李蔚《電氣節(jié)能設(shè)計要點與疑難解析》(2011115全國電氣節(jié)能論壇)

2011全國電氣節(jié)能論壇電氣節(jié)能設(shè)計要點與疑難解析李蔚（中信建筑設(shè)計研究總院電氣總工）(2011-11-05北京)摘要

本文著眼于電氣節(jié)能設(shè)計應(yīng)遵循的原則，重點從變壓器的選擇、供配電系統(tǒng)及線路設(shè)計、提高系統(tǒng)功率因數(shù)、照明節(jié)能、電動機節(jié)能、節(jié)電型低壓電器選用、諧波的產(chǎn)生與治理、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用等多個方面和角度，論述了建筑電氣節(jié)能技術(shù)的設(shè)計要點，并對相關(guān)疑難問題進行了解析。關(guān)鍵詞

電氣節(jié)能變壓器損耗線路損耗功率因數(shù)

第四代新型綠色光源LED燈LVD無極熒光燈智能照明控制系統(tǒng)太陽光光纖導(dǎo)入照明系統(tǒng)

變頻調(diào)速軟起動器模糊控制技術(shù)

節(jié)電型低壓電器諧波治理

冷、熱、電三聯(lián)供系統(tǒng)

太陽能光伏發(fā)電1引言

我國正處于城鎮(zhèn)化建設(shè)的快速發(fā)展時期，已建項目的總建筑面積約為400億平方米，每年還以十幾億平方米的速度遞增。目前，我國建筑能耗約占全社會總能耗的27％左右（根據(jù)建設(shè)部和國家建材局的統(tǒng)計）。到2020年，全國將新增建筑面積約200億平方米，建筑能耗占全社會總能耗的比例將更高。在歐美一些發(fā)達國家，節(jié)能型建筑的比例已達到了40％。而在我們這樣一個資源相對匱乏、正在發(fā)展中的人口大國，能源的消耗正急劇增加，能源危機迫在眉睫，作為能耗大戶的建筑能耗已成為危及社會可持續(xù)發(fā)展的一個重大問題。為此，中央提出發(fā)展“低碳經(jīng)濟”、建設(shè)“資源節(jié)約型”社會的目標(biāo)，要求各地大力推廣“節(jié)能省地”型建筑。由此可見，建筑節(jié)能已成為時代的呼喚。作為二次能源的電能，如何降低損耗、高效利用，如何將節(jié)能技術(shù)合理應(yīng)用到工程項目當(dāng)中，也就成為建筑電氣設(shè)計的焦點2電氣節(jié)能設(shè)計應(yīng)遵循的原則電氣節(jié)能設(shè)計既不能以犧牲建筑功能、損害使用需求為代價，也不能盲目增加投資、為節(jié)能而節(jié)能。因此，筆者認為，電氣節(jié)能設(shè)計應(yīng)遵循以下原則：

2.1滿足建筑物的功能

這主要包括：滿足建筑物不同場所、部位對照明照度、照度均勻度、統(tǒng)一眩光值UGR、相關(guān)色溫Tcp、顯色指數(shù)Ra等的不同要求；滿足舒適性空調(diào)所需要的溫度、濕度、新風(fēng)量等；滿足特殊工藝要求，如體育場館、醫(yī)療建筑、酒店、餐飲娛樂場所一些必需的電氣設(shè)施用電，展廳、多功能廳等的工藝照明及電力用電等。

2.2考慮實際經(jīng)濟效益

節(jié)能應(yīng)考慮國情，計及實際經(jīng)濟效益，不能因為追求節(jié)能而過高地消耗投資，增加運行費用，而是應(yīng)該通過比較分析，合理選用節(jié)能設(shè)備及材料，使增加的節(jié)能方面的投資，能在幾年或較短的時間內(nèi)用節(jié)能減少下來的運行費用進行回收。

2.3節(jié)省無謂消耗的能量

節(jié)能的著眼點，應(yīng)是節(jié)省無謂消耗的能量。設(shè)計時首先找出哪些方面的能量消耗是與發(fā)揮建筑物功能無關(guān)的，再考慮采取什么措施節(jié)能。如變壓器的功率損耗、電能傳輸線路上的有功損耗，都是無用的能量損耗；又如量大面廣的照明容量，宜采用先進的調(diào)光技術(shù)、控制技術(shù)使其能耗降低?？傊?，筆者認為節(jié)能設(shè)計應(yīng)把握“滿足功能、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進”的原則。具體說來，可重點從以下多個方面采取節(jié)能措施，將節(jié)能技術(shù)合理應(yīng)用到實際工程中。

3變壓器的選擇要點

變壓器節(jié)能的實質(zhì)就是：降低其有功功率損耗、提高其運行效率。變壓器的有功功率損耗如下式表示：△Ｐｂ＝Ｐｏ＋Ｐｋβ２其中：

△Ｐｂ--變壓器有功損耗（ＫＷ）；

Ｐｏ--變壓器的空載損耗（ＫＷ）；

Ｐｋ--變壓器的有載損耗（ＫＷ）；

β--變壓器的負載率。

式中Ｐｏ為空載損耗又稱鐵損，它由鐵芯的渦流損耗、漏磁損耗組成，其值與硅鋼片的性能及鐵芯制造工藝有關(guān)，而與負荷大小無關(guān)，是基本不變的部分。

因此，變壓器應(yīng)選用SCB10、SCB11等節(jié)能型變壓器（SCB11系列比SCB10系列節(jié)電10%），它們都是選用高導(dǎo)磁的優(yōu)質(zhì)冷軋晶粒取向硅鋼片和先進工藝制造的新系列節(jié)能變壓器。由于“取向”處理，使硅鋼片的磁場方向接近一致，以減少鐵芯的渦流損耗；４５°全斜接縫結(jié)構(gòu)，使接縫密合性好，可減少漏磁損耗。

目前，一種新型的節(jié)能變壓器：非晶合金變壓器應(yīng)運而生，它采用非晶合金帶材制作鐵芯，替代傳統(tǒng)硅鋼片鐵芯，其能耗比普通硅鐵變壓器降低60－80%，具有很好的節(jié)能效果。其初次投資增加的成本5年就可以回收，經(jīng)濟性非常顯著。非晶合金材料的生產(chǎn)具有很高的科技難度，目前世界上只有日立電氣和中國的安泰科技掌握了非晶技術(shù)，安泰科技作為中國鋼研行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，其4萬噸非晶合金帶材生產(chǎn)線已初步完成熱試，2009年底可投產(chǎn)，2010年達產(chǎn)，為中國市場提供急需的非晶材料，同時降低了成本，為電網(wǎng)改造和產(chǎn)業(yè)升級提供了可能；非晶合金變壓器本身也是一種環(huán)保型產(chǎn)品。

以上節(jié)能型變壓器因具有損耗低、質(zhì)量輕、效率高、抗沖擊、節(jié)能顯著等優(yōu)點，而在近年得到了廣泛的應(yīng)用，所以，設(shè)計應(yīng)首選低損耗的節(jié)能變壓器。上式中，Ｐｋ是傳輸功率的損耗，即變壓器的線損，它取決于變壓器繞組的電阻及流過繞組電流的大小。因此，應(yīng)選用阻值較小的銅芯繞組變壓器。對Ｐｋβ２，用微分求它的極值，可知當(dāng)β＝５０％時，變壓器的能耗最小。但這僅僅是從變壓器節(jié)能的單一角度出發(fā)，而沒有考慮綜合經(jīng)濟效益（節(jié)能原則如前述）。因為β＝５０％的負載率僅減少了變壓器的線損，并沒有減少變壓器的鐵損，因此節(jié)能效果有限；且在此低負載率下，由于需加大變壓器容量而多付的變壓器價格，或變壓器增大而使出線開關(guān)、母聯(lián)開關(guān)容量增大引起的設(shè)備購置費，再計及設(shè)備運行、折舊、維護等費用，累積起來就是一筆不小的投資。由此可見，取變壓器負載率為５０％是得不償失的。綜合考慮以上各種費用因素，且使變壓器在使用期內(nèi)預(yù)留適當(dāng)?shù)娜萘浚P者認為，變壓器的負載率β應(yīng)選擇在７５％～８５％為宜。這樣既經(jīng)濟合理，又物盡其用。另一方面，因為變壓器在滿負荷運行時，其絕緣層的使用年限一般為２０年，２０年后通常會有性能更優(yōu)的變壓器問世，這樣就可有機會更換新的設(shè)備，從而使變壓器總趨技術(shù)領(lǐng)先水平。設(shè)計時，合理分配用電負荷、合理選擇變壓器容量和臺數(shù)，使其工作在高效區(qū)內(nèi)，可有效減小變壓器總損耗。當(dāng)負荷率低于30％時，應(yīng)按實際負荷換小容量變壓器；當(dāng)負荷率超過80％并通過計算不利于經(jīng)濟運行時，可放大一級容量選擇變壓器.當(dāng)容量大而需要選用多臺變壓器時，在合理分配負荷的情況下，盡可能減少變壓器的臺數(shù)，選用大容量的變壓器。例如需要裝機容量為2000ＫＶＡ，可選２臺１000ＫＶＡ，不選４臺５00ＫＶＡ。因為前者總損耗比后者小,且綜合經(jīng)濟效益優(yōu)于后者。

對分期實施的項目，宜采用多臺變壓器方案，避免輕載運行而增大損耗；內(nèi)部多個變電所之間宜敷設(shè)聯(lián)絡(luò)線，根據(jù)負荷情況，可切除部分變壓器，從而減少損耗；對可靠性要求高、不能受影響的負荷，宜設(shè)置專用變壓器。在變壓器設(shè)計選擇中，如能掌握好上述原則及措施，則既可達到節(jié)能目的，又符合經(jīng)濟合理的要求。4合理設(shè)計供配電系統(tǒng)及線路4.1根據(jù)負荷容量及分布、供電距離、用電設(shè)備特點等因素，合理設(shè)計供配電系統(tǒng)和選擇供電電壓，可達到節(jié)能目的。供配電系統(tǒng)應(yīng)盡量簡單可靠，同一電壓供電系統(tǒng)變配電級數(shù)不宜多于兩級。4.2按經(jīng)濟電流密度合理選擇導(dǎo)線截面，一般按年綜合運行費用最小原則確定單位面積經(jīng)濟電流密度。4.3由于一般工程的干線、支線等線路總長度動轍數(shù)萬米，線路上的總有功損耗相當(dāng)可觀，所以，減少線路上的損耗必須引起設(shè)計足夠重視。由于線路損耗△Ｐ∝R，而R=p.L/S，則線路損耗△Ｐ與其電導(dǎo)率p、長度L成正比，與其截面S成反比。為此，應(yīng)從以下幾方面入手：

4.3.1選用電導(dǎo)率p較小的材質(zhì)做導(dǎo)線。銅芯最佳，但又要貫徹節(jié)約用銅的原則。因此，在負荷較大的一類、二類建筑中采用銅導(dǎo)線，在三類或負荷量較小的建筑中可采用鋁芯導(dǎo)線。4.3.2減小導(dǎo)線長度L。主要措施有：a.變配電所應(yīng)盡量靠近負荷中心，以縮短線路供電距離，減少線路損失。低壓線路的供電半徑一般不超過200m，當(dāng)建筑物每層面積不少于１0000ｍ２時，至少要設(shè)兩個變配電所，以減少干線的長度；b.在高層建筑中，低壓配電室應(yīng)靠近強電豎井，而且由低壓配電室提供給每個豎井的干線，不應(yīng)產(chǎn)生“支線沿著干線倒送電能”的現(xiàn)象，盡可能減少回頭輸送電能的支線。

c.線路盡可能走直線，少走彎路，以減少導(dǎo)線長度；其次，低壓線路應(yīng)不走或少走回頭線，以減少來回線路上的電能損失。4.3.3增大線纜截面S。a.對于比較長的線路，在滿足載流量、動熱穩(wěn)定、保護配合、電壓損失等條件下，可根據(jù)情況再加大一級線纜截面。假定加大線纜截面所增加的費用為Ｍ，由于節(jié)約能耗而減少的年運行費用為ｍ，則Ｍ／ｍ為回收年限，若回收年限為幾個月或一、二年，則應(yīng)加大一級導(dǎo)線截面。一般來說，當(dāng)線纜截面小于７０ｍｍ２，線路長度超過１００ｍ時，增加一級線纜截面可達到經(jīng)濟合理的節(jié)能效果。

b.合理調(diào)劑季節(jié)性負荷、充分利用供電線路。如將空調(diào)風(fēng)機、風(fēng)機盤管與一般照明、電開水等計費相同的負荷，集中在一起，采用同一干線供電，既可便于用一個火警命令切除非消防用電，又可在春、秋兩季空調(diào)不用時，以同樣大的干線截面?zhèn)鬏斴^小的負荷電流，從而減小了線路損耗。在供配電系統(tǒng)的設(shè)計中，積極采取上述各項技術(shù)措施，就可有效減少線路上的電能損耗，達到線路節(jié)能的目的。

5提高系統(tǒng)的功率因數(shù)5.1提高功率因素的意義設(shè)定輸電線路導(dǎo)線每相電阻為R（Ω），則三相輸電線路的功率損耗為

式中ΔP───三相輸電線路的功率損耗，kW；

P───電力線路輸送的有功功率，kW；

U───線電壓，V；

I───線電流，A；

cosφ──電力線路輸送負荷的功率因素。

由上式可以看出，在系統(tǒng)有功功率P一定的情況下，cosφ越高（即減少系統(tǒng)無功功率Q），功率損耗ΔP將越小，所以，提高系統(tǒng)功率因素、減少無功功率在線路上傳輸，可減少線路損耗，達到節(jié)能的目的。在線路的電壓U和有功功率P不變的情況下，改善前的功率因素為cosφ1，改善后的功率因素為cosφ2，則三相回路實際減少的功率損耗可按下式計算：

另外，提高變壓器二次側(cè)的功率因素，由于可使總的負荷電流減少，故可減少變壓器的銅損，并能減少線路及變壓器的電壓損失。當(dāng)然，另一方面，提高系統(tǒng)功率因素，使負荷電流減少，相當(dāng)于增大了發(fā)配電設(shè)備的供電能力。

5.2提高功率因素的措施a)減少供用電設(shè)備無功消耗，提高自然功率因素，其主要措施有：

───正確設(shè)計和選用變流裝置，對直流設(shè)備的供電和勵磁，應(yīng)采用硅整流或晶閘管整流裝置，取代變流機組、汞弧整流器等直流電源設(shè)備。

───限制電動機和電焊機的空載運轉(zhuǎn)。設(shè)計中對空載率大于50％的電動機和電焊機，可安裝空載斷電裝置；對大、中型連續(xù)運行的膠帶運輸系統(tǒng)，可采用空載自?？刂蒲b置；對大型非連續(xù)運轉(zhuǎn)的異步籠型風(fēng)機、泵類電動機，宜采用電動調(diào)節(jié)風(fēng)量、流量的自動控制方式，以節(jié)省電能。

───條件允許時，采用功率因數(shù)較高的等容量同步電動機代替異步電動機，在經(jīng)濟合算的前提下，也可采用異步電機同步化運行。───熒光燈選用高次諧波系數(shù)低于１５％的電子鎮(zhèn)流器；氣體放電燈的電感鎮(zhèn)流器，單燈安裝電容器就地補償?shù)?，都可使自然功率因?shù)提高到0.85～0.95b)用靜電電容器進行無功補償：按全國供用電規(guī)則規(guī)定，高壓供電的用戶和高壓供電裝有帶負荷調(diào)整電壓裝置的電力用戶，在當(dāng)?shù)毓╇娋忠?guī)定的電網(wǎng)高峰負荷時功率因素應(yīng)不低于0.9。

當(dāng)自然功率因素達不到上述要求時，應(yīng)采用電容器人工補償?shù)姆椒?，以滿足規(guī)定的功率因素要求。實踐表明，每千乏補償電容每年可節(jié)電150～200kWh，是一項值得推廣的節(jié)電技術(shù)。特別是對于下列運行條件的電動機要首先應(yīng)用：

（1）遠離電源的水源泵站電動機；

（2）距離供電點200m以上的連續(xù)運行電動機；

（3）輕載或空載運行時間較長的電動機；

（4）YZR、YZ系列電動機；

（5）高負載率變壓器供電的電動機。

無功補償設(shè)計原則為：

───高、低壓電容器補償相結(jié)合，即變壓器和高壓用電設(shè)備的無功功率由高壓電容器來補償，其余的無功功率則需按經(jīng)濟合理的原則對高、低壓電容器容量進行分配；

───固定與自動補償相結(jié)合，即最小運行方式下的無功功率采用固定補償，經(jīng)常變動的負荷采用自動補償。───分散與集中補償相結(jié)合，對無功容量較大、負荷較平穩(wěn)、距供電點較遠的用電設(shè)備，采用單獨就地補償；對用電設(shè)備集中的地方采用成組補償，其他的無功功率則在變電所內(nèi)集中補償；

有必要指出的是，就地安裝無功補償裝置，可有效減少線路上的無功負荷傳輸，其節(jié)能效果比集中安裝、異地補償要好。還有一點，對于電梯、自動扶梯、自動步行道等不平穩(wěn)的斷續(xù)負載，不應(yīng)在電動機端加裝補償電容器。因為負荷變動時，電機端電壓也變化，使補償電容器沒有放完電又充電，這時電容器會產(chǎn)生無功浪涌電流，使電機易產(chǎn)生過電壓而損壞。另外，如星三角起動的異步電動機也不能在電動機端加裝補償電容器，因為它起動過程中有開路、閉路瞬時轉(zhuǎn)換，使電容器在放電瞬間又充電，也會使電機過電壓而損壞。

6照明節(jié)能的設(shè)計要點

因建筑照明量大而面廣，故照明節(jié)能的潛力很大。在滿足①照度；②照度均勻度；③照明功率密度（LPD）限值；④統(tǒng)一眩光值UGR⑤相關(guān)色溫Tcp；⑥顯色指數(shù)Ra等相關(guān)技術(shù)參數(shù)要求的前提下，照明節(jié)能設(shè)計應(yīng)從下列幾方面著手：6.1選用高效光源

按工作場所的條件，選用不同種類的高效光源，可降低電能消耗，節(jié)約能源。其具體要求如下：一般室內(nèi)場所照明，優(yōu)先采用熒光燈或小功率高壓鈉燈等高效光源，推薦采用T5細管、U型管節(jié)能熒光燈，以滿足《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50034-2004）對照明功率密度（LPD）的限值要求。不宜采用白熾燈，只有在開合頻繁或特殊需要時，方可使用白熾燈，但宜選用雙螺旋（雙絞絲）白熾燈。

高大空間和室外場所的一般照明、道路照明，應(yīng)采用金屬鹵化物燈、高壓鈉燈等高光強氣體放電燈。氣體放電燈應(yīng)采用耗能低的鎮(zhèn)流器（節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器），且熒光燈和氣體放電燈，必須安裝電容器，補償無功損耗。

目前，第四代新型綠色光源，如LED燈、LVD無極熒光燈的技術(shù)發(fā)展較快，市場應(yīng)用逐步推開。LED燈是利用半導(dǎo)體PN結(jié)的電致發(fā)光原理研制而成，該機理決定LED燈不可能產(chǎn)生具有連續(xù)光譜的白光，因此要借助熒光物質(zhì)間接產(chǎn)生寬帶光譜，合成白光；或?qū)追N不同光色的芯片封裝在一起，通過光色的混合構(gòu)成白光LED。LED燈節(jié)能環(huán)保，大功率LED燈（1W、3W）的光效已經(jīng)達到超過30lm/W，但目前LED也有自身的問題：如光通量有待進一步提高、價格較高、對散熱的要求較高等問題，相信隨著技術(shù)的進步與設(shè)計的成熟，這些問題會很快得到解決。

高頻等離子體無極放電燈，簡稱LVD無極熒光燈，它是集合功率電子學(xué)、等離子體學(xué)、磁性材料學(xué)等領(lǐng)域最新科技成果研制開發(fā)出來的高新技術(shù)產(chǎn)品，它與LED同屬于第四代綠色光源。其創(chuàng)新點與工作原理為：在氣體放電燈原理的基礎(chǔ)上，增加高頻電源發(fā)生器，使放電管中的氣體雪崩電離形成等離子體，當(dāng)其返回原始狀態(tài)時，會將原來所獲得的能量以254nm的紫外線形式輻射出來，完成能量轉(zhuǎn)換；燈泡內(nèi)壁熒光粉則受紫外線激發(fā)而發(fā)出可見光。當(dāng)頻率足夠高時，放電管已無需電極存在，放電能持續(xù)穩(wěn)定的進行，避免了傳統(tǒng)光源的電極損耗問題。提高了整個照明系統(tǒng)的可靠性和壽命，具有較顯著的節(jié)能優(yōu)勢。

太陽光光線導(dǎo)入照明系統(tǒng)是目前國際最先進的人工室內(nèi)生態(tài)光源：綠色生態(tài)、健康低碳、環(huán)保節(jié)能。導(dǎo)入的陽光給生物提供能量，能保證地球物種在地下空間一代代生長繁殖，屬生態(tài)光源，這是其他人工光源所無法做到的。將陽光光纖照明產(chǎn)品集光機安裝在室外房頂、陽臺、地面、墻壁等一年四季能照得到太陽的地方，通過光纜接入室內(nèi)，這樣每天從太陽升起到落下，室內(nèi)都有陽光照射，10多個小時享受太陽光無微不至的呵護。光纖導(dǎo)入照明系統(tǒng)由室外主機、石英光纜和室內(nèi)照射器具三大部分組成。主機安裝在陽光充足的室外，用于跟蹤、采集、分離太陽光。光纜用于高效傳輸主機采集的陽光進入室內(nèi)，并進行釋放。室內(nèi)照具主要用于固定和保護光纜出光端，增強和控制室內(nèi)出光效果。

1、集光機：是太陽光光纖照明的主體部分，主要由聚光透鏡組合、傳感器、亞加力球罩、全方位機械轉(zhuǎn)動裝置、微電腦自動程序控制系統(tǒng)、底座等組成。它可以快速跟蹤太陽、采集最強陽光，分離陽光，消除紫、紅外線，將陽光能量壓縮15000倍，高光高熱精確進入光纜。2.光纜部分：光纜直徑0.8cm，由6根直徑1mm左右石英玻璃光纖組成。6芯光纜可自由、大角度彎曲，在建筑施工上能方便地把陽光送達室內(nèi)任何地方，在已建和新建建筑物中能像安裝電線一樣方便。光纖制造采用特種專利配方，保證石英光纖通光量大、透光性能好、柔軟性強，將陽光在傳送過程中的損耗降至最小。目前用戶最遠實際使用距離為167m，最遠理論傳輸距離為3km3.照射器具：照射器具帶有隔熱、聚焦、散光、自射、移動、固定、遠距離追射等多種功能，還可設(shè)置高性能增光反射膜，使陽光照射更強。

6.2選用高效燈具

除裝飾需要外，應(yīng)優(yōu)先選用直射光通比例高、控光性能合理；反射或透射系數(shù)高、配光特性穩(wěn)定的高效燈具：采用非對稱光分布燈具。由于它具有減弱工作區(qū)反射眩光的特點，在一定的照度下，能夠大大改善視覺條件，因此可獲得較高的效能。選用變質(zhì)速度較慢的材料制成的燈具，如玻璃燈罩、搪瓷反射罩等，以減少光能衰減率。室內(nèi)燈具效率不應(yīng)低于70％（裝有遮光柵格時，不應(yīng)低于55％）；室外燈具效率不應(yīng)低于40％（但室外投光燈不應(yīng)低于55％）。

6.3選用合理的照明方案采用光通利用系數(shù)較高的布燈方案，優(yōu)先采用

分區(qū)一般照明方式。在有集中空調(diào)且照明容量大的場所，采用照明燈具與空調(diào)回風(fēng)口結(jié)合的形式。在需要有高照度或有改善光色要求的場所，采用兩種以上光源組成的混光照明。室內(nèi)表面采用高反射率的淺色飾面材料，以更加有效地利用光能。6.4照明控制和管理

（1）充分利用自然光，根據(jù)自然光的照度變化，分組分片控制燈具開停。設(shè)計時適當(dāng)增加照明開關(guān)點，即每個開關(guān)控制燈的數(shù)量不要過多，以便管理和有利節(jié)能。（2）對大面積場所的照明設(shè)計，采取分區(qū)控制方式，可增加照明分支回路控制的靈活性，使不需照明的地方不開燈，有利節(jié)電。（3）有條件時，應(yīng)盡量采用調(diào)光器、定時開關(guān)、節(jié)電開關(guān)等控制電氣照明。公共場所照明，可采用集中控制的照明方式，并安裝帶延時的光電自動控制裝置。大面積公共區(qū)域，宜設(shè)置智能照明控制系統(tǒng)。（4）室外照明系統(tǒng)，為防止白天亮燈，最好采用光電控制器代替照明開關(guān)，或采用智能照明控制系統(tǒng)，以利節(jié)電。（5）在插座面板上設(shè)置翹板開關(guān)控制，當(dāng)用電設(shè)備不使用時，可方便切斷插座電源，消除設(shè)備空載損耗、達到節(jié)電的目的。

6.5智能照明控制系統(tǒng)

智能照明控制系統(tǒng)總線，可采用非屏蔽六類4對對絞電纜（CAT6UTP），將各種開關(guān)模塊R、調(diào)光模塊D、場景控制模塊M、時間管理模塊MT等連成網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成總線型拓撲結(jié)構(gòu)。可根據(jù)預(yù)設(shè)時間、場景，采用紅外感應(yīng)、移動探測傳感、感光光敏元件等方式，自動開啟或關(guān)閉相關(guān)區(qū)域照明，并自動調(diào)整照度，以滿足不同時段、不同場合的需求，達到舒適、節(jié)能目的。示例如下：（1）高級辦公室：采用智能照明控制系統(tǒng)后，可使照明系統(tǒng)工作在全自動狀態(tài)。通過配置的“智能時鐘管理器”MT，可預(yù)先設(shè)置若干基本工作狀態(tài)，通常為“白天”、“晚上”、“清掃”、“安全”、“周末”、“午飯”等，根據(jù)預(yù)設(shè)定的時間自動在各種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。辦公室配有手動場景控制面板M，可以隨時調(diào)節(jié)房間的工作狀態(tài)以及滿意的燈光效果。系統(tǒng)能保證每間辦公室內(nèi)的辦公區(qū)域和公共區(qū)域協(xié)調(diào)的工作。（2）會議室、報告廳：采用智能照明控制系統(tǒng)后，可預(yù)先設(shè)置多種燈光效果，以適應(yīng)不同場合的燈光需求，供工作人員任意選擇。如會議準(zhǔn)備階段只有部分或全部筒燈點亮；在準(zhǔn)備階段為保護價格昂貴的水晶吊燈，系統(tǒng)將限制工作人員啟用吊燈。當(dāng)貴賓開始入場時，燈槽中隱光的帶燈逐漸點亮。只有在會議開始時，才調(diào)亮所有燈光，使報告廳燈火輝煌。在會議進行過程中，工作人員通過可編程控制面板，只需按一個鍵即可調(diào)用所需的某一燈光場景，還可配備遙控器，遠距離控制燈光效果。（3）地下停車庫：在車庫入口管理處內(nèi)安裝面板控制開關(guān)，用于車庫燈光照明的手動控制。平時在系統(tǒng)中央控制主機的作用下，車庫照明處于自動控制狀態(tài)。在停車區(qū)域采用智能移動探測傳感器HS，當(dāng)有人或車移動時開啟相應(yīng)的局部照明，車停好后或人、車離開后延時控制關(guān)閉。當(dāng)有車移動時可以通過主機顯示出來，方便保安和管理人員的管理。根據(jù)車輛停車的實際使用情況，可將一天的照明分成幾個時段，比如上午、中午、下午、晚上、深夜五個時段，通過定時控制軟件的設(shè)置，在這些時段內(nèi)，自動控制燈具開閉的數(shù)量，以控制相關(guān)區(qū)域不同時段的不同照度，從而使燈光照明得到有效利用，大大減少了電能的浪費，且保護了燈具、延長了燈具的使用壽命。智能照明控制系統(tǒng)通過開放的TCP/IP協(xié)議，可以方便地與樓宇設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)BA集成。7電動機的節(jié)能7.1選用高效率電動機

提高電動機類負荷占民用建筑總負荷的比例較大，故其節(jié)能意義重大。提高電動機的效率和功率因素，是減少電動機電能損耗的主要途徑。根據(jù)《中小型三相異步電動機能效限定值及節(jié)能評價值》GB18613-2002，電動機能效限定值是強制性的，必須滿足；節(jié)能評價值是推薦性的，電動機節(jié)能評價值比能效限定值要高。當(dāng)電動機滿足節(jié)能評價值的要求，就可認為電動機是高效能型的。與普通Y系列電動機相比，YX2等新系列高效能電動機的效率要提高約3％，平均功率因數(shù)高7～9％，而總損耗降低20％～30％，因而具有較好的節(jié)電效果。所以在設(shè)計和技術(shù)改造中，應(yīng)選用YX2等新系列高效率電動機，以節(jié)省電能另一方面要看到，高效電機價格比普通電機要高20％～30％，故采用時要考慮資金回收期，即能在短期內(nèi)靠節(jié)電費用收回多付的設(shè)備費用。一般符合下列條件時可選用高效電機：

（1）負載率在0.6以上；

（2）每年連續(xù)運行時間在3000h以上；

（3）電機運行時無頻繁啟、制動(最好是輕載啟動，如風(fēng)機、水泵類負載)；

（4）單機容量較大。7.2選用交流變頻調(diào)速裝置

推廣交流電機調(diào)速節(jié)電技術(shù)，是當(dāng)前我國節(jié)約電能的措施之一。采用變頻調(diào)速裝置，使電機在負載下降時，自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，從而與負載的變化相適應(yīng)，提高了電機在輕載時的效率，且節(jié)能效果十分明顯，例如轉(zhuǎn)速下降1/2，用電功率下降至1/8=12.5%目前，用普通晶閘管、GTR、GTO、IGBT等電力電子器件組成的靜止變頻器對異步電動機進行調(diào)速已廣泛應(yīng)用。在設(shè)計中，根據(jù)變頻的種類和需調(diào)速的電機設(shè)備，選用適合的變頻調(diào)速裝置。P—耗電功率；p—水壓；w—流量；n—轉(zhuǎn)速；f—頻率

7.3選用軟起動器設(shè)備

比變頻器價格便宜的另一種節(jié)能措施是采用軟起動器。軟起動器設(shè)備是按起動時間逐步調(diào)節(jié)可控硅的導(dǎo)通角，以控制電壓的變化。由于電壓可連續(xù)調(diào)節(jié)，因此起動平穩(wěn)，起動完畢，則全壓投入運行。軟起動器也可采用測速反饋、電壓負反饋或電流正反饋，利用反饋信息控制可控硅導(dǎo)通角，以達到轉(zhuǎn)速隨負載的變化而變化。軟起動器通常用在電機容量較大、又需要頻繁起動的水泵設(shè)備中，以及附近用電設(shè)備對電壓的穩(wěn)定要求較高的場合。因為它從起動到運行，其電流變化不超過3倍，可保證電網(wǎng)電壓的波動在所要求的范圍內(nèi)。但由于它是采用可控硅調(diào)壓，正弦波未導(dǎo)通部分的電能全部消耗在可控硅上，不會返回電網(wǎng)。因此，它要求散熱條件較好、通風(fēng)措施完善。7.4選用智能化節(jié)能控制裝置對中央空調(diào)水系統(tǒng)，設(shè)置智能化變頻調(diào)速節(jié)能控制裝置，可最大限度地提高整個空調(diào)水系統(tǒng)的運行效率，收到良好的節(jié)能效果。這種智能化節(jié)能控制技術(shù)的控制算法，采用了當(dāng)代先進的“模糊控制技術(shù)”或“模糊控制與改進的PID復(fù)合控制技術(shù)”以取代傳統(tǒng)的PID控制技術(shù)，從而較好克服了傳統(tǒng)的PID控制不適應(yīng)中央空調(diào)系統(tǒng)時變、大滯后、多參量、強耦合的工況特點，能夠?qū)崿F(xiàn)空調(diào)水系統(tǒng)安全、高效的運行。同時，在充分滿足空調(diào)末端制冷（熱）量需求的前提下，通常可使水泵的節(jié)能率達到60%～80%；通過對空調(diào)水系統(tǒng)的自動尋優(yōu)控制，可使空調(diào)主機的節(jié)能率達到10%～30%，為用戶實現(xiàn)較顯著的節(jié)能收益。相關(guān)技術(shù)要點參見《中央空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能控制裝置技術(shù)規(guī)范》GB/T26759-2011（2011-07-20發(fā)布，2011-11-01實施）8節(jié)電型低壓電器的選用

設(shè)計時應(yīng)積極選用具有節(jié)電效果的新系列低壓電器，以取代功耗大的老產(chǎn)品，例如：

1)用RT20、RT16（NT）系列熔斷器取代RT0系列熔斷器；2)用JR20、T系列熱繼電器取代JR0、JR16系列熱繼電器3)用AD1、AD系列新型信號燈取代原XD2、XD3、XD5和XD6老系列信號燈。4)選用帶有節(jié)電裝置的交流接觸器。大中容量交流接觸器加裝節(jié)電裝置后，接觸器的電磁操作線圈的電流由原來的交流改變?yōu)橹绷魑?，既可省去鐵芯和短路環(huán)中絕大部分的損耗功率，還可降低線圈的溫升及噪聲，從而取得較高的節(jié)電效益，每臺平均節(jié)電約50W，一般節(jié)電率高達85％以上。

9諧波的產(chǎn)生與治理在電力系統(tǒng)中，諧波產(chǎn)生源主要有：鐵磁性設(shè)備（發(fā)電機、電動機、變壓器等）、電弧性設(shè)備（電弧爐、點焊機等）、電子式電力轉(zhuǎn)換器、整流換流設(shè)備(整流器AC/DC、逆變器DC/AC；變頻器（變頻空調(diào)、變頻水泵）、軟啟動器；氣體放電燈鎮(zhèn)流器；可控硅調(diào)光設(shè)備；UPS、EPS、計算機等)。

諧波對公用電網(wǎng)是一種污染，其危害主要體現(xiàn)在：①使公用電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生了附加的諧波損耗，降低了設(shè)備的使用效率。②大量的3次諧波電流流過中線時，會使線路過熱甚至發(fā)生火災(zāi)（氣體放電燈鎮(zhèn)流器主要產(chǎn)生3次諧波）；諧波引起電氣設(shè)備過熱、絕緣老化、壽命縮短。③引起公用電網(wǎng)中局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，從而使諧波放大，危害加重。④諧波會導(dǎo)致繼電保護和自動裝置的誤動作，并會使電氣測量儀表計量不正確。⑤諧波會對臨近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，引起噪音、降低通信質(zhì)量,甚至導(dǎo)致信息丟失，使通信系統(tǒng)無法正常工作。所以，諧波治理既是電氣節(jié)能的需要，也是提高電能質(zhì)量的需要。治理諧波的措施包括：在電力系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置高低壓調(diào)諧濾波器、諧波濾波器（無源式、有源式Maxsine）、中性線3次諧波濾波器、TSC晶閘管控制的調(diào)諧濾波器等。其應(yīng)用條件與場所為：1.調(diào)諧濾波器：適用于諧波負載容量小于200kVA情況，電容器加串接電抗器組成調(diào)諧濾波器，不可使用單純電容器作無功補償。2.無源諧波濾波器：適用于配電系統(tǒng)中具有相對集中的大容量（200kVA或以上）非線型、長期穩(wěn)定運行的負載情況。3.有源諧波濾波器：適用于配電系統(tǒng)中具有大容量（200kVA或以上）非線型、變化較大負載（如斷續(xù)工作的設(shè)備等），用無源濾波器不能有效工作的情況。

4.有源、無源組合型諧波濾波器：適用于配電系統(tǒng)中既有相對集中、長期穩(wěn)定運行的大容量（200kVA或以上）非線型負載，又有較大容量的、經(jīng)常變化的非線型負載情況。還可選用D，yn11變壓器供電，為3次諧波提供環(huán)流通路。目前，采用有源諧波濾波器（APF）是一個重要趨勢。APF也是一種電力電子裝置，其基本原理是：從補償對象中檢測出諧波電流，由補償裝置產(chǎn)生一個與該諧波電流大小相等而極性相反的補償電流，從而使電網(wǎng)電流只含基波分量。這種濾波器能對頻率和幅值都變化的諧波進行跟蹤補償，且補償特性不受電網(wǎng)阻抗的影響。

10太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用《可再生能源法》自2006年1月1日起，在我國已正式實施面對迫在眉睫的能源危機，太陽能作為新能源和可再生能源的一種，因其清潔環(huán)保、永不衰竭的特點，受到了世界各國能源專家的青睞，并被業(yè)內(nèi)人士稱為“黃金電”。

——“中國缺能，我們不能辜負頭頂?shù)拇蠛藐柟?！”這是有識之士的熱切呼吁。

太陽能光伏系統(tǒng)主要由太陽能電池板、蓄電池、控制器、DC-AC逆變器和用電負載等組成。其中，太陽能電池板、蓄電池