高層建筑供配電系統節能設計分析

盧耀華

摘要：隨著社會經濟的不斷發展，城市建設的力度也越來越大，這樣就出現了很多高層建筑。由于高層建筑的結構具有復雜性的，這樣就使得高層建筑功能要求是要有完整的供應和分配系統，然而這些電氣設計中都有體現，本文主要對高層建筑供配電系統節能設計進行了分析。

關鍵詞：高層建筑、供配電系統、節能設計

中圖分類號：TU208文獻標識碼： A

一、前言

高層建筑的供配電系統的設計是一項比較專業和復雜的工程，其中最重要的環節就是供配電系統的節能設計，這樣就既要做好技術上可行和經濟上合理，又要做到節能。但是由于供配電系統的節能設計涉及到很多專業的知識，這樣就必須運用多種專業知識與電力系統實際情況相結合進行設計，從而達到節能的目的。

二、高層建筑供配電系統節能設計的主要內容

在高層建筑供配電系統中，由于電力資源的消耗非常大，所以在節能這方面有很大的提升空間和發展潛力，在高層建筑供配電系統設計的過程一定要進行節能減耗的設計，高層建筑的綜合性和功能性比較強，大部分區域都會涉及到電能的應用，可想而知，其中的電能損耗也是很明顯的，高層建筑供配電系統的節能設計內容有：

1、照明系統

高層建筑的照明系統的節能設計主要包括供電照明系統設計的優化、控制照明系統的優化設計、照明燈具選型的節能優化設計、聯動照明操控系統的節能控制設計優化。在保證高層建筑的照明系統達到正常的標準的情況下，根據各個系統進行節能設計。

2、供電系統

高層建筑的供電系統的節能設計主要包括建筑整體用電系統電負荷的詳細統計與計算、供電系統綜合治理諧波的設計方案、供電系統補償無功動態的策略、供電系統中優化節能具有用電設備的供電方案設計。高層建筑的供電系統是非常復雜的，各種功能的線路、不同作用的電氣設備，所對應的電力資源消耗也是極多的，針對供電系統進行節能設計時，必須考慮多方面的影響因素。

3、新能源

高層建筑新能源整體利用的節能優化設計內容主要包括利用太陽能、風能發電、制冷制熱系統等新能源及再生能源系統的節能優化設計。對自然界可再生能源的利用可以大大節約高層建筑供配電系統的能源，通過對供配電系統的實質和新能源技術進行分析，將新能源的使用運用到供配電系統中，大大降低了能源的消耗。

4、電氣設備

高層建筑電氣設備的節能設計內容主要包括電機拖動系統的優化節能設計、給水與排水系統的節能優化設計、空調變頻調速系統的節能優化設計、深井電梯的智能回饋節能優化設計。

三、高層建筑供配電系統總體規劃節能設計方案

在進行高層樓宇建筑供配電系統總體規劃設計過程中，首先應充分統計建筑內容用電負荷類型、容量等數據信息，在進行有效用電等級劃分和整理后，充分考慮整個供配電系統的整體供電方案、供電距離等因素。其次，在確定高層樓宇建筑供配電方案時，要從供電方案清晰明了、簡單可靠、操作維護方便等方案進行方案設計?？偨祲鹤兣渌牟荚O位置選擇應盡量靠近整個高層樓宇用電負荷中心部位，以縮短供電系統的供電半徑，降低供配電系統在運行過程中產生的線路損耗，提高供配電系統供電可靠性、供電質量、以及節能降耗水平。最后，要對結合用電負荷總量、供配電方案等對變壓器容量、臺數、型號，以及供電線路型號、截面、敷設方式等進行詳細的優化選型設計，設計出能夠隨季節性負荷變化而動態調節的供配電方案，有效提高配電變壓器的節能經濟運行水平，降低變壓器運行能耗，提高供電線路供電功率因素，達到節能降耗的目的。

四、高層建筑供配電系統節能設計技術要點分析

1、配電變壓器的節能選型設計

變壓器的節能經濟運行要綜合考慮綜合投資和年耗電量等多個因素，從大量實踐工作經驗可知，較為經濟合理的配電變壓器節能優化選型設計，是根據配電變壓器的投資回收年限來確定配電變壓器的型號，其可以用配電變壓器的投資費用價差與年耗電的電費價差來獲得，具體表達式為：

在進行配電變壓器經濟節能選型設計時，其節能經濟回收年限應嚴格，按照2006年各省發布的《節約能源條例》中相關技術規定要求。通常配電變壓器經濟節能優化設計過程中，其計算投資回收年限應不超過5年，而其最大投資回收服役年限不得超過7年。在配電變壓器節能優化選型設計時，應根據高層樓宇建筑實際用電負荷需求，按照略高于配電變壓器最佳負荷率來進行配電變壓器容量選擇，通常應設置配電變壓器負荷率在70%左右較為節能經濟合理。在配電變壓器型號選擇過程中，應優選空載損耗、負載損耗等均較小的節能性變壓器。如：對于容量均為315kVA的10kV配電變壓器而言，S13節能型配電變壓器與常規S7配電變壓器相比，其負責損耗由S7的4812W有效降低到3638W；空載損耗則由771W降低到339W。在配電變壓器選型設計中，優選三角形立體卷鐵芯高效節能經濟型配電變壓器來代替常規插片式高能耗配電變壓器，不僅可以有效提高建筑供配電系統的電能轉換效率、降低配電變壓器的運行能耗，同時還可以降低配電變壓器空載電流延長配電變壓器的綜合使用壽命。

2、建筑照明系統的節能設計

對于熒光燈、高強度氣體放電燈等燈具型號優化選型設計時，其燈具效率應滿足GB 50034-2004《建筑照明設計標準》中第3.3.2條中的相關技術要求，同時應嚴格控制照明系統方案的節能降耗技術指標。智能化自動化建筑照明控制系統的合理采用，是高層樓宇建筑照明系統工程節能降耗的主要技術措施，將智能自動化優化調控技術與建筑照明性能有機結合起來，一方面可以大幅度提高建筑照明系統的照明質量水平，提高建筑照明的人性化智能自動化服務水平；另一方面，智能照明控制系統可以根據照明場所的溫度、濕度、光照等條件，進行系統智能分析，從而制定高效節能經濟的照明調控方案策略，使建筑照明系統調控更為精細合理，有效提高建筑照明系統電能轉換效率，充分利用自然光源，達到節能設計的目的。

3、電機拖動系統的節能設計

電機拖動系統能耗約占整個建筑電氣能耗的91%，同時大多數電機拖動系統中其電能轉換利用效率普遍較低，存在非常大的節能降耗優化設計潛力。因此，在電機拖動系統優化節能設計過程中，對于200kW以下從投資經濟性角度出發應優選低壓電機；對于355KW及以上功率的電機只有高壓電機序列，只能選擇高壓電機；而對于200~355kW范圍內的電機而言，應從技術可行性、投資經濟性、運行節能經濟性等多個角度進行綜合分析，以優選出節能經濟的電機功率。應結合建筑電機拖動系統的實際情況，合理選用變頻調速、軟啟動等先進控制方案對電機拖動系統控制模式進行設計，以達到電機拖動系統調節運行高效節能經濟的目的。

五、結束語

綜上所述，本文主要對高層建筑供配電系統節能設計進行分析，由于高層復雜建筑供配電系統設計是一項涉及到很多專業和方面的工程，其中配電變壓器節能經濟選型設計、照明系統的節能設計以及電機拖動系統的節能設計是工程最主要的三個方面。在設計中，要想真正實現供配電系統高效節能，就必須要對電氣、通風以及給排水等專業的配合，這樣才能設計科學合理以及經濟的方案，從而推動建筑電氣節能設計工作的順利開展

參考文獻：

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