摘要：随着我国国民经济水平的不断提高，建筑业也在持续稳定地向前发展。现代化建筑对电气节能设计的要求也越来越高。更多的考虑是以人为本，开发舒适度高、建筑质量高、节能环保的建筑。而合理节约能源和提高能源利用率将是我国经济能否持续发展的重要因素。
关键词：建筑电气；电能；节能；改造
1我国建筑电气节能的发展
建筑电气是以建筑技术和电气技术为基础，包括强电和弱电两部分，其中，强电系统涉及的内容主要包括：变配电系统（高低压配电系统、变压器、应急电源系统等）、动力系统、照明系统、防雷接地系统等。
我国的建筑节能工作起步较晚，不过令人欣慰的是，我国建筑行业的能源浪费问题已经得到了社会的普遍关注，并且引起了相关部门及行业的高度重视。中国通过强行实施许多设计标准，例如《建筑节能施工质量验收规范》、《绿色建筑评价标准》、《普通照明用双端荧光灯能效限定值及能效等级》、《普通照明用自镇流荧光灯能效限定值及能效等级》、《三相配电变压器能效限定值及节能评价值》等，实现建筑电气节能。
随着改革开放的不断深入以及与国际社会的接轨，使我们进一步看到了自己的差距，也逐步学习并使用国外较先进的设计理念和技术。例如高压开关柜中最早采用的油断路器，体积大而且不防火，现在采用的真空断路器和SF6断路器。电力设备的控制，从过去的继电控制逐渐发展为自动控制和智能控制，变频技术也在电动机里得到了广泛的应用。
2建筑电气节能的改造
2.1供配电系统的节能
供配电系统是建筑电气的重中之重，关系着终端用电负荷能否安全、可靠的经济运行。供配电系统中电压等级的确定以及负荷量的统计，提高功率因数、谐波治理都是提高供电质量、节约能源的途径。
2.1.1配电系统电压等级的确定
配电系统电压等级的确定应根据总用电量决定，选用较高的配电电压深入负荷中心。用电设备的设备容量在100KW及以下或变压器容量在50KV.A及以下者，可采用380/220V供电；特殊情况也可采用10KV供电；对于大容量用电设备（如制冷机组）宜采用10KV供电。对于单台大容量用电设备的供电电压选择，应根据当地的供电条件及大容量电机起动时对变压器的影响来决定，一般以350KV作为高、低压供电的分界点，对低压供电的照明负荷，线路电流小于或等于40A时，宜采用220V单相供电，线路电流大于40A时，宜采用380/220V三相供电。
2.1.2统计负荷量
在实际建筑工程中电气设备铭牌数据不能参与系统设计。为了完成系统设计必须根据实际建筑功能间中电气设备的布置情况统计负荷量，正确的负荷计算是供配电系统安全可靠、经济合理运行的重要保证。民用建筑中常用的电力负荷计算方法：（1）需用系数法；（2）二项式系数法；（3）利用系数法；（4）单位面积功率法、单位指标法。
2.1.3提高功率因数
功率因数是供配电系统的一项重要技术经济指标，功率因数小会引起对应较大的电网线输送损耗。提高功率因率因数可分为提高自然功率因数和采用人工补偿两种方法。目前，在配电线路上安装电容器进行无功补偿，投资小、见效快，特别适用于农村配电线路长，负荷点多的供电善。配电网的无功补偿应该坚持全面规划、合理布局、分散补偿、就地平衡的原则。集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主；高压补偿与低压补偿相结合，以低压为主；调压与降损相结合，以降损为主。
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2.1.4谐波治理
随着工业生产水平和人民的生活水平的提高，非线性用电设备在电网中大量投运，造成了电网的谐波分量占的比重越来越大。谐波产生的根本原因是由于大容量整流或换流设备以及其它非线性负荷，导致电流波形畸变造成的。谐波对于大功率的用户危害很大，不仅缩短了设备的使用寿命，还对电能造成了浪费。
谐波大量存在于气体放电光源、电子镇流器、感应电动机、变压器、开关电源以及UPS等建筑电气设备中，总体以三次谐波为主。
动力设备经常使用变频器，其谐波含量较高，三相UPS主要是5次、7次谐波，且负荷率越高，THD1（电流畸变率）越低。大量的谐波会对各种电气设备造成损坏，例如，谐波电流会增加变压器铜损和漏磁损耗；对于旋转电机也会造成额外的铁损和铜损，进而影响旋转电机的机械效率和稳定转矩；谐波电压会造成电力电容器发生并联谐振；节能灯虽然功率小，但是适用面广，使用数量大，但它是非线性负荷，会使中性线电流增大，使该供电区域电网供电质量下降，用电设备发热增加，使节能灯的损坏率大大提高。
谐波的治理主要采用无源滤波装置和有源滤波器。
（1）元源滤波装置。这种滤波装置简单，成本低，但不能滤除所有谐波，但是只要满足国家对谐波的限制标准和电力部门对无功的要求即可，所以在市场上采用这种方法的较多。
（2）有源电力滤波器
有源滤波器可装设在低压配电系统无功补偿柜之后，电流互感器应装设在负荷侧。也可以就近局部补偿，主要用于补偿较大谐波负荷，此时电流互感器应装设在负荷的供电回路上。
（3）采用有源滤波器+无源非调谐式滤波补偿装置的混合滤波补偿
在医院这种谐波量较大的场合，采用有源滤波器+无源非调谐式滤波补偿装置的混合滤波补偿的方案，即实现了安全补偿，又彻底滤除了谐波，并可以节约成本，所以是最佳方案。
2.2变压器的节能
变压器是从输电到配电，电力系统不可缺少的电气设备，因其数量多，容量大，所以在广义电力系统中，变压器总的电能损耗约占发电量的10%左右。对全国来说，这意味着全年变压器总的电能损耗为1000多亿kwh，这相当于一个较大的电力系统的发电量，变压器损耗约占电力系统线损的50%左右，在农电系统中变压器损耗约占农电网损耗的60%-70%。
电力变压器的电能节约，一方面从选用节能低损耗的新型变压器和合理选择电力变压器来考虑；另一方面从实行电力变压器和经济运行和避免变压器的轻负荷运行着手。
目前，国家推广的低损耗节能S9等系列节能变压器，但从我国国情出发，由于财力物力的限制，要全部淘汰高耗能变压器是不现实的。所以，我们可以对目前企业等大量使用的SJ1/SL1等系列高能耗变压器进行节能技术改造，同样可以降低变压器损耗，提高变压器效率。
变压器的节能改造，可以分为降容、保容和增容三种形式。变压器的降容改造是目前采用的主要方法。改造原理是通过增加线圈匝数，减少铁芯磁通密度，减少变压器的单位损耗来实现。变压器的保容改造一般有四种方式：同时换铁心、线圈改造法；铝线换铜线改造法；换铁心改造法；更心体改制法。
3结论
（1）在民用建筑电气节能设计时，首先应该要满足建筑物的功能与用电要求，不能因为节能而减少或降低建筑物功能。（2）节能也要考虑实际的经济效益，不能因为强调节能而加大投资，增加运行费用。而且增加的投资也应该能都通过节能运行收回成本。（3）在建筑电气节能设计时，应尽量减少那些与实现建筑功能无关的能量消耗。
参考文献
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论文作者:周广程,章皓喨
论文发表刊物:《基层建设》2016年24期8月下
论文发表时间:2016/12/6
标签：谐波论文; 变压器论文; 节能论文; 负荷论文; 系统论文; 建筑电气论文; 功率因数论文; 《基层建设》2016年24期8月下论文;