摘要：本文先简述了低压电气系统节能技术发展历史。接着分析了低压电气系统节能技术现状，最后介绍了低压电气系统节能技术发展趋势，以供参考。
关键词：低压电气系统，节能技术，发展及趋势
1前言
节能减排是我国的一项基本国策，近年来国家和住建部分别制定了一系列的规范标准，对建筑节能提出具体指标要求，因此，研究低压电气系统节能技术的发展及趋势具有重要的意义。
2 低压电气系统节能技术发展历史
从20 世纪70 年代开始，面对突如其来的能源危机，建筑电气节能技术在各国逐渐引起重视。1974年，第一部建筑电气节能相关技术标准( 采暖空调等方面) 由法国率先制定和颁布，这一标准一度被欧洲各国所采用。1979 年，美国能源信息机构(EIA) 成立，主要负责统计美国建筑物电气能源消耗和支出数据，并每5 年进行一次全面修订。1979 年，日本颁布了楼宇住宅建筑保温隔热基本标准，并对所用的各种保温材料参数规定了最小限度标准。目前，发达国家已逐步建立起完善的节能技术机构，并制定了较为成熟的低压电气节能标准和规范。
我国建筑电气节能技术起步较发达国家晚，于1986 年颁布了《民用建筑节能设计标准( 采暖居住建筑部分)》，节能率要求达到30%，是我国第一部建
筑节能法规。之后又颁布了《全国民用建筑工程设计技术措施- 建筑节能专篇》，其中电气专业协调各个专业起到了关键作用。2007 年，中国建筑电气节能专
业委员会在清华大学建筑节能中心成立，标志着我国建筑低压电气节能技术迈出了实质性的一步。目前，我国工业化和城乡建筑发展迅猛，其建筑规模与速度前所未有，建筑能耗总量呈直线上升趋势，而低压电气能耗占能耗总量的30% 左右，因此设计人员有必要采取相应措施达到低压电气节能的目的。
3低压电气系统节能技术现状
3.1 变配电室节能
在实际项目设计中，变配电所的选取应尽可能处在负荷中心，来减少电能在线路上的损耗，电源供电半径应在250m 以内。在高层建筑中，配电室应尽量靠近电井，对于比较大的建筑主体，应设置两个甚至更多电井。对于低压配电级数不宜超过3 级。
3.2 变压器节能
变压器是供配电系统的核心设备，据统计，其损耗可达到整个电气损耗的10% 左右。损耗来源主要包括有功损耗和无功损耗。有功损耗主要是铁耗Pfe和铜耗 。
其中：Kn ，Ke 为磁滞系数，取决于变压器铁心材料；f 为电源频率，Bm 为最大磁通密度，Kf 为波形系数，t 为硅钢片厚度；
Pcu = I 2R
其中：I 为变压器线圈电流，R 为变压器线圈电阻。
因此，我们选择变压器时应尽量选择新型材料的节能型变压器，现在推广的 S10、S11 等高效系列，铁损比普通变压器降低15%，而非晶合金变压器铁损比S10、S11 系列降低1/3 ；提高变压器二次侧功率因数，从而减少负荷电流，减小变压器铜损。另外，变压器能量转换效率与变压器负载率之间不是完全成正比例关系，其高效能量转换效率是在变压器处于50%~60% 的负载下获得，所以在确定变压器容量时，应该从技术性、节能性、高效性等方面，合理进行变压器选型设计，以防出现容量选择过大或者过小的现象，因为这样不仅达不到变压器的运行要求，而且还增加了自身损耗，造成资源浪费。.png)
3.3 供配电缆节能
由于传输导线上存在电阻，所以电能在传输过程中会不可避免地产生有功功率损耗。降低线路损耗的途径主要有：选用电阻率较小的材质电缆，如新型耐热铝合金线缆；增大导线截面；铺设供电线路时尽量走直线，使线路最短，避免迂回供电。如表1 所示，对电网进行升级改造，将原有线路升压，能大幅
降低可变损耗。
3.4 动力节能
在现代建筑中，电动机不可或缺，其损耗主要包括有功功率损耗和无功功率损耗，因此，提高其功率因数及工作效率是目前应对电动机节能的主要措施。
电动机无功功率主要是在系统中建立旋转磁场，异步电动机由于其工作原理，其转速始终小于同步转速，因此无功损耗较大；而同步电机转速基本接近同步转速，无功损耗较小。因此，选择电动机时，可以尽量选用功率因数较高的同步电机，以节省电能损耗。
磁性材料采用高品质、低损耗的高效异步电机(Y、YZ、YZR 等系列)，相对于普通异步电机，其功率因数可提高8% 左右，总损耗减少20%~30%，因此，在使用异步电动机时，尽量选择高效电机。目前，在工控领域，变频器使用广泛，它采用V/F 控制策略，调节电机电源频率从而间接改变异步电机转速。变频器内部包含存储器，可以存储简单程序，按照设定好的程序，变频器会每隔一段时间自动检测电机负载变化，而后根据负载变化情况调用存储器内部程序，从而调节电机转速，提高异步电机在空载时的效率，节约了电能，因此在设计时尽可能采用交流变频调速技术。
此外，我们还可以通过无功补偿来提高电机的功率因数。对于容量较大且传输距离较远的电机( 风机、水泵、传送带等)，采取就地补偿措施，其他可采取集中补偿措施。
3.5 照明节能
合理选择节能灯具是建筑电气节能的重要措施，高效白炽灯光通量15lm/W，普通荧光灯T12 的光通量为55lm/W，而三基色T8、T5 荧光灯光通量为93lm/W，LED 为70~150 lm/W。因此，在选择照明灯具时，尽可能选择三基色T8、T5 荧光管或LED 灯。对于灯具的控制，在建筑内部走廊，楼梯等处，可采用具有声光控制功能的灯具；对于大的建筑主体( 广场、厂房等) 可采用集中控制措施，如果有条件的话，还可以采用计算机智能控制，不仅可以达到节能的目的，还能制造出难以想象的灯光效果。
4 低压电气系统节能技术发展趋势
4.1 智能建筑系统
智能建筑可以采用现代计算机、信息通信和自动控制技术，全面地对建筑物中的各类设备进行监控和控制，在满足建筑功能的前提下，进行最大限度的节能。跟据工程实际经验可知，通过高效的节能设备和先进的自动化控制系统的实施，智能建筑能耗比普通建筑能耗降低30%~50%。
例如供配电系统，智能建筑系统可检测到设备电压、电流、有功功率、功率因数以及设备是否运行良好，而后，这些数据会被导入计算机程序，计算机会根据当前外部因素( 如负载变化，天气情况等)，在后台自动实时调节各个设备，以达到最优节能状态。智能建筑系统会根据当时的环境以最优的控制方式对照明进行控制，不仅节约了大量电能，还延长了灯具使用寿命，节省了运行费用，同时，不同的控制方式还能增强建筑的视觉美观效果。
4.2 太阳能光伏技术
近几年，随着光伏逆变技术的发展，住户安装太阳能电池板到建筑物屋顶，终端通过控制器、逆变器连接到公共电网，消费者与电网互联，形成家庭光伏系统已经成为可能。这种具有并网功能的太阳能光伏混合动力系统既可以给电网供电，也可以使用电网供电，这样不仅保证了能源的有效利用，减少了无用损耗，而且在关键时刻还具有电力调峰的作用。目前，太阳能热水器已经在建筑行业里广泛采用，节能效果明显。济南市规定自2014 年起，100m 以下新建高层住宅强制推广使用太阳能。相信，在不久的将来太阳能光伏技术会更加完善。此外新能源还有风力发电、地热和核能等，还处于不成熟阶段。
5结束语
总之，随着经济的快快发展，能源消耗严重，节能减排尤为重要。因此，电气设计人员在设计低压电气系统时，应尽量考虑上述几种节能措施，尽最大努力为国家电气节能贡献自己的力量。
参考文献
[1] 廖述龙. 高层楼宇建筑电气节能技术研究[D]. 上海: 上海交通大学, 2012.
[2] 于泽勇. 建筑电气节能问题研究[D]. 济南: 山东大学, 2009.
[3] 李蔚. 电气节能技术在工程设计中的应用[J]. 建筑电气,2009,28(19):66-70.
论文作者:景福忠
论文发表刊物:《基层建设》2016年12期
论文发表时间:2016/10/28
标签：节能论文; 变压器论文; 电气论文; 低压论文; 系统论文; 高效论文; 功率因数论文; 《基层建设》2016年12期论文;