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《中華民居雜志》2014年第八期

1建筑電氣節能存在的技術問題

隨著經濟建設的高速發展，建筑行業也得到了快速的發展，各大中小城市新興建筑如雨后春筍一般層出不窮，直接導致其能耗的增長速度過快，遠超國家電網供電能力的提高速度，這勢必會對公民的日常生產生活造成嚴重的影響，事實上用電高峰期頻繁出現的拉閘限電現象就已經可以代表這一問題了。用電率的增長同時又對目前廣受關注的能源短缺和環境污染問題帶來了新的挑戰，可謂是亟需解決的一個問題，而建筑電氣節能設計，是從根本上解決這一問題的有效途徑之一，具有相當大的實際意義。為了進行有效的建筑電氣節能設計，我們首先就應該對其目前還存在的一些顯著問題有一個清醒的認識，聯系實際，將這些問題總結為以下幾個方面：（1）相關技術標準尚不全面且強制力度不夠。不得不說，隨著政府對建筑電氣節能重視力度的提升，相關規范性文件已日趨完善，然而，就目前情況而言，還是欠缺一個統一而又完整的標準，且各技術標準缺乏強制力，使得不少施工企業我行我素，影響了建筑電氣節能技術整體上的提升。（2）施工設備與材料良莠不齊，假冒偽劣產品多出。這主要還是受大環境影響，當前社會上或多或少存在著一種追逐利益的氛圍，以至于不少施工設備材料質量低下，而造假技術又不斷提高，稍有不慎這些設備與材料就會流入建筑電氣工程，影響電氣節能的有效性。（3）當然也是最重要的一面，施工技術上的不過關。①從宏觀施工上看，不少施工單位技術人員個人素質不達標，導致設計上忽略節能需求，或者按設計建設完成后無法達到節能標準等問題；②電氣設備的選擇達不到節能標準，如照明開關不采用光感、聲感等控制系統，變壓器容量選擇過大等問題?？傊谖覈ㄖ姎夤澞芙ㄔO上，還存在著相當大的技術性問題，以標準制定的不全面為基礎，再加上社會風氣導致施工設備、材料質量難以得到保證造就了建筑電氣節能難以達到效果的外圍因素，而內在的本質性、根本性因素，又在于施工技術上不過關，從設計到完工，各個階段都存在一定程度的問題，導致建筑電氣技能無法達到期望的目標。

2探討自耦補償穩壓節電技術

2.1自耦補償穩壓節電的實現方式該節電裝置時一種低耗、高效能的穩壓節電裝置，適用于各種三相和單相用電設備，其裝置包括保護用的漏電斷路器、電壓檢測器、控制器、輔助開關、驅動器和電壓調節器，通過它們對負載所需的功率進行調整控制。漏電斷路器的輸入端接電網電壓，輸出端接電壓調節器并為電壓檢測器、控制器以及驅動器提供電源，電壓檢測器與控制器相連，控制器接輔助開關和驅動器，輔助開關與驅動器相連，驅動器連接到電壓調節器，電壓調節器輸出電壓到用電器。圖1是自耦補償穩壓節電的工作原理圖。漏電斷路器對電路以及相應設備實施過載、短路保護還有漏電保護，從而確保用戶的人身安全，并且保證設備免受損壞。而電壓檢測器則主要是對電網電壓實施檢測，并且需及時傳輸到相應控制器，為控制器提供電壓分析信號。相應的控制器則負責將電壓檢測器所檢測到的相關電壓信號深入分析，例如電壓過低等問題，它將輸出升壓信號經由驅動器使負載所需的電壓迅速升高到規定值。輔助開關是具有連鎖裝置的五檔按鍵開關，需根據用電設備的需要，選擇其中一個一檔位與驅動器進行配合，并且向負載輸出所需的正常的電壓。電壓調節器是卷芯式鐵芯和線圈組成的，所述的線圈具有電流線圈以及電壓線圈，電壓線圈實際有多個抽頭，從而實現與驅動器的配合，并且能夠向負載輸出所需的電壓。電壓調節器是采用卷芯式鐵芯，既無需過多消耗接縫的磁化容量，還能有效減少地激磁電流，從而提高功率因數，采用H級絕緣，抗過壓過流能力強，抗電壓突變和電流突變能力強，可抑制電源側侵入的諧波干擾。由于采用調整電壓線圈的調節方式，所以調節裝置的功率很小，電壓線圈的電流I1=IL-Ii，（IL為輸出負載電流，Ii為輸入電流）。故設備自身消耗功率較小，成本較低。圖2是自耦補償穩壓節電的電路示意圖。

2.2調整三相電源不平衡目前三相電網中，存在大量的單相大功率用電設備，造成三相電壓不對稱。自耦補償穩壓節電裝置利用特有的優質鐵芯和繞組，在變壓器中做到磁路平衡、磁場平衡，可以對三相電源間不平衡電壓，在2～3%的范圍內進行調整，使用電設備在三相電源趨于平衡、對稱的狀態下優質運行。

2.3消除諧波污染電網上可能存在的高次諧波來源很多，如：大氣過電壓、雷擊、可控硅、變頻設備的運行等都會產生相應的諧波污染，從而大大增加了用電設備的損耗，從而造成電設備使用效率降低。自耦補償穩壓節電裝置輸出電壓總是正弦波，不會產生任何諧波。并且可以有效地抑制產生于電源側的高次諧波，對電網作清潔處理、有效地提高電氣設備的節電效果。

2.4提高功效因數自耦補償穩壓節電裝置通過電磁調控降低電機鐵損和勵磁電流，降低電機的總損耗，由系統供給的無功功率減小，從而提高設備的功率數1～7%。

2.5降低負載電流自耦補償穩壓節電裝置將電機起動電流控制在額定電流的二倍左右，有效地限制負載電流不超過額定值，并能降低負載電流10%以上，而不降低電機轉速和功效。由于損耗的減小，電機的發熱大大降低，從而延長壽命，還可以增容。

2.6抑制瞬流、浪涌自耦補償穩壓節電裝置屬于惰性器件，具有較強的抗過電壓、抗過電流能力和較強的抗電壓突變、抗電流突變的能力，可以保護用電設備部受沖擊，抑制了瞬流和浪涌。將過熱和污染影響減到最小，達到了降溫、清潔節電。

2.7具體項目實施效果（1）本文所論述的項目用電類型為工業照明，計費方式則是高壓側計費，設備位置主要有：室內/室外。施工半年之中，總共做了四次測量，前二次測量所得的平均節電率為23%，而后二次測量所得的平均節電率26.2%。（2）項目投資分析采用GESPU-L型電磁式穩壓節電裝置，具體統計為廠房照明1640kW、10臺、投資成本164.00萬元，辦公照明110kW、8臺、11.00萬元，倉庫照明20kW、2臺、2.00萬元，綠化區照明10kW、3臺、1.00萬元，輔助用房照明8kW、2臺、0.80萬元。合計1788kW、25臺、投資成本178.80萬元，按178萬元作為初始投資。（3）投資收益分析該項目初始投資人民幣178萬元（含施工費用和現場調試費用）。平均節電率V=23%用電設備每年使用小時數：T=360d/y*14h/d=5040（h）總功率：Pt=1788（kW）電價：Pe=0.75（元/kW•h）所以：年節電費用Ms=Pt*Pe*T*V=1554487.00元投資回收周期=1780000.00/1554457.00=1.14天根據以上計算可知，GESPU-L型電磁式穩壓節電裝置在14個月內即可收回投資成本，具有很高的投資回收率。GESPU-L型電磁式穩壓節電裝置結構主體為特殊繞組的電磁線圈，不同于其他的電子式節電裝置，其有效使用壽命在15年以上，GESPU-L型電磁式穩壓節電裝置可帶來的直接收益S≈Ms（15-1.14）=155.4×13.86=2153.84（萬元）。另外，其工作中帶來管理成本的降低、設備維護成本的下降、優化供電質量和延長用電設備使用壽命等間接收益就不好用錢來衡量了。

3結束語

針對電氣節能，設計人員需充分考慮光源以及風向等因素的具體狀況。充分發揮自然界一切可以利用的資源，將其融入到實際設計之中，以此確保資源的高效利用，以及環境的合理保護。電氣節能在綠色建筑理念中的地位至關重要，需進行充分的考慮。

作者：唐崢單位：安徽省機械工業設計院有限公司