電氣工程的節能設計研究

　　摘要：經濟建設的快速發展加速我國建筑行業的不斷進步，使得我國建筑技術和建設規模有了很大的提升和改進。我國建筑業能耗在總能耗中占很大比重，建筑能耗中電氣能耗占80%以上，解決建筑電氣節能問題非常迫切。建筑電氣工程設計中合理運用電氣節能技術可以減少建筑結構能耗，節能設計是國家提倡的節能減排指導方針，電氣自動化與節能設計目前在電力行業應用不很廣泛，需要深入研究電氣工程節能技術，促進建筑節能與社會經濟可持續發展。

　　關鍵詞：電氣工程;節能設計

　　引言

　　高新技術的快速發展加速我國各行業的發展進程，推動我國快速進入現代化發展階段，為我國基礎建設貢獻力量。電氣自動化是隨著科學技術水平逐步提升而衍生出的新型技術，其在提高電氣工程效率方面具有顯著的應用效果，不僅大大減少人力、物力的投入，而且能夠創造更加可觀的經濟效益。

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　　1電氣工程節能設計原則

　　電氣工程節能設計的本質是節約能源，降低能耗，減少經濟成本。因此，電氣工程的節能設計要遵循實用性、科學節能性、低碳經濟性原則。無論設計人員如何節能，首先要遵循實用性原則。電氣工程必須能夠穩定運行，不會影響各用電設備的運轉情況，更不會影響用戶的生活以及安全。此外，還必須保證用電情況符合規范、規定。

　　其次，設計人員還需要考慮如何科學節能。電氣工程節能其本質即提高能源利用率，因此，任何節能技術、創新技術必須符合科學性原則。此外，設計人員需要全面了解整個建筑工程的概況，只有這樣設計人員才能科學地、合理地推算預測整個工程所產生的電氣能耗和環保利用效果，設計出合理科學的圖紙，減少施工所產生的能耗。

　　最后，設計人員還需要考慮低碳經濟性原則。任何一個建筑工程在保證工程質量的前提下，都會考慮降低經濟成本，如施工成本等。而降低經濟成本本身就體現了“節能”原則。電氣工程需要在此基礎上進一步降低能源成本和經濟成本。設計人員在進行圖紙設計，選用電氣設備、節能設備時，需要從一個建筑物的整體、未來長期運行的角度進行考慮。只有這樣設計的圖紙才能規范化、合理化、高效化，才能有效地控制經濟成本，降低能耗。此外，設計人員還需考慮所采用的節能技術手段和設備。適當的技術手段能夠有效降低技術花費。而合適的設備，如可長時間使用、能夠循環使用的設備則能有效節省設備費用以及維修費用。

　　2電氣工程的節能設計

　　2.1節能型變壓器

　　變壓器是電氣工程中不可或缺的設備，是基于電磁感應原理而衍生出的靜止型用電器，其在運行期間的能耗相對較大。現階段，S系列的變壓器應用較為廣泛，其具有能耗較低的特點。而隨著行業技術的進步，如今SH15非晶合金變壓器更具有節能環保的優勢，其鐵芯采用的是非晶合金材料，在同等運行條件下，相比S11變壓器(屬于S系列)空載能耗降幅可達到60%。因此，在電氣工程的設計工作中，可以優先選擇SH15非晶合金變壓器，降低日后運行能耗。

　　2.2供配電設備

　　供配電系統的設計必須具有科學性，以保證系統能夠維持穩定運行的狀態，同時其操作也應當具有便捷性，兼顧用電設備、供電距離等方面的因素，從而采取科學的配置方案。結合經驗，需以負荷中心為基準，將變配電相關裝置布設于周邊區域，此舉的優勢在于可縮短供電距離，節省線路，減少電力資源在傳輸途中的電能損耗。對于變壓器的選擇，需以建筑用電需求為基本依據，滿足季節性變化的要求，提高居民建筑用電的合理性。此外，功率因數也應當成為重點考慮對象，理論上，在提高功率因數后有助于減少能耗量。

　　電能的傳輸需以電纜或電線為基本載體，而線纜存在一定的電阻值，因此，電能傳輸途中存在線路損耗，此問題難以從根本上避免，但可以通過科學的措施有效提高回路中的有功功率，減少無功功率，從而達到降低能耗、保護線路等多重效果，結合既有設計及施工經驗，皆在降低設備的無功功率，同時顯著提高其功率因數等指標。線路的電流大小、線路的電阻值等均會影響線路的損耗情況，在電流不變的前提下，若要達到降低電耗的效果，則需要降低線纜的阻抗。

　　進一步分析，線纜的材質、截面積均會對線纜的阻抗產生影響，對此，可選擇小電阻型導線，例如，應用較為廣泛的銅線就是可行的導線材料;而根據電阻與截面積的關系可知，可適當增加導線的截面積，以達到降低電阻的效果。供電距離也將決定電能損耗的高低，在線路設計時應盡可能采取走直線的方式，盡可能不倒送，以便縮短供電距離，目的在于降低線路上的電能損耗;若布設的變壓器臨近負荷中心，也能夠縮短供電距離。電氣節能設計工作中，若建筑物每層平面面積較大時，應在設備層分散設置多個變配電所，通過此方式縮短供電干線的長度;若為高層建筑，則需要注意對低壓配電室位置的選擇，應盡量臨近電氣豎井。

　　2.3照明設備節能設計

　　照明設備的節能設計是電氣工程節能的重要環節。據調查，在一般的家庭電能消耗中，照明設備的消耗能夠達到約四分之一。因此，如何有效地減少照明設備的電氣消耗對減少整個電氣工程的電能消耗有著重大意義。

　　1.節能燈具的選擇，設計人員在進行設計照明系統或選擇節能燈具時，首先要保證室內的光照，而照明設備是用于補償室內光照的。因此，設計人員首先要考慮并計算建筑物室內的自然光照，根據計算結果進行節能燈具的選擇。節能燈具應具有環保、節能、經濟等特性，因此通常選擇年限長、效率高、能耗低的燈具，這樣能夠有效降低照明設備成本以及建筑整體的能源消耗。設計人員可以根據地面反射系數推算出燈具的運用系數，進而選擇節能燈具。

　　2.節能燈具的安裝，節能燈具能夠有效降低電氣工程的能源消耗，但是如果節能燈具無法進行合理的布置，將會增加建筑物的能耗。因此，合適地布置節能燈具將進一步節約能耗。不同的建筑物甚至建筑物內不同區域，燈具的布置方法不同。例如，當建筑物為大型商場時，需要集中供電，持久照明。此時，需要較為集中的布置燈具;而在客流量較低或者無需長時間照明的地域，可以布置少量燈具或者重新選擇適合的燈具。

　　3.建筑物內部裝飾，不同建筑物內部的裝飾材料功能不同，直接影響建筑物內部對光照的吸收或反射效果。例如，當建筑物內部的裝飾材料選擇顏色較淺的材料時，能夠較好地反射自然光，進而降低補償光源的消耗。因此，合理的建筑物內部裝飾能夠有效地利用自然光，進一步降低建筑物的能源消耗。

　　2.4建筑設備的電氣節能

　　1.應選擇國家認證機構確認的標準產品，并優先選用高效節能、環保的電氣產品和設備。嚴禁采用國家已明令禁止的淘汰的和高耗能的產品和設備。2.合理地選擇高效用電設備及其啟動、運行和控制方式。電梯、風機、水泵等采用高效率Y系列電動機，需要根據負荷變化調節的設備(如電梯、生活水泵)電機選用變頻控制方式。

　　結語

　　電氣工程節能核心是將合理節能技術應用于工程中，隨著綠色建筑的推廣，節能減排在電氣設計階段更加常見，建筑電氣工程節能設計具有廣闊研究空間。應用建筑內的節能產品豐富，如何合理安排成為電氣設計階段的重要課題。

　　參考文獻

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　　作者：閔云龍 薛濤 段洪濤

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