电气节能技术在工程设计中的应用:电气节能技术在工程设计中的应用

摘要：全球能源危机的爆发使能源节约成为现代社会、经济以及文明发展的重要课题。在我国，节能减排是构建和谐社会、落实科学发展观的重要举措，是建设社会主义环境友好型、资源节约型新社会形态的必然选择。而电气节能作为能源节约的重要组成部分，也已经成为备受社会各界关注的社会性问题。文章以电气节能技术为基本切入点，着重对电气技能技术在工程设计中的应用问题加以分析。

关键词：电气节能；节能技术；工程设计

随着现代电气技术的快速发展，电气设计已经不仅仅局限于满足正常供电需求，如何在保证稳定供电的基础上尽可能推动电气的节能成为现代电气设计中的重点。目前，在我国电能的浪费相当严重，不管是供配电系统或用电设备，都存在着节能的非常大的潜力。作为电气工程设计人员，我们有责任在工作中做好节能设计。笔者认为，工厂电气设计节能措施应贯彻应用经济合理、技术先进的原则。本文在总结多年以来电气节能设计经验的条件下，对电气节能设计的原则进行简单介绍，并对各项可靠、合理的节能措施进行细化，以期实现电气节能设计的进一步优化。

一、工程设计中电气节能技术的应用原则

在工程设计中，电气节能技术的应用旨在通过利用电气节能的技术手段，对工程建筑原有的功能进行改进，以实现节约能耗的目的。但在工程设计中，电气节能技术的应用需要在不影响工程其他功能的基础上进行，也不能因电气节能技术的应用而使整个工程建筑的投资成本增加。结合目前我国工程设计的实际状况来看，电气节能技术在应用的过程中需要遵循几点原则，即满足功能原则、经济合理原则和技术先进原则，在充分考虑工程基本功能、成本投入和节能效果的基础上进行应用。

具体来看，现代电气节能技术在工程设计中的应用应该从哪几方面展开呢？

二、电气节能技术在工程设计中的应用

目前电气节能技术在工程设计中的应用已经较为普遍的应用，但要在秉承相关原则的基础上将电气节能技术融入工程设计中，实现电气技能技术在工程设计中的科学和高效应用，应从以下几个方面的设计与应用问题加以注意：

（一）以节能和造价为基础进行材料选择

电气节能设计要对“节能”和“造价”两方面的问题进行考虑协调好两者之间的关系。所以电气设备、变压器、供电电压以及配电线路的选择都必须更慎重。

1．电线电缆。在对电线电缆进行选择的时候，应尽量选用电阻较小的电缆，以便于降低线路有功损耗，而在成本条件允许的基础上，可根据线路计算电流选择截面大一级的电缆，在降低线路有功损耗的同时，可以降低电压的损失并提高电能质量。

2．变压器。进行变压其选择的时候，要考虑的方面相对较多，从型号上来看，应以空载损耗或者是负载损耗较低的新型产品为主；从容量上来看，单台变压器容量不能过大，条件允许的话，应尽量选用单台容量低于1000kVA的变压器；从负荷率方面来看，因变压器运行效率与负荷率存在相关性，若长期空载，空载的消耗比重会增加，功率的引述也将低于50%，使整个系统的电能增加，若负荷率高于85%，会对变压器使用寿命形成影响，因而合理的负荷率一般在75%～85%之间。

3．电压等级。电气节能设计中，供电电压的等级要根据用电容量、供电距离、运行费用及初次投入等因素进行比较性分析和选择，若公路低于100kW，输送距离小于600m，应尽量选择380/220V的电压进行供电；若输送功率在200～2000kW之间，输送距离在6km～20km的范围内，则应以10kV的电压为主。

（二）要协调好节能与照明质量之间的关系

“照明”是电气节能设计中的重要环节，应予以高度的重视。设计人员要根据我国《建筑照明设计标注》的相关要求，根据不同场所对对照度值、公路密度值以及节能指标等进行科学配置，尤其是要设计二次照明的区域以上配置更应慎重设计；但设计在考虑节能的同时，还必须对照明质量进行合理控制，在保证照明质量的同时多选用新型的节能灯、太阳能灯、高效荧光灯以及气体放电灯等这一类高效的光源。而为了满足公路密度的要求，应尽量选用细管形的T5或者是T8荧光灯；显色的地方可采用性能较好的三基色灯管。

而从控制方式上来看，应注意尽量保证多灯多开关，避免多灯、多路共用一个开关；多层的建筑应采用声控自熄的楼梯灯；而建筑的公共区域出电梯厅之外，也应尽量采用可自动熄灭的灯具。

（三）可适当选用电气智能化节能设计

智能化手段在电气节能设计中的应用已经是一种可行性的方案，根据国外的调查统计来看，采用智能化的电气节能设计，可以使电气节能效果提高20%。因而，智能化的电气节能设计也将成为工程电气节能设计的主要途径之一。设计的过程中，设计人员可直接采用现代建筑设备管理系统（BMS），通过将自动控制系统、信息网络系统、综合布线、联动控制、办公司自动化以及系统集成等不同的系统结合在一起的方式，来提升整个工程的电气化水平和电气运行管理效率，进而实现节能的目的。

三、工程设计电气节能技术应用的稳定性与安全性

工程设计在对电气节能技术进行应用的过程中，由于技术要素考虑不周全、材料把关不到位以及土建工程与电气工程配合不到位等因素的影响，往往会造成工程电气节能设计出现导线链接质量不达标、开关及插座面板设计安装不合理、灯具设计偏位等各种影响电气稳定性和安全性的质量通病。基于这些问题的存在，设计人员在进行电气节能工程设计的过程中必须对电气的稳定性和安全性问题加以重视，以整个工程电气的安全与稳定为基础进行节能设计。

首先，设计人员在进行设计的过程中，要对施工过程中导线连接、开关盒与插座面板的预埋深度、配电箱规格及安装位置等问题进行合理的设计与规划，在保证设计合理的基础上，也可以为日后的施工提供依据；其次，在进行设计的过程中，设计团队必须同时包含土建和电气专业两方面的人才，充分结合土建及电气的要求进行设计，避免电气设计过度追求节能而忽略了对工程土建工作的考虑；另外，设计人员在进行设计的时候，最好对整个工程中的管线、电器器具、配电、电线、接地连接以及下引线连结等问题进行充分考虑和规划，在对细节问题加以重视的基础上提高整个节能设计的稳定性与安全性，进而实现工程电气节能的有效性。

四、结论

总之，工程设计是一项系统的技术性工作，在进行工程电气技能设计的过程中，要对电气的节能问题进行考虑，就必须在坚持满足功能、经济合理和技术先进这三项原则的基础上，尽可能减低电力能耗，并对电气的稳定性与安全性进行着重关注，以便于在达到节能的目的的同时，保证整个电气节能设计的有效性和安全性，为构建社会主义节约型社会共享

力量。

电气节能技术在工程设计中的应用:电气节能技术在工程设计中的应用

摘要：在建筑工程中使用电气节能技术能够大幅度降低建筑物能耗。在电气节能技术的设计中应当以照明、变压器为重点选择，综合考虑配电系统、线路设计和提高功率因数等多方面因素，本文论述了电气节能技术在建筑工程的设计中应当怎样合理应用，以期达到节能的根本目的。

关键词：电气节能技术；工程设计；应用

引言

建筑电气节能设计应以实用的目的为出发点，做到技术可靠，先进安全的原则，按工程投资考虑经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资及增加运行费用，而是应该让增加的部分投资能在较短的时间内通过节能减少下来的运行费用得到回收。建筑电气节能设计应节省无谓消耗的能量，在选用节能的新设备上，应具体了解其原理、性能、效果，并从技术上、经济上进行比较后，再选定节能设备，绝不能只做表面形式上的节能。

1.电气节能技术在工程设计应用中的问题

电气节能技术尽管逐步引入到现代建筑行业当中，但是我们还应该清醒地认识到目前建筑行业的电气节能技术依然存在着诸多的现实问题，包括一些工程项目中由于用电数据不全面或者电气负荷计算不合理，以至于照度的设计和照明光源的选择不合理，变压器过大。同时，目前我国多数建筑节能设计的规范、标准没有把电气节能全面系统地纳入其中，使室内照明和电气等没有考虑到节能的方式，照明指标达不到既定标准，立面照明未设光控环节，造成一些电能表损耗白白浪费。另外，一些水泵、风机等的发动和停止仅设手动控制，电梯未设群控，自动扶梯没有设置节电感应控制等等。

2.电气节能技术在工程设计中的应用

2.1电动机节能设计

据电动机经济运行的原则合理选用电动机。如恒负载连续运行，功率在250kW及以上，宜采用同步电动机、功率在200kW及以上，宜采用高压电动机、除特殊负载需要外，一般不宜采用直流电动力。电动机功率选择，应根据负载特性和运行要求合理选择，使电动机工作在经济运行范围内。异步电动机当采取更换或改造措施时，须经综合功率损耗与节约功率计算及起动转距的校验后，在满足机械负载要求的条件下，使新投入的电动机工作在经济运行范围内。

其次是对轻载电动机采取降压运行方式实现节能。如改变电动机绕组接法，对经常处于轻负荷动行的电动机，应采用三角-星切换装置，将三角形接法的电动机改为星形接法，降低电机运行电压可以达到良好的节电效果。

还可以对电动机无功功率就地补偿。如远离电源的水源泵站电动力、距离供电点200m以上的连续运行电动机、轻载或空载运行时间校长的电动机、YZR或YZ系列电动机、高负载率变压器供电的电动机均应首先采用电动机无功功率就地补偿。

2.2照明系统节能设计

节能照明光源的选用荧光灯主要使用于层高4.5m以下的房间，如办公、商店、教室、图书馆、公共场所等。荧光灯应以直管荧光灯为主，直管荧光灯应选用细管径型（d

还可以采用智能照明控制系统，主要目的是节约能源，智能照明控制系统借助各种不同的“预设置”控制方式和控制元件，对不同时间、不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，根据不同切合、不同的人流量，进行时间段、工作模式的细分，关掉不必要的照明，在需要时自动开启，实现节能。

2.3空调用电的节能设计

民用建筑中空调型式有中央空调系统、分体式空调系统等，夏天空调用电占民用电的很大部分，中央空调系统可采用楼宇自控BA系统进行管理和控制，以达到节能目的；分体式空调采用遥控器控制开或关，空调待机功耗南方地区有2~3W，北方地区有5~8W，例如某单位有300台空调，一天待机为14h，待机功率为5W，一天耗能将达到21度电。对于住宅空调一般是设计一个插座或是带开关的插座，由于空调插座安装高度较高，平时操作很不方便，因而造成仅用遥控器关机，无法切除电源，为解决这一问题，可为空调插座设置一个独立开关进行控制，以便用遥控器关机时，顺手把空调机电源关掉；而对于单位办公大楼等的分体空调，电气设计有时往往与照明共用一个配电箱，这样一来要想关掉空调电源，必然要大楼管理人员到各层配电箱处关掉空调电源回路，工作量很大也很麻烦，因而往往造成空调处于待机状态，甚至连春、秋、冬季也处于待机状态，造成电能的大量浪费，而且还是一个火灾隐患。解决这一问题，空调用电可设置专用配电控制箱进行供电，其远程控制可设置在建筑物的值班室内，以便管理和控制。

3.电气节能技术应用的深化

3.1变压器的节能设计

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。PK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。β2PK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、高低压柜、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。

3.2合理设计供配电系统及线路

根据负荷容量及分布、供电距离和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。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。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。由于线路损耗而R=ρL/S，则线路损耗AP与其电导率P、长度L成正比，与其截面S成反比。为此，应从以下几方面人手：选用电导率P较小的材质做导线。铜心最佳，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心导线。减小导线长度L，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。

3.3增大线缆截面

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M，由于节约能耗而减少的年运行费用为M，则M/m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7mm2，线路长度超过100m时，增加一级线缆截面可达到经济合理的节能效果。

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。

总结

建筑电气的节能设计发展潜力很大。若从现在开始实施国家所要求的节能措施，据有关方面估算，到2020年所节约的能源将是十分可观的，相当于4～5个长江三峡电站的发电量，也就是相当于国家每年可减少电力建设方面的大量投资。因此，建筑电气设计工程技术人员应在满足功能需求的前提下拿出一套符合各种技术指标、行之有效而又切实可行的节能措施。

电气节能技术在工程设计中的应用:试论电气节能技术在工程设计中的应用

摘 要：现在的社会越来越重视能源的节约，电气节能也是值得关注的一大社会问题。在构建节约型社会的今天，电力资源的节约更加显得重要。本文从电气节能技术的本身特点入手，着重阐述了节能技术在工程设计中的应用问题。

关键词：电气节能；线路损耗；照明节能；工程设计；应用

0 引言

随着城镇化进程的不断加快，建设项目集聚增加，呈现出较快的发展势头。但是，节能型建筑的比例并不是很高，存在着较多的资源浪费问题，特别是充分考虑电气节能的问题。建筑的能耗问题在社会能耗中占有非常重的比例，已经达到了四分之一，并有逐步升高的趋势。如果我们不采用合理的措施，按照建设“能源节约型社会“的要求，合理运用电气节能技术进行工程设计，一定会加大能源消耗对电力供应的压力，导致能源危机的提前到来。因此，在工程设计中合理、科学地运用电气节能技术，是一个普遍关注的社会问题，是我们每一个人的社会责任。

下面我们就电气节能技术在工程设计中的应用进行简单的分析和阐述。

1 电气节能的设计原则

电气节能设计是运用技术手段改进建筑物功能达到节能目的的活动，在进行电气节能设计的时候，不能影响建筑物的其他功能，更不能增加建筑物的投资资金。结合目前建筑设计的情况，我们应该遵循以下原则：

1.1满足功能原则

建筑物的节能设计，应该首先考虑到建筑物的功能，满足建筑物的各种功能方面的要求，甚至是建筑物不同部位的不同要求。主要考虑照明、通风、艺术等方面的具体要求。

1.2经济合理原则

节能设计应该考虑经济合理原则，不能因为追求节能而大大增加建筑物本身的投资，要充分考虑节能投资的回收周期，不能盲目地增加投资。

1.3技术先进原则

节能设计应该尽量采取先进的技术，用先进技术带动节能。充分发挥先进技术的作用，在设备的配备、材料的挑选等方面充分考虑其技术含量。

2 合理选择变压器促进节能

变压器的选择非常关键，如果选择合理，可以减低变压器有功功率的损耗，切实提高变压器的运行效率，从而达到节能的效果。变压器的有功功率损耗主要包括变压器的空载损耗、变压器的有载损耗等。他们之间的关系是：变压器有损耗等于空载损耗加上变压器的有载损耗与变压器的负载率的积。

有这个关系，我们知道：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可以减少涡流损耗，有效地达到节能的效果。因为新的节能型变压器与老产品的电压器相比，在变压器的空载损失、短路损失两方面都有较大的降低，新的变压器大多是铜芯绕组的，可以减少变压器的能耗。因此，在对建筑物进行节能设计时，应该尽量选择新的节能型变压器。具体选择变压器的时候，应该考虑到变压器的负载率、变压器的更换年限、新产品的更替周期等，尽量保持变压器在技术方面处于领先地位。

3 合理设计供电、配电设施促进节能

在电气节能设计的时候，合理设计供电和配电系统以及线路系统是非常必要的。主要应该做到以下几点：

根据工程总体的负荷容量、负荷分布情况等因素，选择与之相配套的供电电压，尽量保证同一电压供电系统变配电级数一致，根据工程具体情况，科学、合理地设计配电系统，尽量达到简单可靠的要求。

从经济实惠角度考虑，选择能够满足综合运行费用最小要求的导线截面。通过采取一些措施，减小线路损耗。比如尽量选择铜芯线、铝芯电线，合理设置变电所，尽量减小导线长度，根据季节变换合理调节线路负荷等。

提高供配电系统的功率因素，减少输电损耗，达到节能目的。具体可以采取以下措施：

减小供用电设备本身的损耗，提高自然功率。合理选择变流装置，根据实际情况进行科学设计，直流设备的供电应采用硅整流，直流供电设备的励磁应该采取晶闸管整流装置。也可以在条件成熟的情况下实现异步电机的同步化运作。

可以在设计的时候运用静电电容器，根据具体需要对供配电系统进行无功补偿。可以视具体情况，采用固定补偿或自动补偿，也可以依据实际，选用单独补偿、成组补偿或者在变电所内进行集中补偿。

4 合理设计照明系统促进节能

表面上看，照明用电没有动力用电对整个用电的条件要求高，单体损耗也很少，一般都是小功率的电灯泡。但是，这方面的用电是生活中最广泛，占用电总量比重较大的一部分，因此合理的设计照明用电系统，在节能方面也非常重要，有很大的潜能和空间。具体说来，应该采取以下措施：

4.1按照具体场所在照明条件方面的要求，尽量选用电耗小的高效光源。基本的做法是：

室内的照明光源，根据不同的空间环境要求尽量用LED灯、节能型荧光灯、钠灯，一般不用白炽灯，在非常情况才选用白炽灯。比如在电梯厅、走廊、地下停车场等公共地方可选用LED灯，室内其他地方可由节能型荧光灯与LED灯搭配起来使用。对于室外大空间环境的光源选择上也可选用大功率LED路灯。

4.2根据工程的具体情况，合理设计照明方案，科学管理照明系统。

工程的空间布局和具体的用途不同，对用光的要求也就不同，我们在进行电气节能设计时，要尽量考虑到光通利用系数，一般情况下，最好对照明系统进行分区布局。在有集中空调且照明容量大的场所，采用照明灯具与空调回风口结合的形式。在需要有高照度或有改善光色要求的场所，采用两种以上光源组成的混光照明。室内表面的涂料或者壁纸，应该尽量采用高反射率的浅色饰面材料，以更加有效地利用光能。在对照明电路进行管理的时候，我们可以优先考虑声控和光控开关。这样可以在一时需要，可以随时熄灭的情况下，采用声控开关，在路灯、广场等照明系统中，可以尽量采取光控。可以根据自然光的变化，随时调整关、开灯时间，从而减少电能的浪费。如果在面积较大的地方，可以根据人们活动的需要，对照明电路进行分区管理，需要了就开，不需要了就关掉一部分，减少不必要的浪费。

5 合理选择电动机和节能电器促进节能

5.1电机的合理选择

根据情况优先选择高效电机。电动机的效率和功率是其主要性能指标，如果我们能够选用效率较高、功率较高的电动机，在日常的生产生活当中可以有效地减少对电力资源的损耗。如果我们对普通电动机和高效电动机进行比较，就会发现，在同等条件下，高效电动机能够更好地体现节约用电，因此，我们在进行工程设计或者在对某个工程进行技术改造时，应该首选高效电动机。当然，选择高效电动机，也要考虑到负载率、每年连续运行时间、单机容量等因素。

尽量选用有交流变频调速、软起动器装置的电动机。如果电动机有变频调速装置，可以根据负载的变化，自动调节速度，提高电机效率，达到我们在节能方面的要求。如果更经济实惠的选择，就是选用带软启动器的电机。也可以达到根据具体的电路信息反馈变化转速的目的。

5.2电器的合理选择

在低压电器的选择方面，我们可以尽量采用节能型低压电器。这些电器的设计更加人性化、更合理。他们的性能也更加稳定。可以选用更加先进的熔断器、热继电器，特别是应该在设计时，尽量选用有节能装置的电器。

6 结语：

工程设计是一项重要的技术性工作，如果在设计时，能够充分考虑到电气节能问题，就可以有效地减小能耗，达到节能的目的。为构建节约型社会做出积极的贡献。因此，我们应该大力提倡电气节能技术在工程设计中的应用。

电气节能技术在工程设计中的应用:浅析建筑工程设计中电气节能技术研究

摘要：建筑电气节能的实现能够在很大程度上降低建筑行业对能源的消耗，提高建筑行业对能源的使用效率，同时还可以在很大程度上缓解我国能源紧张的局面，对于实现我国国民经济可持续高速发展具有十分重要的作用。

关键词：建筑工程设计；电气节能技术；变压器；控制

一、电气节能技术在建筑工程设计中的应用原则

1.1原则一功能性。当电气设计之前，我们一定要先考虑通风、照明及供电等建筑物的使用功能能否满足建筑物的使用。

1.2原则二经济性。经济型，建筑工程在进行电气节能技术的设计时必须要遵守的原则之一。在建筑工程电气设计时，我们首先要考虑电气节能技术追加投资的回收期，不能因为电气节能技术的设计导致工程施工的投资增大。

1.3原则三先进性。电气设计时设计人员要尽量的选择比较技术成熟的设备以及材料，这些设备及材料首先要考虑其节能方面。同时要考虑到长远的使用，有一定前瞻性。在经济性原则的基础上尽可能选择比较先进的技术，这就是电气节能技术先进性标准。

1.4合理性。节能设计不能够抛开建筑本身所具有的功能进行。要满足不同部位的照明、温度等要求，并且还要尽可能地保证建筑物中空调所需风量。此外，建筑物中可能会需要进行一些特殊的工艺设计，所以要留出这部分空间。

二、选择节能的变压器

变压器的选择也要选择制造工艺先进的变压器。调零自耦变压器是一种节能变压器，它可以进行不断电的调整输出电压。它的绝缘耐热等级为F级，工作情况为交流电 50HZ以及工作电压在 500V以下。该变压器的铁心为冷轧取向优质硅钢片，其线圈结构有圆筒、形筒式以及椭圆筒等形式。具有性能好、体积小并且安全可靠。可以增加变压器的导磁，大幅度增加变压器的空载和短路损失的有功损耗，从而实现节能的目的。当下我们的新型变压器多数都是铜芯绕组，这样就能在一定程度上降低变压器能耗。

三、提高建筑电气系统的功率因数

输电线路在长期运行中会不可避免地产生无功消耗，因此在建筑电气节能设计过程中，对于那些容量超过10kw的设备，必须在电动机端设置就地补偿装置，以提高供配电系统的功率因数；还可采用静电电容器进行无功补偿，根据系统功率因数与理想值的偏差范围，计算并配置合适的补偿电容容量，从而更好地保证系统实现节能运行。另外，还要在最大程度上避免使用非线性负载设备以及三相不平衡方式带负载运行，以提高系统的自然功率因数，从而在一定程度减少线路和变压器的电压损失，减少运行变压器的铜芯损耗，同时降低线路的运行电流，进而减少电能损耗。

四、合理选择供电和配电设施

4.1合理设计供配电系统。在设计配电系统时，要充分的考虑用电负荷的分布、容量以及电气设备具体情况，还有供电的距离等等方面，从各个方面入手达到电力节能的目的。

4.2减少线路损耗。在建筑工程的供配电系统干线和支线的线路有功损耗非常巨大。要从这些方面考虑进而减少线路的损耗：（1）导线的材质要尽量选取铜芯，铜芯的电导率比较小，经济性也可以，但是在具体的使用中必须要遵循节约原则。对于电负荷比较大的一类以及二类工程中适宜选择铜芯导线，对于电负荷小一些的工程中比较适宜选择铝芯导线。保证安全的前提下，减少了线路的损耗，实现了电力节能。（2）导线的长度必须根据实际需要和节能要求做出相应调整，尽量减少。在具体的设计中，高层建筑的低压配电室应该为每个竖井提供量身定做的干线，防止产生支线沿着干线倒送电能的恶劣现象，减少可能产生倒送电能的支线；同时变配电所在规划设计位置时应该尽量的靠近电力负荷中心，这样能够缩短供电线路的距离，减少线路损耗；线路布设时采用直线布设，也能够缩短导线长度减少线路损耗，同时，低压线路要尽量减少回头线，从而降低线路来回的电能损耗。（3）加大输送电缆的横截面积。设计中设计人员可以考虑：通过满足动态稳定、线路载流、继电保护以及电压损失，根据将来建筑物实际的情况增大一级电缆横截面积；设计人员还要能够考虑到季节变化的用电量变化，春秋两季因为使用空调较少，用电压力也比较小，同样横截面积的干线传输相对较小的负荷电流，能够进一步降低线路损耗。

五、选择节能的输电控制系统

5.1合理用电以及降低供电设备的无功消耗，提高输电控制系统的功率因数。在设计中考虑采用硅或晶闸管整流装置，选择适当的变流装置。在进行设计工作时，那些在核定时间内空载率大于50％的电动机，要及时安装空载断电装置，这样在将来使用时就能够停止一部分发动机机组的运转，这样即不影响正常的输电工作，又能够合理的发挥输电控制系统的作用；采用空载自停控制装置有效控制大中型连续运转的胶带运输系统；自动调节电动流量是一种非常有效的控制方式，以三相异步电动机为例，对于大型非连续运转的泵类笼型异步电动机来说，异步电动机比同功率、同转速、同损耗的直流电动机重量轻、成本低，经济性非常高。异步电动机还容易按不同环境条件的要求，派生出各种符合实际情况的系列产品。

5.2采用静电模式电容器进行无功补偿。我国要求用电供电电网的高峰负荷其功率因数不应低于 0.9，所以要有效的采用静电模式电容器补偿的办法，这要就能达到规定的功率因数。在以往的用电当中，每年一千乏补偿电容可以最少节约电能 1500kWh，最多时可达 2000kWh。能够充分地补偿输送过程中的电力损耗，所以说这项技术是十分成熟的。我们可以采用单独补偿的方法来处理那些无功容量比较大的用电设备。

六、合理设计节能照明系统

6.1在设计中我们要选择消耗电能少的钠灯以及荧光灯来应对不同场所所需要的照明条件，设计中一般不选择白炽灯。同时，必须要根据相关对一些规定安装电容器；室外环境一般对照明条件要求比较高，我们可以选用高效光能气体放电灯作为室外的路灯，并安装能耗较低的镇流器；灯具的选择，我们要尽量的选择高效灯具。高效灯具性能比较稳定，同时，对光线的控制以及直射光通比例等各个方面都较为合理。

6.2采用科学管理照明系统，尽量选用合理的照明设计方案。如果建筑场所照明容量比较大，并且有集中空调，我们就要将照明灯具以及空调回风口结合在一起进行设计。如果对照度要求比较高或者是要求改善光色，就要考虑采用混光照明。同时采用浅色饰面材料、反射率较高的室内表面的涂料和壁纸，这样也能够把光能充分的利用起来。在管理照明电路时，优先考虑光控以及声控开关的使用。对于广场或者路灯等照明先考虑光控和声控开关。对于广场或者路灯等照明的前提下，则可以采用声控开关，达到节能的目的。

七、合理选择节能电动机和熔断器

7.1 选择合适的节能电机以及熔断器。a.电动机要尽量选择高功率以及高效率的电动机，这样在日常的运行中，就能够降低电能的损耗。具体在电气设计工作中我们要优先选择高效电动机。在选择高效电动机的时候，要考虑到电机负载率、年持续运行时间以及单机容量等等。b.选择具有交流变频调速的电动机。变频调速装置能够在电动机的负载下降时自动的调节电动机转速，这样就能够适应电动机负载变化。c.软起动器的选择。软起动器必须具备好的散热条件以及通风措施，它能够连续的调节电压，同时，也可以通过利用反馈信息控制电机，通过改变负载的变化来及时调整电机转速的变化。

7.2熔断器的选择。节能电器的正常运行要选择稳定的熔断器，容量大的照明干线等，要侧重于短路保护以及分断的能力。选择合适的熔断器对线路的正常工作有很大的影响。

八、结束语

建筑工程的设计中，电气节能技术的应用可以在能源高效利用的同时，节省大量的电力能源，这样对国家的可持续发展，节能能源等等方面做出巨大的贡献。

电气节能技术在工程设计中的应用:电气节能技术在工程设计中的应用

摘 要：本文着眼于电气节能设计应遵循的原则，重点从变压器的选择、供配电系统及线路设计、照明节能、电动机节能等多个方面和角度，论述了建筑电气节能的技术措施及其在工程设计中的合理应用。

关键词： 电气节能变压器损耗线路损耗照明节能变频调速软起动器

我国正处于城镇化建设的快速发展时期，在我们这样一个资源相对匮乏、正在发展中的人口大国，能源的消耗正急剧增加，能源危机迫在眉睫，作为能耗大户的建筑能耗已成为危及社会可持续发展的一个重大问题。作为二次能源的电能，如何降低损耗、高效利用，如何将节能技术合理应用到工程项目当中，也就成为建筑电气设计的焦点

电气节能设计应遵循的原则

电气节能设计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。因此，笔者认为，电气节能设计应遵循以下原则：

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、色温、显色指数的不同要求；满足舒适性空调所需要的温度及新风量；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。

考虑实际经济效益

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。

2.3 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。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。

总之，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。

变压器的选择

选用高效低耗变压器，型号为SC（B）10型干式变压器（高效节能，防潮、防尘、安全、环保型）。合理计算选择变压器的台数和容量，力求使变压器的实际负荷接近设计的最佳负荷，提高变压器的技术经济效益，减少变压器损耗。

合理设计供配电系统及线路

4.1 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。

4.2 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。

4.3 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Ｐ∝R，而R=p.L/S，则线路损耗Ｐ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：

4.3.1 选用电导率p较小的铜芯材质做导线

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

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“支线沿着干线倒送电能”的现象，尽可能减少回头输送电能的支线；

c. 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。

4.3.3 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M，由于节约能耗而减少的年运行费用为m，则M/m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70mm2，线路长度超过100m时，增加一级线缆截面可达到经济合理的节能效果。

b. 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。

动力系统节能设计

在建筑物中动力系统是重要的系统不论是家用电器还是建筑通风等均会用到动力设备。据统计我国电机负荷约占总发电量的60%-70%耗电量大、应用广、使用频繁是动力设备电耗的主要特点减少动力系统电能损耗有着极大的潜力。要减少动力系统能耗最主要的方法是提高电机效率和功率。如采用高效率电机、根据负荷需求选择合理的电机、轻载电机降压运行、电机荷载自动补偿、采用调速电机等。

照明部分的节能

照明系统是建筑重要电能消耗之一其节能设计应当在保证视觉要求和照明质量的前提下进行可采用减少照明光能损失提高光能利用的方法。如选择高光效光源、选用高性能电气附件、选用合理照明方式、优化照明控制方式等。不同的场所对照明度、视觉性、功率、密度都有不同的要求在电气节能设计时需要满足照明质量要求如一般场所采用高效发光荧光灯大型车间、体育场等采用高压钠灯。照明控制也应当采用节能型开关如分区控制灯光、增加开关点、采用可调光开关、采用节电开关、光控开关、声控开关等

电动机的节能

7.1 选用高效率电动机

提高电动机的效率和功率因素，是减少电动机的电能损耗的主要途径。与普通电动机相比，高效电动机的效率要高3％～6％，平均功率因数高7～9％，总损耗减少20％～30％，因而具有较好的节电效果。所以在设计和技术改造中，应选用Y、YZ、YZR等新系列高效率电动机，以节省电能。

另一方面要看到，高效电机价格比普通电机要高20％～30％，故采用时要考虑资金回收期，即能在短期内靠节电费用收回多付的设备费用。一般符合下列条件时可选用高效电机： （1）负载率在0.6以上； （2）每年连续运行时间在3000h以上； （3）电机运行时无频繁启、制动(最好是轻载启动，如风机、水泵类负载)； （4）单机容量较大。 7.2 选用交流变频调速装置 推广交流电机调速节电技术，是当前我国节约电能的措施之一。采用变频调速装置，使电机在负载下降时，自动调节转速，从而与负载的变化相适应，即提高了电机在轻载时的效率，达到节能的目的。 目前，用普通晶闸管、GTR、GTO、IGBT等电力电子器件组成的静止变频器对异步电动机进行调速已广泛应用。在设计中，根据变频的种类和需调速的电机设备，选用适合的变频调速装置。 7.3 选用软起动器设备 比变频器价格便宜的另一种节能措施是采用软起动器。软起动器设备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。软起动器也可采用测速反馈、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，以达到转速随负载的变化而变化。

软起动器通常用在电机容量较大、又需要频繁起动的水泵设备中，以及附近用电设备对电压的稳定要求较高的场合。因为它从起动到运行，其电流变化不超过三倍，可保证电网电压的波动在所要求的范围内。但由于它是采用可控硅调压，正弦波未导通部分的电能全部消耗在可控硅上，不会返回电网。因此，它要求散热条件较好、通风措施完善。

结 语

综上所述，建筑电气的节能潜力很大，应在设计中精心考虑各种可行的技术措施。同时，在选用节能的新设备时，应具体了解其原理、性能、效果，从技术、经济上进行比较后，再合理选定节能设备，以真正达到有效节能的目的。