电气设计中的节能措施.pdfVIP

简介：本文主要讲述了以下几点:１供配电系统的节能设计,2变压器的节

能设计,3减少线路损耗由于配电线路有电阻，有电流通过时就会产生功率损耗，

4提高供配电系统的功率因数,5电动机节能设计

关键字：节能,电气设计,节能措施

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，能源的缺乏已严重制约着国民经济的发展。节能问题一直是我

国发展国民经济的一项长远战略方针，那么节约电能就成为每位电气设计人员必

须认真考虑的问题。下面就建筑电气设计中的几种节能措施谈谈一些看法。

１供配电系统的节能设计

根据负荷容量，供电距离及分布，用电设备特点等因素合理设计供配电系统，

做到系统尽量简单可靠，操作方便。变配电所应尽量靠近负荷中心，以缩短配电

半经减少线路损耗。合理选择变压器的容量和台数，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。

2变压器的节能设计

减少变压器的有功损耗。变压器的有功损耗按下式计算：

式中ΔΡ--变压器的有功损耗(KW)Ρo-变压器的空载损耗(KW)

Ρκ-变压器的短路损耗(KW)β-变压器的负载率

(1)Ρo作为变压器的空载损耗又称铁损，它是由铁芯涡流损耗及漏磁损耗组

成，其值与铁芯材料及制造工艺有关，与负荷大小无关，所以在选用变压器时最

好选择节能型变压器如S9，SL9，SC8等。它们采用优质冷轧取向矽钢片，由于

“取向”处理，使矽钢片的磁畴方向接近一致，减少铁芯涡流损耗，45度全斜度

接缝结构使接缝密合性好，减少了漏磁损耗。

(2)Ρκ是变压器额定负载传输的损耗又称变压器线损，它取决于变压器绕组

的电阻及流过绕组电流的大小，并与负荷率平方成正比。因此在选择变压器时应

选用阻值较小的绕组，如铜芯变压器。βsup2;Ρκ用微分求它极值时，是在β=50%

时每千瓦的负荷，此时变压器的能耗最小，但在β=50%负载率时仅减少变压器

的线损，并未减少变压器的铁损，因此也不是最节能的。综合初装费，变压器、

土建投资及运行费用，又要使变压器在使用期内预留适当的余量，变

压器最经济节能运行的负载率一般在75%--85%之间。

(3)在选择变压器容量和台数时，应根据负荷情况，综合考虑投资和年运行

费用，对负荷合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高效

低耗区内。

3减少线路损耗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：

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设计人员的足

够重视。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。

4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，