摘要:电气设备选型时绿色建筑设计中的重点，同时也是与实际应用息息相关的难点。本文结合实际工程案例，主要从变压器、并联电容、电抗器、水泵、风机、电梯及照明设备等电气装置选择的原则、要点出发，简要阐述了绿色建筑设计中电气设备选型的几点心得和体会。
关键词：绿色建筑；电气设备选型；节能；降耗；
绿色建筑是指满足《绿色建筑评价标准》，在全寿命周期内最大限度地节能、节地、节水、节材，保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。
据国家统计局统计数据，2016年全国建筑业总产值为193567亿元，比上年同期增长7.1%，将于2018年超过美国成为全球最大的建筑市场。其中节能环保与绿色建筑市场产值预计将增加到900亿美元。自绿色建筑国家政策颁布以来，我国绿色建筑逐步发展，已经成为建筑领域的重要组成部分。绿色建筑集成建筑节能、节地、节水、节材及环境保护诸多技术，极大带动建筑技术革新，作为绿色建筑设计中重要的一环，电气设备选型显得尤为关键。
按照绿色建筑要求进行电气设备选型，需要有章可循、有法可依，本文根据绿色建筑设计主要参考规范《绿色建筑评价标准》中的要求，并结合实际工程案例数据，对电气设备的选型进行几点阐述。
一、变压器选型
规范中提到，“三相配电变压器满足现行《三相配电变压器能效限定及能效等级》GB 20052的节能评价要求”，文中对不同类型、不同容量的变压器空载损耗、负载损耗两个重要节能参数，做了明确规定，并将变压器能效分为1、2、3级，其中3级为能效限定值，2级为节能评价值。结合常用干式变压器SCB系列，SCB11变压器的能耗指标只能达到3级标准，SCB13能达到2级标准，而要达到1级能效标准的变压器必需要高于SCB13系列或者非晶合金系列。节能评价级变压器的选用，有效降低变压器自身损耗，更好的实现节能。
绿色建筑设计变压器选型时，同时还应关注变压器的绕组连接组别。一般采用[D，Yn11]连接组别，该组别有如下三个优点：
1、单相不平衡负荷引起的中性线电流允许超过变压器低压绕组额定电流的25%。
2、供电系统存在较大的“谐波源”时，3n次的谐波激磁电流可在一次侧形成环流，有利于抑制高次谐波电流注入公共电网；
3、在10kV配电系统中，可以提高低压侧单相接地故障保护灵敏度。
实际项目变压器选型：
图1
二、并联电容选型
绿色建筑电气设计的重点在于节能降耗，在配电系统中设置低压并联电容或在频繁使用的大功率配电设备处增加就地补偿，可以减少电源向感性负荷提供的无功功率，有效降低电能损耗。
常规民用建筑项目中主要的负荷，如照明灯具、电脑、打印机等用电设备多为单相设备，且实际运行使用过程负荷随机变化，容易造成配电系统三相不平衡，损耗增大。在进行低压并联电容时，采用自动分相无功补偿，能有效改善上述情况。
并联电容无功补偿主要有三相共补和分相补偿两种方式，三相共补控制方式简单，可靠性高，但是出现三相不平衡负荷时，该种方式无法可靠实现无功补偿功能。分相补偿方式，控制线路复杂，控制策略有效针对三相不平衡负荷，但是造价较贵，对补偿控制器要求高。综合两种情况，绿色建筑电气设计选型时，一般采用三相共补和分相补偿相结合的方式，并根据项目负荷不平衡度分析确定两者的比例关系。
三、电抗器选型
随着建筑供配电系统中各类电力电子设备越来越广泛的应用，电力电子设备产生的谐波电流，越来越大的影响系统电能质量，同时增加了电能损耗，并对供配电线路及线路上其他电气设备产生危害。
为了避免补偿电容器组与系统产生并联和串联谐波，可以选用串联调谐电抗器的电容器组。电容器组在基波频率下呈容性，即电容器起主导作用，进行功率因数补偿；在谐波频率下呈感性，调谐电抗器起主导作用，防止谐波放大，同时也抑制了谐波。
实际项目选型，补充容量250kVar，其中70%共补30%分补，补充回路中串入7%电抗率的电抗器抑制谐波（图1）。
四、水泵、风机、电梯等电气设备选型
建筑中水泵、风机、电梯等电气设备，或连续工作、或频繁的启停，基于其功率因数较低的特性，特别是大功率设备，容易造成供配电系统波动，故在上述电机设备选型时，首先要考虑采用节能高效产品，确保其能效符合现行国家标准《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》节能评价值的规定。并合理选择设备的启停、控制方式，如变频、软启等方式。同时应注意进行合理设备分组，根据实际使用需求，进行控制策略制定，如客梯群控等方案，以减少设备运行对电网影响，降低能耗。
电动机功率较大时，在采用380V低压和星角启动在技术和经济上都不是特别合理和可行时，可考虑采用高压电源直供方案，例如选用高压冷水机组。高压冷水机组在启动时，启动电流小，对电网冲击较小；运行电流小，减少设备的电能损耗；高压直供，略去了变压器的损耗；同时节省了中间环节的供配电设备。
五、照明设备选型
绿色建筑设计照明设备选型可以从以下几个方面考虑:
1、用能形式
在条件允许情况下，合理利用自然光及风能资源，或作为辅助能源，如室外庭院灯、景观路灯选用风光互补发电照明系统，即白天由小型风能发电机(将交流电转换为直流电)和太阳能电池板各自给蓄电池组充电，夜晚由蓄电池组路灯（LED光源）供电。室内空间，结合建筑采光条件，采用导光管日光照明系统，利用导光管将室外阳光导入室内，达到节能效果。
2、光源形式及灯具效率
照明光源选型以节能高效为基础，主要为T5直管荧光灯及LED灯，结合建筑空间条件、及使用功能对显色性、色温等参数的要求，选择合适的光源。选择高效低耗的灯具，开敞式灯具的效率不低于75%,透明保护罩不低于70%，格栅式灯具不低于65%。
3、照明功率密度值
照明功率密度值，作为照明节能评价的重要参数，其前提是照明设计满足规定的照度和照明质量的要求。绿色建筑设计中，以《建筑照明设计标准》中功率密度目标值控制。
4、控制方式
节能的照明控制方式一定是在合理的回路划分及场景分组的前提下。照明分组以平行于采光窗方式。智能照明控制系统可以采用多种方式结合实施。日常活动场所采用照度感应、人体移动感应；楼梯间等处采用节能自熄声光控；室外景观及道路照明采用时间控制。
实际项目照明设备选型：
结语
在日益强调绿色、节能的现在，绿色节能建筑的建设需求与日俱增。文中仅仅提到绿色建筑设计过程中的电气设备选型，而完整的绿色建筑设计除了设备选型，还有更多相应的运营、管理、控制要求，并且需要和其他各专业紧密结合，形成有效、统一的绿色建筑整体，才能真正实现，全寿命周期内最大限度地节能、节地、节水、节材。限于笔者水平，本文结合自身工程设计经验，简单的叙述了绿色建筑设计电气设备选型的几个要点，权当抛砖引玉，不尽完善之处，望业界同仁批评指正，不胜感激。
参考文献
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部. GB/T 50378-2014 绿色建筑评价标准 [S]北京：中国建筑工业出版社 2014.
[2]同济大学建筑设计研究院. DGJ 08-2143-2014 公共建筑绿色设计标准 [S] 上海：同济大学出版社，2014.
[3]中国标准化研究院. GB 20052-2013 三相配电变压器能效限定值及能效等级[S]. 北京：中国标准出版社，2013.
[4]中国航空工业规划设计研究院. 工业与民用配电设计手册[M].第3版. 北京：中国电力出版社，2005.
[5]中国建筑科学研究院. GB 50034-2013 建筑照明设计标准[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2013.
论文作者:林群聪
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/11/4
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