根据国家统计数据,目前全国中小型三相异步电动机的装机容量约16亿kW以上。我国风机用电占全国用电量的10.4%,泵类占20.9%,空气压缩机占9.4%,整个电机系统用电量约占全国用电量的64%。但是我国80%以上的电动机、风机、泵、空气压缩机效率比国外先进水平低2~3个百分点。近年来在国家政策的支持下,我国电机系统能效水平逐步提高,但总体能效水平仍然较低。丁晴博士介绍说,从电机自身看,我国电机效率平均水平比国外低1~2个百分点,目前在用的高效电机仅占3%左右;从电机系统看,由于电机选项不合理、电机与拖动设备的效率曲线不匹配、调节方式落后、管理落后等原因,电机系统运行效率比国外先进水平低20~30个百分点。电机系统低效运行造成了我国巨大的电能浪费,也是造成一些重点耗能企业的单位能耗限额指标居高不下原因之一。工业领域电机能效每提高一个百分点,可年节约用电260亿千瓦时左右。通过电机系统节能量评估工作推广高效电机、淘汰在用低效电机,以及对电机系统根据其负载特性和运行工况进行匹配节能改造,可从整体上提升电机系统效率5~8个百分点,年可实现节电1300~2300亿千瓦时,相当于2~3个三峡电站的发电量。

二、我国工业领域电机能效提升对策分析

为更有效的做好我国高效能电机的推广和使用,提高我区工业领域电机的总体能效水平,节约有限社会资源,实现我区“十二五”节能约束性指标,我们应该从政策层面和技术措施上采取各种对策,建立“行政命令”+“市场推动”相结合的实施机制,促使企业更好推进电机能效提升各项工作。

1.加快推广高效电机目标:累计推广高效电机1.7亿kW,其中2013年推广2 700万kW,2014年推广5 400万kW,2015年推广8 900万kW。为贯彻落实“十二五”节能减排规划和工业节能“十二五”规划,推动高效电机开发和推广应用,促进电机产业升级,全面提高电机能效水平,工业和信息化部、质检总局决定组织实施全国电机能效提升计划《电机能效提升计划(2013-2015年)》。

2.淘汰低效电机目标:累计淘汰在用低效电机1.6亿k W,其中2013年淘汰4 000万kW,2014年6 000万kW,2015年6 000万kW。

3.实施电机系统节能技术改造目标:累计改造电机系统1亿k W,其中,2013年改造电机系统3 000万k W,2014年改造3 000万kW,2015年改造4 000万kW。

4.实施电机高效再制造目标:累计实现高效再制造电机2 000万kW。

5.加快高效电机技术研发及应用示范

目标:突破高效电机关键设计技术、制造技术及控制技术,开展先进适用技术应用示范,开发一批高效电机产品。

目前,我国正在推行节能高效电机,并且已经出台了《GB18613-2012中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》的国家标准,与国际IEC标准及北美NEMA标准相近,且即将接轨。包括:更新淘汰低效电动机及高耗电设备;提高电机系统效率;对被拖动装置控制和设备进行改造;优化电机系统的运行和控制,如:电机最大效率优化控制等;电动机节能降耗的建模仿真方法研究;重点改造电力、冶金、有色、煤炭、石油、机电及轻工等领域。积极推行《2013年工业节能与绿色发展专项行动实施方案》党的十提出大力推进生态文明建设,着力推进绿色发展、循环发展、低碳发展,形成节约资源和保护环境的空间格局、产业结构、生产方式、生活方式。《国务院关于印发工业转型升级规划(2011-2015年)的通知》明确,把绿色低碳发展作为工业转型升级的重要方向和任务之一。贯彻落实党的十精神,实现“十二五”规划任务,要求加快推进工业节能降耗,加快实施清洁生产,加快资源循环利用,促进工业向节约、清洁、低碳、高效生产方式转变,推动工业转型升级。

工业和信息化部《2013年工业节能与绿色发展专项行动实施方案》,选择了电机、涉铅行业等重点领域和行业,通过开展2013年工业节能与绿色发展专项行动,力争在能效提升和绿色发展方面取得突破,带动工业节能与综合利用整体工作取得进展。

《方案》提出了2013年工业节能与绿色发展专项行动的主要目标。在电机领域,力争推广、淘汰和节能改造电机及电机系统1亿kW,扩大高效电机市场份额,促进电机产品升级换代和产业升级,提高电机能效水平,实现全国工业用电节约1%。为提升电机能效,《方案》提出了多项对策措施。

一是推广高效电机。充分利用中央财政节能产品惠民工程高效电机、风机、泵及压缩机等财政补贴政策,力争全年推广高效电机(风机、泵、压缩机)3 000万kW;建设2~3个高效电机定转子冲片、绝缘材料等关键配套材料规模化生产示范工程,降低高效电机生产成本,提高高效电机的生产保障能力。二是淘汰低效电机。制定在用低效电机淘汰路线图,将淘汰低效电机目标任务分解落实到地方,今年年内淘汰低效电机4 000万k W;制定《高耗能落后机电设备(产品)淘汰目录》(第三批),完善落后电机淘汰政策机制。三是实施电机系统节能技术改造。指导年耗电1 000万kW・h以上的重点企业制定电机系统节能改造方案,明确能效提升目标及主要任务;推动第三方节能服务公司以合同能源管理模式对工业园区、大企业集团电机集群进行改造。全年实现电机系统节能改造3 000万kW。四是实施电机高效再制造。建设一批电机高效再制造示范工程。

保障措施:一是利用节能产品惠民工程政策支持,推广高效电机及电机系统。二是加大财政资金支持力度。三是强化标准约束和监督检查。四是按照《关于促进铅酸蓄电池和再生铅产业规范发展的意见》,建立部门协调工作机制,分工落实有关任务。五是充分利用联合国开发计划署、国际铜业协会等国际机构的资金支持,加强方案论证、宣传培训、专家咨询等基础能力建设。

结束语

综上所述,这都表明无论是从国家层面还是从学术层面人们重视电机能效提升的问题。事实上,转方式已越来越紧迫。近段时间各地屡爆的雾霾天气,揪起了许多干部群众的心。虽然产生雾霾的原因比较复杂,但高能耗、高污染显然是一个主因。比如,在京津冀这个面积占不到全国1/20的区域,却密布着超过全国一半的炼铁高炉,这直接导致钢铁行业给京津冀及周边地区大气造成的污染将比其他地区更严重,防治难度更大。为此,京津冀三地已经着手联防联控。日益严峻的环保压力后面,折射的是转变发展方式的紧迫性。以经济结构战略性调整为主攻方向加快转变经济发展方式,已经成为当前和今后一个时期我国经济发展的重要任务。“节能环保”是其中主要的环节之一。电机行业的节能降耗自然是重中之重。

参考文献

[1]姜茜,余小波.解读《电机能效提升计划(2013~2015)》[J].东方电机,2013,06:35-40.

[2]郝立顺.《电机能效提升计划(2013-2015年)》解读[J].电气时代,2013,12:48-51.

[3].关于组织实施电机能效提升计划(2013-2015年)的通知[J].石油和化工节能,2013,04:2-3.

篇7

关键词:10kv;供配电设计;节能

中图分类号:S611文献标识码: A

引言

据研究,在世界各国能源消耗总量中,中国位居首位。众所周知,能源对国民经济发展尤为重要,它直接关系着各行各业的发展。为了保证能源充足,降低我国能源消耗,需要我们在供配电设计中加强节能技术的应用。下面我们首先来探讨一下电力设计节能的重要性,然后再从供配电线路设计、照明灯的节能设计、电气设备的选择、人工无功功率补偿等方面来分析电力设计的有效节能措施。

1、供配电节能设计的重要性

1.1、供配电节能设计有助于优化电网结构

在供配电设计中实现节能措施能够为电网的安全运行提供一定的保障,全面优化电网的结构。就目前的情况。电网的网架规划时针对现在的模数进行调整的,从而进一步的提高电网的运行,加大系统的运行难度,也能够进一步的促进电网改造。

1.2、供配电节能设计能够促进企业结构优化

节能设计能够进一步的促进开发和利用风能、太阳能等新能源,进一步的优化企业的结构。随着社会的发展,电力市场得到很大的发展,逐步的扩大了资源的配置,从而不断的优化国家的产业结构,优化资源配置,进一步的促进了企业的发展。

1.3、缓解电力紧张形势

进行配电设计符合国家的节能理念,在电力能源紧张形势日益加剧和节约型社会建设不断推进的背景之下,在配电设计中使用10kV配电设计节能措施已经成为一大趋势。如果能够长期的实现及节能,从而会大大节省水源和煤炭,同时在很大的程度上缓解了电力紧张的形式,更好的促进社会的发展。

2、10kv配电设计中电能损耗的原因

电能的损耗是跟诸多问题相关联的,从电能生产开始、到运输过程,最后到输送给用户的末端,途中会有很多因素影响,本文主要讨论的是运送前变压器的因素,和线路中的各个因素。

2.1、变压器

变压器对于线路中电能的影响是最大的,其材质、运行方式、功率大小,无一不成为整条线路的最大影响因素,不适合该条线路的变压器可能会对整个区域的电网系统能量损耗有决定性的作用。

(1)变压器的功率。变压器的功率偏低,功率越小,便需要越大的线路负载电流,而线路的损耗和变压器的损耗与负载电流成正比,所以,变压器的功率过低,会一定程度上加大电能的损耗。

(2)变压器的运行方式。不同区域的电路情况不同,就应该择优选择不同的变压器运行方式,每条线路每个地区的电路情况不同,变压器的最佳运行方式也就不同,不能完全照搬,要结合自身的实际情况择优选取。不适宜的变压器运行方式也会导致额外的电能损耗。

2.2、线路

线路是连接供电所和用户的桥梁,过程中电能的损耗比值也是相当大的,这主要由线路材质和线路截面半径决定。

(1)线路的材质。不适宜的材质不能更好的在当前电网系统中起到作用,反而会大大增加电能运送中的损耗,从而降低整个运送效率。比如说不适宜的材质在线路运送中会产生过多的热量,造成电能的损失。

(2)线路导线的截面选择。导线截面半径过小、电阻过大,电路的损耗也就随之增大。

3、10kV配电设计节能措施

3.1、变压器方面

(1)选择变压器的最优运行方式择优选取最佳运行方式。如何对于变压器采取经济运行方式,首要因素是考虑变压器的技术特性,通过多重比较优胜劣汰,最终得出最经济的维度区间,同时与各个年度、地区、丰枯水期的数据信息结合,规划出最合适的运行草案,最终由各个地区的操作人员结合实际,确定最佳运行方式。各个地区的运行方式由于诸多因素影响肯定不尽相同,切忌照搬照抄。

(2)调整变压器。在传输电量相同的条件下,依靠最佳的运行方式、同时调整负荷量,使变压器尽可能达到最低能耗,便是变压器的经济运行意义所在。这个说法不是要投巨资到输电设施改变或者改变电能本身等上面,而是说,如何通过科学化的管理、选择恰当的方式、通过减少消耗量来达到节电的目的,这一过程是经济的环保的完全低能耗的。

(3)新型变压器。新型变压器在对于以往变压器存在的诸多问题上进行改造,使一些不必要的损耗和低效率降低,那么适当地选择节能型变压器,也是供电所在未来方向中可以考虑的方面。新型变压器不仅在制造方面采取更先进的材质和运用更精良的技术,最重要的是贯彻节能方针,在保障电网运行过程效率的同时,大大降低了因为变压器本身不足而造成电能的额外损耗。

3.2、线路方面

配电线路的节能方案在城乡配电网中还存在着这些供电问题,应尽快加以切改,以减免由于供电方式不合理造成的网络损失。首先是在线路布局上要加以重视,应该意识到在同样符合功率的前提下,供电半径越小出线越多,线损越小。在配电设计中一般将电源布置在负荷中心,这样如果线路中电阻相同,供电量一样的情况下,线路分支越多损耗越小,并随分支线平方在下降,因此尽量不要考虑单侧供电,可以从总体规划方面思考,建议采取三侧或四侧出线供电,也不要过多的出现,以免加大工程投资和维修工作量。其次是要注意导线及相应金具的选择。在100kV配电线路的设计中,从用户需求和节能的角度考虑,建议选择高于规范中一个等级来选择导线截面积,以此来减少线损,另外还可以选用架空绝缘导线,其特点之一可以保证供电线路的可靠性,可以降低线路作业时的停电频率,提高线路的利用率;二是可以简化线路杆塔结构,有些还能够沿墙敷设,在节省线路材料的同时还可以美化环境;三是能够节省架空线路占用的空间,即使在狭窄的地方也能通过;四是降低了线路的电能损失,减少腐蚀情况,保证线路的使用寿命。另外选用无磁或者低磁金具也有一定的节能效果。最后是合理设置供电半径,在保证供电质量的前提下,既要提高电网输送功率又能减少线损。具体的做法如下:将10kV线路深入0.4kV系统负荷中心,就能缩短0.4kV线路的供电半径,降低线路损耗,提高电压质量。因此在设计工作中,在不影响用户发展规划情况下,用户独立变电所的位置应尽可能接近负荷中心。负荷中心可以用负荷功率矩法、负荷电能矩法和负荷指示图法近似确定。例如,沼气发电机组接线图,如下图所示,其主要的作用是起到节能的效果,从而进一步的促进设计发展。

沼气发电机组接线图

3.3、无功补偿方式的节能措施

对于10kV配电节能设计而言,常用的无功补偿方式包括:如果设计对象为容量较大、负荷相对稳定的用电设备,像高频炉、感应电动机等,同时强调的投入运行的经济性,便可采取单独就地补偿方式,即单独在相应设备的旁侧装设补偿装置,以便尽可能的改善补偿效果;但最为理想的还是就地平衡补偿方式,即在0.4kV母线侧安装并联电容器,并为其设置配套的补偿柜和动态调节设备,如此一来,位于低压端的用户便可根据变化的无功负荷对补偿电容器进行自动投切,而且其既无需为高压线路进行无功电能的反送,又可以将线路无功电流保持到最小,进而最大程度的降低有功功率损耗;若在10kV母线侧安装并联电容器,则是对其配电线路和变压器运行过程中的无功损耗进行补偿,以此通过主要降损。提高线路末端的实际电压,进而提高电能的利用效率。

结束语

对于电力企业来说,电力节能的实施有利于电能质量的提高,对优化资源配置也有较高的影响。在供配电设计中,我们通过分析10kv配电设计的分析,从几个方面分析配电设计,从而,进一步保证了电力行业的稳定发展。

参考文献

[1]李巍巍.浅谈供配电设计中的节能方法和措施[J].铜业工程,2012,04:71-74.

[2]刘伟.供配电设计中的节能方法和措施初探[J].科技资讯,2013,16:91.

篇8

关键词:建筑供配电系统 节能 变压器损耗 线路损耗 照明节能设计引 言

随着我国经济的飞速发展, 人口的增加,工业的发展,生活水平的提高,能源消耗急剧增加。目前,全世界建筑能耗约占能源总消费量的30%,中国占23%,因此,建筑节能成为中国节能战略的必然选择。建筑节能,即在建筑中合理使用和有效利用能源,不断提高能源利用效率。人类日常生活中的每一个环节都离不开电,建筑内所有设备也都离不开电,可以说建筑供配电系统是建筑的最基本的、应用最广泛的系统,因此建筑供配电系统节能是建筑节能的任务之一。建筑电气设计人员在进行建筑供配电系统设计时,在满足建筑功能及供电安全的同时应该考虑建筑电气节能。建筑电气节能是一项技术性强、影响因子复杂的工程。电力系统运行与国民经济和人民生活密切相关,供电的突然中断会造成很大的损失以致严重的后果。所以,建筑供配电系统设计方案,首先必须保证安全可靠供电和电能的质量,考虑节能应在满足建筑物的功能的前提下,采用先进技术,综合考虑初投资及长期运行的经济效益,最大程度节省无谓消耗的能量,达到真正节能的目的。

1降低供配电系统的传输损耗

电能在传输过程中产生传输损耗,传输损耗主要由供电系统提供。供配电系统的传输损耗主要是线路损耗和变压器损耗;消耗在传输线路阻抗中的损耗称为线路损耗,消耗在电力变压器中的损耗称为变压器损耗。传输损耗使供电效率降低,消耗无谓消耗的能量。降低传输损耗是供配电系统节能的主要措施之一,对供配电系统的经济运行有重要意义。

1、1降低变压器有功损耗

电力变压器的基本结构是将一、二次侧的绕组缠绕在由相互绝缘的硅钢片叠成的铁心上,利用电磁感应原理实现电压等级变换。负载电流在变压器一、二次侧绕组的电阻中产生的损耗称为“铜损”,与负载变化有关;变压器的铁心在交变磁场的作用下产生的损耗,称为“铁损”,其主要取决于变压器外加电压和频率,外加电压和频率不变时,“铁损”基本不变,可以认为与负载变化无关。

考虑变压器的短路损耗的换算关系,变压器在计算负荷下的有功损耗PT可以根据“空载试验”和“短路试验”的结果,采用下式计算:

PT =POT+PCUN(SC/SNT)2

式中POT为变压器的空载损耗,近似为变压器的“铁损”;

PCUN为变压器的空载损耗和短路损耗,近似为变压器的“铜损”;

SC、SNT为变压器的计算负荷和额定容量。

由上述可知,降低变压器损耗可以采用以下两种方法:一是选用节能型变压器,如S9、SL9及SC8型等油浸变压器及干式变压器,减少变压器的铁损;二是在技术经济性合理时,选择合适的变压器容量,减少传输系统的变压级数和变压器数量,以适应由于季节性造成的负荷变化时能够灵活投切变压器,实现经济运行,减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗,降低变压器的铜损。

1、2降低线路损耗

供配电系统的线路损耗指交流电流在传输线路的阻抗中产生的损耗。导线作为供配电系统中功率传输的载体,导线的选择不仅关系到供电系统的安全和经济运行,还影响传输损耗。传输系统的阻抗、电流大小,是影响线路损耗的两个主要因素。因此,可根据工程具体情况采用以下措施降低线路损耗。1、降低传输线路的电阻和电抗。比如可根据用电负荷,选择合理的导线形式和截面,以电缆取代架空线路等,降低传输线路阻抗。2、在传输有功功率不变条件下,降低传输系统的电流,例如提高传输线路电压等级,可有效地降低传输线路电流。3、改善传输系统的功率因数。通过提高传输系统的功率因数,在传输有功功率不变的条件下,降低传输系统的电流,进而减小线路损耗。4、合理设置变配电所、配电箱等分配电能设备,尽量靠近用电负荷中心,以降低供电半径;线路敷设满足施工技术的前提下,尽量走直线,以减少电线长度,减小无谓损耗的能量。供配电系统中常用的导体材料有铜和铝,从自然资源的角度,铜比铝要稀少;从节能的角度,为了减少电能传输时引起的线路损耗,要求减小导线的阻抗,则选用电阻率ρ较小的铜比铝好;从输电的要求,导线的截面越大,则电压损失越小,损耗也越小,但意味着线路的投资和金属材料的消耗越大;从投资经济效益考虑,既要使输电损耗小,又要考虑线路的投资和金属材料的消耗少,这就要求综合考虑供电安全、初投资及长期运行的经济效益,选择具体工程应用中最适合的导线及其截面。

2照明节能设计

2.1、设计要求

节能是社会可持续发展的要求,在照明设计和评价中,要始终贯彻节能要求。照明设计要求根据照明空间的环境特点与使用性质,考虑节能要求,选择高效的光源、灯具等照明设备,并通过对照明设备的合理布局,满足照明空间的使用功能要求,使照明设备与照明环境相适宜,视觉清晰,亮度均匀,让使用者在照明空间内工作或生活感到舒适和轻松。

2.2、照度标准

应照明节能要求,在《建筑照明设计标准》中,规定了各类建筑的照明功率密度值,且大部分照明功率密度值属于强制性标准,必须严格执行。有装饰需要时,照明与室内装修设计应有机结合,在确保照明质量的前提下,应有效控制照明功率密度值。

2.3、照明节能设计要点

2.3.1灯具选择

在满足照明空间的使用功能要求的前提下,选择高效的光源对于照明节能是必然选择。除有装饰要求外,可选用直射光通比例高、控光性能合理的高效灯具和采用功率损耗低、性能稳定的灯用附件。例如选用直管型荧光灯,则配节能型镇流器,而当使用电感式镇流器时,其能耗应符合现行国家标准《管形荧光灯镇流器能效限定值和节能评价值》GB17896的规定;选用气体放电光源时,光源应带电容补偿器,令气体放电光源供电线路的功率因数不低于0.9,以减少线路上电能损耗;景观照明采用长寿命高光效光源和高效灯具,并采取点燃后适当降低电压以延长光源寿命的措施;景观照明可设置深夜减光控制方案。总之,选用灯具,应综合考虑最初投资与长期运行的综合经济效益。

2.3.2照明配电回路的控制要求

节能是贯穿供配电设计的主题,照明配电回路系统的控制除满足正常运行的要求外,还要考虑节能运行和管理的要求。根据环境条件、使用特点,可采用以下照明控制方式:充分利用自然光,根据天然光的照度变化控制电气照明的分区;采取分区控制灯光或适当增加照明开关点;用定时开关、调光开关、光电自动控制器等节电开关和智能照明控制系统控制照明配电回路;公共场所照明、室外照明可采用集中遥控节能管理方式或自动光控制装置。比如:公共建筑和工业建筑的走廊、楼梯间、门厅等公共场所的照明,可采用集中控制,按建筑的使用条件和天然采光条件采取分区、分组控制措施;居住建筑有天然采光的楼梯间、走道上的照明,除应急照明外,可采用节能自熄开关;旅馆的客房可设置节能控制型总开关;体育馆、影剧院、候车(候机)厅等公共场所的照明可采用集中控制方式,兼具有按需要采取调光或降低照度的控制措施。

3 结 语

建筑供配电系统的节能潜力很大,广大电气设计人员在设计中应精心考虑,供配电系统设计方案除应符合各种技术指标、满足功能需求外,还应有切实可行的节能措施,在建筑中合理使用和有效利用能源,节省无谓消耗的能源,实现建筑节能。

参考文献

[1]徐晓宁主编,建筑电气设计基础,华南理工大学出版社,2007.5。

[2]朱英.建筑电气节能设计方法[J].科技信息化,2007,(2)。

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