李蔚《電氣節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)與疑難解析》(2011115全國(guó)電氣節(jié)能論壇)

2011全國(guó)電氣節(jié)能論壇電氣節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)與疑難解析李蔚（中信建筑設(shè)計(jì)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(jì)應(yīng)遵循的原則，重點(diǎn)從變壓器的選擇、供配電系統(tǒng)及線路設(shè)計(jì)、提高系統(tǒng)功率因數(shù)、照明節(jié)能、電動(dòng)機(jī)節(jié)能、節(jié)電型低壓電器選用、諧波的產(chǎn)生與治理、太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用等多個(gè)方面和角度，論述了建筑電氣節(jié)能技術(shù)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并對(duì)相關(guān)疑難問(wèn)題進(jìn)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(wú)極熒光燈智能照明控制系統(tǒng)太陽(yáng)光光纖導(dǎo)入照明系統(tǒng)

變頻調(diào)速軟起動(dòng)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(yáng)能光伏發(fā)電1引言

我國(guó)正處于城鎮(zhèn)化建設(shè)的快速發(fā)展時(shí)期，已建項(xiàng)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(guó)建筑能耗約占全社會(huì)總能耗的27％左右（根據(jù)建設(shè)部和國(guó)家建材局的統(tǒng)計(jì)）。到2020年，全國(guó)將新增建筑面積約200億平方米，建筑能耗占全社會(huì)總能耗的比例將更高。在歐美一些發(fā)達(dá)國(guó)家，節(jié)能型建筑的比例已達(dá)到了40％。而在我們這樣一個(gè)資源相對(duì)匱乏、正在發(fā)展中的人口大國(guó)，能源的消耗正急劇增加，能源危機(jī)迫在眉睫，作為能耗大戶的建筑能耗已成為危及社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重大問(wèn)題。為此，中央提出發(fā)展“低碳經(jīng)濟(jì)”、建設(shè)“資源節(jié)約型”社會(huì)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(shí)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(xiàng)目當(dāng)中，也就成為建筑電氣設(shè)計(jì)的焦點(diǎn)2電氣節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則電氣節(jié)能設(shè)計(jì)既不能以犧牲建筑功能、損害使用需求為代價(jià)，也不能盲目增加投資、為節(jié)能而節(jié)能。因此，筆者認(rèn)為，電氣節(jié)能設(shè)計(jì)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(chǎng)所、部位對(duì)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(chǎng)館、醫(yī)療建筑、酒店、餐飲娛樂(lè)場(chǎng)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(shí)際經(jīng)濟(jì)效益

節(jié)能應(yīng)考慮國(guó)情，計(jì)及實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益，不能因?yàn)樽非蠊?jié)能而過(guò)高地消耗投資，增加運(yùn)行費(fèi)用，而是應(yīng)該通過(guò)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(shí)間內(nèi)用節(jié)能減少下來(lái)的運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行回收。

2.3節(jié)省無(wú)謂消耗的能量

節(jié)能的著眼點(diǎn)，應(yīng)是節(jié)省無(wú)謂消耗的能量。設(shè)計(jì)時(shí)首先找出哪些方面的能量消耗是與發(fā)揮建筑物功能無(wú)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(wú)用的能量損耗；又如量大面廣的照明容量，宜采用先進(jìn)的調(diào)光技術(shù)、控制技術(shù)使其能耗降低?？傊?，筆者認(rèn)為節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)把握“滿足功能、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)”的原則。具體說(shuō)來(lái)，可重點(diǎn)從以下多個(gè)方面采取節(jié)能措施，將節(jié)能技術(shù)合理應(yīng)用到實(shí)際工程中。

3變壓器的選擇要點(diǎn)

變壓器節(jié)能的實(shí)質(zhì)就是：降低其有功功率損耗、提高其運(yùn)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(fù)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(fù)荷大小無(wú)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(jìn)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(chǎng)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(yùn)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(jì)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(guó)的安泰科技掌握了非晶技術(shù)，安泰科技作為中國(guó)鋼研行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，其4萬(wàn)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(dá)產(chǎn)，為中國(guó)市場(chǎng)提供急需的非晶材料，同時(shí)降低了成本，為電網(wǎng)改造和產(chǎn)業(yè)升級(jí)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(diǎn)，而在近年得到了廣泛的應(yīng)用，所以，設(shè)計(jì)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(guò)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(duì)Ｐｋβ２，用微分求它的極值，可知當(dāng)β＝５０％時(shí)，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(jì)效益（節(jié)能原則如前述）。因?yàn)棣拢剑担埃サ呢?fù)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(fù)載率下，由于需加大變壓器容量而多付的變壓器價(jià)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(gòu)置費(fèi)，再計(jì)及設(shè)備運(yùn)行、折舊、維護(hù)等費(fèi)用，累積起來(lái)就是一筆不小的投資。由此可見，取變壓器負(fù)載率為５０％是得不償失的。綜合考慮以上各種費(fèi)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(rèn)為，變壓器的負(fù)載率β應(yīng)選擇在７５％～８５％為宜。這樣既經(jīng)濟(jì)合理，又物盡其用。另一方面，因?yàn)樽儔浩髟跐M負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，其絕緣層的使用年限一般為２０年，２０年后通常會(huì)有性能更優(yōu)的變壓器問(wèn)世，這樣就可有機(jī)會(huì)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(jì)時(shí)，合理分配用電負(fù)荷、合理選擇變壓器容量和臺(tái)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(fù)荷率低于30％時(shí)，應(yīng)按實(shí)際負(fù)荷換小容量變壓器；當(dāng)負(fù)荷率超過(guò)80％并通過(guò)計(jì)算不利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行時(shí)，可放大一級(jí)容量選擇變壓器.當(dāng)容量大而需要選用多臺(tái)變壓器時(shí)，在合理分配負(fù)荷的情況下，盡可能減少變壓器的臺(tái)數(shù)，選用大容量的變壓器。例如需要裝機(jī)容量為2000ＫＶＡ，可選２臺(tái)１000ＫＶＡ，不選４臺(tái)５00ＫＶＡ。因?yàn)榍罢呖倱p耗比后者小,且綜合經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)于后者。

對(duì)分期實(shí)施的項(xiàng)目，宜采用多臺(tái)變壓器方案，避免輕載運(yùn)行而增大損耗；內(nèi)部多個(gè)變電所之間宜敷設(shè)聯(lián)絡(luò)線，根據(jù)負(fù)荷情況，可切除部分變壓器，從而減少損耗；對(duì)可靠性要求高、不能受影響的負(fù)荷，宜設(shè)置專用變壓器。在變壓器設(shè)計(jì)選擇中，如能掌握好上述原則及措施，則既可達(dá)到節(jié)能目的，又符合經(jīng)濟(jì)合理的要求。4合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)及線路4.1根據(jù)負(fù)荷容量及分布、供電距離、用電設(shè)備特點(diǎn)等因素，合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)和選擇供電電壓，可達(dá)到節(jié)能目的。供配電系統(tǒng)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單可靠，同一電壓供電系統(tǒng)變配電級(jí)數(shù)不宜多于兩級(jí)。4.2按經(jīng)濟(jì)電流密度合理選擇導(dǎo)線截面，一般按年綜合運(yùn)行費(fèi)用最小原則確定單位面積經(jīng)濟(jì)電流密度。4.3由于一般工程的干線、支線等線路總長(zhǎng)度動(dòng)轍數(shù)萬(wàn)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(jì)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(zhǎng)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(fù)荷較大的一類、二類建筑中采用銅導(dǎo)線，在三類或負(fù)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(zhǎng)度L。主要措施有：a.變配電所應(yīng)盡量靠近負(fù)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(guò)200m，當(dāng)建筑物每層面積不少于１0000ｍ２時(shí)，至少要設(shè)兩個(gè)變配電所，以減少干線的長(zhǎng)度；b.在高層建筑中，低壓配電室應(yīng)靠近強(qiáng)電豎井，而且由低壓配電室提供給每個(gè)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(zhǎng)度；其次，低壓線路應(yīng)不走或少走回頭線，以減少來(lái)回線路上的電能損失。4.3.3增大線纜截面S。a.對(duì)于比較長(zhǎng)的線路，在滿足載流量、動(dòng)熱穩(wěn)定、保護(hù)配合、電壓損失等條件下，可根據(jù)情況再加大一級(jí)線纜截面。假定加大線纜截面所增加的費(fèi)用為Ｍ，由于節(jié)約能耗而減少的年運(yùn)行費(fèi)用為ｍ，則Ｍ／ｍ為回收年限，若回收年限為幾個(gè)月或一、二年，則應(yīng)加大一級(jí)導(dǎo)線截面。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)線纜截面小于７０ｍｍ２，線路長(zhǎng)度超過(guò)１００ｍ時(shí)，增加一級(jí)線纜截面可達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的節(jié)能效果。

b.合理調(diào)劑季節(jié)性負(fù)荷、充分利用供電線路。如將空調(diào)風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)盤管與一般照明、電開水等計(jì)費(fèi)相同的負(fù)荷，集中在一起，采用同一干線供電，既可便于用一個(gè)火警命令切除非消防用電，又可在春、秋兩季空調(diào)不用時(shí)，以同樣大的干線截面?zhèn)鬏斴^小的負(fù)荷電流，從而減小了線路損耗。在供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，積極采取上述各項(xiàng)技術(shù)措施，就可有效減少線路上的電能損耗，達(dá)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(fù)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(wú)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(wú)功功率在線路上傳輸，可減少線路損耗，達(dá)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(shí)際減少的功率損耗可按下式計(jì)算：

另外，提高變壓器二次側(cè)的功率因素，由于可使總的負(fù)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(fù)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(wú)功消耗，提高自然功率因素，其主要措施有：

───正確設(shè)計(jì)和選用變流裝置，對(duì)直流設(shè)備的供電和勵(lì)磁，應(yīng)采用硅整流或晶閘管整流裝置，取代變流機(jī)組、汞弧整流器等直流電源設(shè)備。

───限制電動(dòng)機(jī)和電焊機(jī)的空載運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)計(jì)中對(duì)空載率大于50％的電動(dòng)機(jī)和電焊機(jī)，可安裝空載斷電裝置；對(duì)大、中型連續(xù)運(yùn)行的膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)，可采用空載自?？刂蒲b置；對(duì)大型非連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的異步籠型風(fēng)機(jī)、泵類電動(dòng)機(jī)，宜采用電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)量、流量的自動(dòng)控制方式，以節(jié)省電能。

───條件允許時(shí)，采用功率因數(shù)較高的等容量同步電動(dòng)機(jī)代替異步電動(dòng)機(jī)，在經(jīng)濟(jì)合算的前提下，也可采用異步電機(jī)同步化運(yùn)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(bǔ)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(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償：按全國(guó)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(fù)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(fù)荷時(shí)功率因素應(yīng)不低于0.9。

當(dāng)自然功率因素達(dá)不到上述要求時(shí)，應(yīng)采用電容器人工補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ詽M足規(guī)定的功率因素要求。實(shí)踐表明，每千乏補(bǔ)償電容每年可節(jié)電150～200kWh，是一項(xiàng)值得推廣的節(jié)電技術(shù)。特別是對(duì)于下列運(yùn)行條件的電動(dòng)機(jī)要首先應(yīng)用：

（1）遠(yuǎn)離電源的水源泵站電動(dòng)機(jī)；

（2）距離供電點(diǎn)200m以上的連續(xù)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)；

（3）輕載或空載運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的電動(dòng)機(jī)；

（4）YZR、YZ系列電動(dòng)機(jī)；

（5）高負(fù)載率變壓器供電的電動(dòng)機(jī)。

無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)原則為：

───高、低壓電容器補(bǔ)償相結(jié)合，即變壓器和高壓用電設(shè)備的無(wú)功功率由高壓電容器來(lái)補(bǔ)償，其余的無(wú)功功率則需按經(jīng)濟(jì)合理的原則對(duì)高、低壓電容器容量進(jìn)行分配；

───固定與自動(dòng)補(bǔ)償相結(jié)合，即最小運(yùn)行方式下的無(wú)功功率采用固定補(bǔ)償，經(jīng)常變動(dòng)的負(fù)荷采用自動(dòng)補(bǔ)償。───分散與集中補(bǔ)償相結(jié)合，對(duì)無(wú)功容量較大、負(fù)荷較平穩(wěn)、距供電點(diǎn)較遠(yuǎn)的用電設(shè)備，采用單獨(dú)就地補(bǔ)償；對(duì)用電設(shè)備集中的地方采用成組補(bǔ)償，其他的無(wú)功功率則在變電所內(nèi)集中補(bǔ)償；

有必要指出的是，就地安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置，可有效減少線路上的無(wú)功負(fù)荷傳輸，其節(jié)能效果比集中安裝、異地補(bǔ)償要好。還有一點(diǎn)，對(duì)于電梯、自動(dòng)扶梯、自動(dòng)步行道等不平穩(wěn)的斷續(xù)負(fù)載，不應(yīng)在電動(dòng)機(jī)端加裝補(bǔ)償電容器。因?yàn)樨?fù)荷變動(dòng)時(shí)，電機(jī)端電壓也變化，使補(bǔ)償電容器沒有放完電又充電，這時(shí)電容器會(huì)產(chǎn)生無(wú)功浪涌電流，使電機(jī)易產(chǎn)生過(guò)電壓而損壞。另外，如星三角起動(dòng)的異步電動(dòng)機(jī)也不能在電動(dòng)機(jī)端加裝補(bǔ)償電容器，因?yàn)樗饎?dòng)過(guò)程中有開路、閉路瞬時(shí)轉(zhuǎn)換，使電容器在放電瞬間又充電，也會(huì)使電機(jī)過(guò)電壓而損壞。

6照明節(jié)能的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

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(jì)應(yīng)從下列幾方面著手：6.1選用高效光源

按工作場(chǎng)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(chǎng)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(xì)管、U型管節(jié)能熒光燈，以滿足《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50034-2004）對(duì)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(shí)，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(chǎng)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(qiáng)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(bǔ)償無(wú)功損耗。

目前，第四代新型綠色光源，如LED燈、LVD無(wú)極熒光燈的技術(shù)發(fā)展較快，市場(chǎng)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(jī)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(guò)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(dá)到超過(guò)30lm/W，但目前LED也有自身的問(wèn)題：如光通量有待進(jìn)一步提高、價(jià)格較高、對(duì)散熱的要求較高等問(wèn)題，相信隨著技術(shù)的進(jìn)步與設(shè)計(jì)的成熟，這些問(wèn)題會(huì)很快得到解決。

高頻等離子體無(wú)極放電燈，簡(jiǎn)稱LVD無(wú)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(lái)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(diǎn)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(shí)，會(huì)將原來(lái)所獲得的能量以254nm的紫外線形式輻射出來(lái)，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(shí)，放電管已無(wú)需電極存在，放電能持續(xù)穩(wěn)定的進(jìn)行，避免了傳統(tǒng)光源的電極損耗問(wèn)題。提高了整個(gè)照明系統(tǒng)的可靠性和壽命，具有較顯著的節(jié)能優(yōu)勢(shì)。

太陽(yáng)光光線導(dǎo)入照明系統(tǒng)是目前國(guó)際最先進(jìn)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(yáng)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(zhǎng)繁殖，屬生態(tài)光源，這是其他人工光源所無(wú)法做到的。將陽(yáng)光光纖照明產(chǎn)品集光機(jī)安裝在室外房頂、陽(yáng)臺(tái)、地面、墻壁等一年四季能照得到太陽(yáng)的地方，通過(guò)光纜接入室內(nèi)，這樣每天從太陽(yáng)升起到落下，室內(nèi)都有陽(yáng)光照射，10多個(gè)小時(shí)享受太陽(yáng)光無(wú)微不至的呵護(hù)。光纖導(dǎo)入照明系統(tǒng)由室外主機(jī)、石英光纜和室內(nèi)照射器具三大部分組成。主機(jī)安裝在陽(yáng)光充足的室外，用于跟蹤、采集、分離太陽(yáng)光。光纜用于高效傳輸主機(jī)采集的陽(yáng)光進(jìn)入室內(nèi)，并進(jìn)行釋放。室內(nèi)照具主要用于固定和保護(hù)光纜出光端，增強(qiáng)和控制室內(nèi)出光效果。

1、集光機(jī)：是太陽(yáng)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(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)裝置、微電腦自動(dòng)程序控制系統(tǒng)、底座等組成。它可以快速跟蹤太陽(yáng)、采集最強(qiáng)陽(yáng)光，分離陽(yáng)光，消除紫、紅外線，將陽(yáng)光能量壓縮15000倍，高光高熱精確進(jìn)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(yáng)光送達(dá)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(qiáng)，將陽(yáng)光在傳送過(guò)程中的損耗降至最小。目前用戶最遠(yuǎn)實(shí)際使用距離為167m，最遠(yuǎn)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(dòng)、固定、遠(yuǎn)距離追射等多種功能，還可設(shè)置高性能增光反射膜，使陽(yáng)光照射更強(qiáng)。

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(duì)稱光分布燈具。由于它具有減弱工作區(qū)反射眩光的特點(diǎn)，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(shí)，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(chǎng)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(chǎng)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(jì)時(shí)適當(dāng)增加照明開關(guān)點(diǎn)，即每個(gè)開關(guān)控制燈的數(shù)量不要過(guò)多，以便管理和有利節(jié)能。（2）對(duì)大面積場(chǎng)所的照明設(shè)計(jì)，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(shí)，應(yīng)盡量采用調(diào)光器、定時(shí)開關(guān)、節(jié)電開關(guān)等控制電氣照明。公共場(chǎng)所照明，可采用集中控制的照明方式，并安裝帶延時(shí)的光電自動(dòng)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(shí)，可方便切斷插座電源，消除設(shè)備空載損耗、達(dá)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(duì)對(duì)絞電纜（CAT6UTP），將各種開關(guān)模塊R、調(diào)光模塊D、場(chǎng)景控制模塊M、時(shí)間管理模塊MT等連成網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?？筛鶕?jù)預(yù)設(shè)時(shí)間、場(chǎng)景，采用紅外感應(yīng)、移動(dòng)探測(cè)傳感、感光光敏元件等方式，自動(dòng)開啟或關(guān)閉相關(guān)區(qū)域照明，并自動(dòng)調(diào)整照度，以滿足不同時(shí)段、不同場(chǎng)合的需求，達(dá)到舒適、節(jié)能目的。示例如下：（1）高級(jí)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(dòng)狀態(tài)。通過(guò)配置的“智能時(shí)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(shí)間自動(dòng)在各種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。辦公室配有手動(dòng)場(chǎng)景控制面板M，可以隨時(shí)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(huì)議室、報(bào)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(chǎng)合的燈光需求，供工作人員任意選擇。如會(huì)議準(zhǔn)備階段只有部分或全部筒燈點(diǎn)亮；在準(zhǔn)備階段為保護(hù)價(jià)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(chǎng)時(shí)，燈槽中隱光的帶燈逐漸點(diǎn)亮。只有在會(huì)議開始時(shí)，才調(diào)亮所有燈光，使報(bào)告廳燈火輝煌。在會(huì)議進(jìn)行過(guò)程中，工作人員通過(guò)可編程控制面板，只需按一個(gè)鍵即可調(diào)用所需的某一燈光場(chǎng)景，還可配備遙控器，遠(yuǎn)距離控制燈光效果。（3）地下停車庫(kù)：在車庫(kù)入口管理處內(nèi)安裝面板控制開關(guān)，用于車庫(kù)燈光照明的手動(dòng)控制。平時(shí)在系統(tǒng)中央控制主機(jī)的作用下，車庫(kù)照明處于自動(dòng)控制狀態(tài)。在停車區(qū)域采用智能移動(dòng)探測(cè)傳感器HS，當(dāng)有人或車移動(dòng)時(shí)開啟相應(yīng)的局部照明，車停好后或人、車離開后延時(shí)控制關(guān)閉。當(dāng)有車移動(dòng)時(shí)可以通過(guò)主機(jī)顯示出來(lái)，方便保安和管理人員的管理。根據(jù)車輛停車的實(shí)際使用情況，可將一天的照明分成幾個(gè)時(shí)段，比如上午、中午、下午、晚上、深夜五個(gè)時(shí)段，通過(guò)定時(shí)控制軟件的設(shè)置，在這些時(shí)段內(nèi)，自動(dòng)控制燈具開閉的數(shù)量，以控制相關(guān)區(qū)域不同時(shí)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(fèi)，且保護(hù)了燈具、延長(zhǎng)了燈具的使用壽命。智能照明控制系統(tǒng)通過(guò)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(dòng)機(jī)的節(jié)能7.1選用高效率電動(dòng)機(jī)

提高電動(dòng)機(jī)類負(fù)荷占民用建筑總負(fù)荷的比例較大，故其節(jié)能意義重大。提高電動(dòng)機(jī)的效率和功率因素，是減少電動(dòng)機(jī)電能損耗的主要途徑。根據(jù)《中小型三相異步電動(dòng)機(jī)能效限定值及節(jié)能評(píng)價(jià)值》GB18613-2002，電動(dòng)機(jī)能效限定值是強(qiáng)制性的，必須滿足；節(jié)能評(píng)價(jià)值是推薦性的，電動(dòng)機(jī)節(jié)能評(píng)價(jià)值比能效限定值要高。當(dāng)電動(dòng)機(jī)滿足節(jié)能評(píng)價(jià)值的要求，就可認(rèn)為電動(dòng)機(jī)是高效能型的。與普通Y系列電動(dòng)機(jī)相比，YX2等新系列高效能電動(dòng)機(jī)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(jì)和技術(shù)改造中，應(yīng)選用YX2等新系列高效率電動(dòng)機(jī)，以節(jié)省電能另一方面要看到，高效電機(jī)價(jià)格比普通電機(jī)要高20％～30％，故采用時(shí)要考慮資金回收期，即能在短期內(nèi)靠節(jié)電費(fèi)用收回多付的設(shè)備費(fèi)用。一般符合下列條件時(shí)可選用高效電機(jī)：

（1）負(fù)載率在0.6以上；

（2）每年連續(xù)運(yùn)行時(shí)間在3000h以上；

（3）電機(jī)運(yùn)行時(shí)無(wú)頻繁啟、制動(dòng)(最好是輕載啟動(dòng)，如風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載)；

（4）單機(jī)容量較大。7.2選用交流變頻調(diào)速裝置

推廣交流電機(jī)調(diào)速節(jié)電技術(shù)，是當(dāng)前我國(guó)節(jié)約電能的措施之一。采用變頻調(diào)速裝置，使電機(jī)在負(fù)載下降時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，從而與負(fù)載的變化相適應(yīng)，提高了電機(jī)在輕載時(shí)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(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速已廣泛應(yīng)用。在設(shè)計(jì)中，根據(jù)變頻的種類和需調(diào)速的電機(jī)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(dòng)器設(shè)備

比變頻器價(jià)格便宜的另一種節(jié)能措施是采用軟起動(dòng)器。軟起動(dòng)器設(shè)備是按起動(dòng)時(shí)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(dòng)平穩(wěn)，起動(dòng)完畢，則全壓投入運(yùn)行。軟起動(dòng)器也可采用測(cè)速反饋、電壓負(fù)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(dá)到轉(zhuǎn)速隨負(fù)載的變化而變化。軟起動(dòng)器通常用在電機(jī)容量較大、又需要頻繁起動(dòng)的水泵設(shè)備中，以及附近用電設(shè)備對(duì)電壓的穩(wěn)定要求較高的場(chǎng)合。因?yàn)樗鼜钠饎?dòng)到運(yùn)行，其電流變化不超過(guò)3倍，可保證電網(wǎng)電壓的波動(dòng)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(huì)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(duì)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(gè)空調(diào)水系統(tǒng)的運(yùn)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(jìn)的“模糊控制技術(shù)”或“模糊控制與改進(jìn)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(shí)變、大滯后、多參量、強(qiáng)耦合的工況特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)空調(diào)水系統(tǒng)安全、高效的運(yùn)行。同時(shí)，在充分滿足空調(diào)末端制冷（熱）量需求的前提下，通?？墒顾玫墓?jié)能率達(dá)到60%～80%；通過(guò)對(duì)空調(diào)水系統(tǒng)的自動(dòng)尋優(yōu)控制，可使空調(diào)主機(jī)的節(jié)能率達(dá)到10%～30%，為用戶實(shí)現(xiàn)較顯著的節(jié)能收益。相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)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(shí)施）8節(jié)電型低壓電器的選用

設(shè)計(jì)時(shí)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(hào)燈取代原XD2、XD3、XD5和XD6老系列信號(hào)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(lái)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(tái)平均節(jié)電約50W，一般節(jié)電率高達(dá)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(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器等）、電弧性設(shè)備（電弧爐、點(diǎn)焊機(jī)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(dòng)器；氣體放電燈鎮(zhèn)流器；可控硅調(diào)光設(shè)備；UPS、EPS、計(jì)算機(jī)等)。

諧波對(duì)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(guò)中線時(shí)，會(huì)使線路過(guò)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(guò)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(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的誤動(dòng)作，并會(huì)使電氣測(cè)量?jī)x表計(jì)量不正確。⑤諧波會(huì)對(duì)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(wú)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(wú)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(chǎng)所為：1.調(diào)諧濾波器：適用于諧波負(fù)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(wú)功補(bǔ)償。2.無(wú)源諧波濾波器：適用于配電系統(tǒng)中具有相對(duì)集中的大容量（200kVA或以上）非線型、長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的負(fù)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(fù)載（如斷續(xù)工作的設(shè)備等），用無(wú)源濾波器不能有效工作的情況。

4.有源、無(wú)源組合型諧波濾波器：適用于配電系統(tǒng)中既有相對(duì)集中、長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的大容量（200kVA或以上）非線型負(fù)載，又有較大容量的、經(jīng)常變化的非線型負(fù)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(gè)重要趨勢(shì)。APF也是一種電力電子裝置，其基本原理是：從補(bǔ)償對(duì)象中檢測(cè)出諧波電流，由補(bǔ)償裝置產(chǎn)生一個(gè)與該諧波電流大小相等而極性相反的補(bǔ)償電流，從而使電網(wǎng)電流只含基波分量。這種濾波器能對(duì)頻率和幅值都變化的諧波進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償，且補(bǔ)償特性不受電網(wǎng)阻抗的影響。

10太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用《可再生能源法》自2006年1月1日起，在我國(guó)已正式實(shí)施面對(duì)迫在眉睫的能源危機(jī)，太陽(yáng)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(diǎn)，受到了世界各國(guó)能源專家的青睞，并被業(yè)內(nèi)人士稱為“黃金電”。

——“中國(guó)缺能，我們不能辜負(fù)頭頂?shù)拇蠛藐?yáng)光！”這是有識(shí)之士的熱切呼吁。

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