摘要：在这个科学技术飞速发展的今天，人民生活水平不断提高，住宅小区相应不断涌现，建筑电气专业在其中起到不可替代的作用。由此，工程建设过程中须更加考虑节能方面的设计工作。从变压器的选择、配电系统以及照明系统等方面设计进行节能措施分析，并对其实现途径进行探讨，供同行参考。
关键词：住宅小区；建筑电气；设计；节能
住宅是与人类关系最为密切的环境之一，近年来，随着人民生活水平不断提高，为了创造一个更加安全舒适的生活环境，电气系统的设计就显得日益重要。在建筑设计中，涉及能源问题，为提高能源利用率，须保证设计的各个方面对能源问题进行有效的考虑，制定相应的解决措施。在建筑工程的电气设计工作中，住宅小区的用电量相对较高，如何降低使用过程中的损耗，提高能源利用率，须在保证安全可靠、经济实用的基础上引入高科技技术，使人们的生活更美好。
1、降低变压器损耗
变压器在电能的输送、分配和使用整个环节中具有重要的作用。变压器的使用寿命，效率是保证电能使用的重要环节，而且电能在变压器的消耗也比较多，因此降低变压器的损耗能够有效的达到节能目的。
源消耗问题。
1.1正确选择变压器容量、台数及其负荷率
变压器的损耗主要包括两种类型的损耗，一种空载损耗（铁损），另一种是负载损耗（铜损）。电力变压器常年接于线路，一般不是满载运行，铁耗（不变损耗）总存在，铜耗却随着负荷（季节、时间）发生变化。因此，在变压器设计中，铁耗一般为铜耗的1/4~1/3，所以变压器的最大运行效率一般产生在负荷率为0.5~0.6之间，此时的负荷率称为变压器的最佳负荷率。同时在实际生活中，在住宅小区内用电负荷也是变化的，在傍晚至午夜为用电的峰值区，午夜至次日傍晚为用电谷区；工作日的整体用电量低于节假日；季节性的因素也会影响用电量的高低，负荷率的总体情况是轻载时间相对重载时间要长。当采用最佳负荷率进行荷载配置时，大部分时间变压器都会处于低载甚至极低载的情况，不利于节能方面的要求。为了保证变压器的整体运行效率，住宅小区内的变压器设计负荷率应当适当高于最佳负荷率，一般选择80%~85%范围内节能效果最好。
住宅小区变压器容量的选择一般遵循“小容量，多布点，深入负荷中心”的原则，变压器容量一般不超过800kVA。考虑到住宅建筑的变压器供电可靠、季节性负荷率变化大、维修方便等因素，一般考虑采用两台变压器同时工作的方案，当其中一台故障或检修时，另一台可提供所有一级负荷及部分二级负荷的用电。另外部分季节性负荷变化比较大的地区，为了保证对不同季节的适应性，可以采用两台相邻的变压器采用低压联络的方式，在夏冬季节同时运行，春秋季节报停其中一台设备，有一台设备来保证运行，使得负荷率能够比较接近最佳位置，对变压器的损耗量进行有效控制。
另外，技术的不断进步，变压器制造水平的不断提高，在选择变压器时，要采用高效、节能、环保的低耗的11型及以上非晶合金干式变压器。
1.2合理进行负荷计算
随着经济发展速度的不断提升，住宅小区内人们使用的电气负荷容量也相比之前有了很大提升，目前我国大部分地区采用2~4kW 的标准，而实际容量已经远远超过该值，采用4~10kW，甚至 12~15kW 的标准。通过对实际使用量的调查发现，其实目前的使用量还没有达到这一数值，而设计时没有结合工程情况乘以合理的需要系数，造成选用的变压器容量较大，因此造成了很大的浪费，对经济效果及能源问题造成不利影响。
相比上世纪80、90年代，当时的家庭使用量以及每栋楼住户的数量都比较少，在选择需要系数时设计的比较高。目前我国不仅户均建筑面积有了很大的提高，家用电器的用电量也大幅度的增加。家庭结构逐渐缩小，住宅户型增加明显。不同年龄段住户自身的作息时间具有很大的差异，入住率及当地实际情况，导致用电高峰会出现一定的错开现象，因此需要系数相比之前趋于降低。
根据数据资料的统计，一般情况采用单台变压器的容量设计为 400~800kVA最佳，供电面积控制在1.0万~2.0万m2，在进行相应的变压器计算时，综合需要系数选择取值应当根据实际住宅小区的实际情况进行确定，主要参考因素为面积和住户数量两项参考因素。在选择过程中不能只是简单的将某一范围内的值进行选择，必须严格统计之后，分析结果确定安装容量，避免能源浪费的现象，降低成本投入，同时对于运行费用（经济效益）也产生一定的积极作用。
另外，在设计计算过程中，住宅一般均采用单相配电的方式，应尽量使各单相负荷尽量均衡的分配在三相上。
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2、配电线路耗损
2.1重视配电分区的划分
降低线路损耗的一项重要措施就是保证供电区域的划分合理，达到电气节能的目的。当供电分区划分过大时，线损增加，不利于节能，而且对于电源质量有下降；而当供电分区划分过小，又会影响经济效益。故在确定供电分区的范围时的主要参考依据为：一，每个供电分区（按一个配电房，2台变压器）的建筑面积范围控制在 2.5~4.5万m2；低压供电半径应处于100~200m之间；二，变电所内变压器容量尽量控制在800kVA以内，不宜大于1250kVA，并且为今后的容量增加预留部分空间。
2.2变电所尽量采用小容量、多布点的方式
变电所设置一般要深入负荷中心，从而有效地降低线路上的损耗，对供电质量也有重要的提升作用。选择小容量变压器，电能损失小、配电灵活、配电房占用建筑面积小。多布点可以缩短供电半径，减少金属损耗，降低电能损耗，达到节能效果。缺点是配电房数量多，占用建筑面积比较大，而且影响经济效益。故应综合两方面因素考虑变电所的设置，达到节能与经济的双赢。
2.3无功功率补偿
在交流供电系统中功率因素下降时，将会带来以下不利影响：（1）增加变配电设备的容量；（2）增加供配电系统的损耗；（3）增加电压损失；（4）降低发电机的效率；（5）影响有功功率的输送等等。因此在建筑电气设计时必须采取相应的处理方法控制无功功率，以提高电能产生和传输系统设备的利用率，确保低压电能用户的功率因素达到0.85以上，高压电能用户的功率因素达到0.9以上。目前住宅小区一般采用在配电房低压侧集中补偿，方法是利用静电电容器来补偿。
3、采用绿色照明系统，节能降耗
绿色照明是指采用高效节能的光源和灯具来代替传统的照明器具，重视该内容对于住宅小区内的节能控制具有重要作用。
3.1电光源的选择
在住宅小区的室外照明系统中选择高效节能的荧光灯、金卤灯、LED 等光源，避免使用白炽灯和钨灯等耗能较高的光源；在室内照明选择新型的节能光源，放弃使用白炽灯。
生产厂家在开发新型节能照明灯具时，应当重视产品必须具有良好的通用性特征，这些对于传统住宅内的用户具有一定的便利条件，避免出现因为要更换节能灯具时由于安装型号不正确而被迫放弃使用的情况发生。
3.2使用节能附件
镇流器作为最常用的节能灯附件，其本身也会消耗一定的电能。传统的电感镇流器耗电量较大，是所用灯具的五分之一以上，功率因数为0.4~0.5之间，导致无功功耗和线路损耗都比较大。而新型的电子镇流器能够有效的降低自身功
耗，同时对于功率因数也进行很大的改善，提高至0.9以上，保证线路损耗能够有效降低，从而使得供电质量获得良好的效果，实现绿色照明的目的。故设计时宜采用电子镇流器或节能型电感镇流器。
3.3灯具的选择
在实行绿色照明时应当采用高效的照明灯具，保证有效光通量和光源总光通量之比能够达到良好的水平。灯具反射面的反射比尽量提高，提高灯具的反射比是保证灯具效率的重要途径。质量优良的灯具，不仅能够将美观度控制好，同时也保证灯具配光性和效率更合理。
3.4照明控制
照明控制方式的不同也会造成能耗不同，故应采用合理的控制方式，达到节能和使用的双重效益。首先，对于室外照明系统应当采用三相供电技术，隔盏换相，这样的目的是保证管理人员能够根据不同的情况采用不同亮度的照明系统，从而达到节能的目的。室内照明尽量根据使用情况分组控制，尽量根据自然光的强弱，有针对性的对每区域灯具进行控制，实现节能作用。其次，对于公共设施内的灯具应当采用声控或光控的模式降低能源的消耗，在高档小区可以设置自动调光系统，使其能够根据光线的强度自动进行室外场所的光线调节，节约用电。
4、结束语
综上所述，能源问题是我国面临的重要问题，能源是保证我们正常生产和生活的重要保证，因此必须重视对于能源的保护工作，防止出现能源浪费的现象。在建筑电气设计过程中，加强管理，确保节能措施能够有效的做到位，保证整体的社会效益。
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论文作者:叶顺文
论文发表刊物:《基层建设》2015年第35期
论文发表时间:2016/12/1
标签：变压器论文; 节能论文; 负荷论文; 住宅小区论文; 容量论文; 电能论文; 灯具论文; 《基层建设》2015年第35期论文;