浅谈电气节能

1浅谈电气节能徐华2015-9-182电气节能技术主要内容1.供配电系统的节能2.电气照明的节能3.用电设备的节能4.计量与管理5.可再生能源利用设计标准的节能！！！3设计标准在节能设计中的作用•设计标准规范是法律依据1.设计标准有问题或选用标准不当，节能的源头就有问题；2.与国际接轨，但欧、美、日不同时，我们要高标准，这是我国规范、标准修编的一个趋向。•绿色建筑标准的“四节一环保”，其中，节材是一项很重要的内容，电气节材往往还可把系统做的简单，而简单的也往往是最可靠的。•如负荷等级确定，随意提高等级，造成变压器负荷率低，节能措施要求变压器负荷率在60%~80%的范围，如果一二级负荷偏多，怎么实现？•如电气漏电火灾报警系统，不看实际规模越做越大，火灾发生是有条件的，要有氧气、可燃物才能发生火灾----火灾防范在电气设计中引起的混乱和浪费，用大量的技术手段和金钱去堵截小概率事件，不注重施工和运营管理---往往造成系统复杂，难于管理，效果不佳。---不节材也不节能。•如双电源供电，到处装切换开关；现在电缆制造水平越来越高，有无必要都是双路供电到末端，值得商榷，造成资源浪费的现象严重；重视保险系数，系统复杂，看似完美无缺，轻视安装环节，可靠性更低。•如“每套住宅应设置自恢复式过、欠电压保护电器”的要求，造成浪费，效果如何？•切忌为所谓的可靠性不断增加系统。以“安全的名义”增加的系统，到底效果如何？41.供配电系统的节能1.正确划分负荷等级（《供配电系统设计规范》GB50052-2009）--不能人为提高负荷等级2.合理选择供电电压等级---减少线路损耗（国家电网公司业扩供电方案编制导则）注1：无35KV电压等级的，10KV电压等级受电变压器总容量为100KVA至15000KVA。注2：供电半径超过本级电压规定时，可按高一级电压供电。51.供配电系统的节能2.合理选择供电电压等级---减少线路损耗（国家电网公司业扩供电方案编制导则）•电动机功率为多大时，宜采用中（高）压供电方式：（启动和节能）《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012第8.2.4条规定：电动压缩式冷水机组电动机的供电方式应符合下列要求：①当单台电动机的额定输入功率大于1200kW时，应采用中（高）压供电方式。②当单台电动机的额定输入功率大于900kW而小于或等于1200kW时，宜采用中（高）压供电方式。③当单台电动机的额定输入功率大于650kW而小于或等于900kW时，可采用中（高）压供电方式。【需讨论】•《全国民用建筑工程设计技术措施—电气节能专篇》4.4章节中对于选择高压电机的标准为大于200kW时宜采用。•采用变频调速装置驱动的电动机启动电流小，500KW以下的电动机可选用380V电压等级的低压电动机，500KW及以上、800KW以下的电动机宜选用660V或10（6）KV电压等级。61.供配电系统的节能3.负荷计算—合理确定负荷指标（节能指标）国内最注重---但效果最不理想，合理选择变压器容量和台数，变压器负荷率设计值宜在60%~80%的范围。变压器经济运行负荷率的确定（一二级负荷降低）4.功率因数补偿---5.谐波治理--《建筑电气工程电磁兼容技术规范》报批----加装有源滤波器来吸收电网的谐波，以减少和消除谐波的干扰，把奇次谐波控制在允许的范围内，保证电网和各类设备安全可靠地运行。---但切忌不问场合6.线路路径与截面7.备用电源和应急电源的设置与容量的确定。72.电气照明节能----绿色照明实施照明节能的主要技术措施：1.正确选择照度标准；2.合理选择照明方式；3.使用高光效光源；4.推广高效节能灯具；5.使用节能型镇流器；6.照明配电及控制节能；7.建筑环境节能。82.1正确选择照度标准•设计标准规范是法律依据1.设计标准有问题或选用标准不当，照明节能的源头就有问题；高标准不节能，而低标准又降低照明质量，在保证照明质量和照度的条件下实施节能才又意义；2.照明设计以满足功能为主，但艺术性要求越来越高，照明标准能否兼顾这种要求和变化。如办公场所，均匀度是否要求那么高，有些变化行不行？3.呼吁设计院重视照明行业，“照明圈”很热闹，但设计院的声音渐弱！92.2实施照明节能的主要技术措施---照明方式•合理选择照明方式---照明设计最应注意的照明技术发展很快，照明方式要巧妙运用1工作场所应设置一般照明；2当同一场所内的不同区域有不同照度要求时，应采用分区一般照明；3对于作业面照度要求较高，只采用一般照明不合理的场所，宜采用混合照明；4在一个工作场所内不应只采用局部照明；5当需要提高特定区域或目标的照度时，宜采用重点照明。1.一般照明----为照亮整个场所而设置的均匀照明。2.局部照明----特定视觉工作用的、为照亮某个局部而设置的照明。3.分区一般照明---对某一特定区域，如进行工作的地点，设计成不同的照度来照亮该一区域的一般照明。4.混合照明-----由一般照明与局部照明组成的照明。5.重点照明----为提高指定区域或目标的照度，使其比周围区域突出的照明。10(办公室照明）11办公室照明一般照明+局部照明•办公室电脑使用普遍•一般照明照度能否减小•用落地灯、台灯增加桌面照度•考虑空间光环境•考虑人员情绪变化，照度不一定一成不变•Motivelighting，功能性、艺术性、人的情绪等综合考虑122.3实施照明节能的主要技术措施----光源选用原则（一）满足场所使用对显色性的要求（二）更高光效（1m/W），达到更好的节能、环保效果（三）合适的色温（四）较稳定的发光（五）良好的启点特性（六）使用寿命更长（七）性能价格比好13实施照明节能的主要技术措施发光二极管LED（LightEmitingDiode）•寿命长——达100000h•单色性好——辐射光谱为窄带•多种颜色——红、黄、绿、蓝、白，无需滤色，•耐震性好•安全——低电压、低温升•节能——光利用率高•显色性好——Ra为75~85适用：交通信号灯、机场标志灯、夜景照明、庭院美化、商业装饰、广告、大屏幕背景、汽车尾灯、建筑标志、应急疏散标志等。•将解决一系列技术问题，如配套灯具，显色性提高，色温的多样性等，LED由夜景照明、道路照明进入建筑照明领域，引起照明光源又一次革命性飞跃。14世博园区内使用10.5亿颗LED芯片；场馆室内照明光源中约80%采用LED夜景照明1516地下车库、变电所、公共走廊17博物馆照明1819202122232.4实施照明节能的主要技术措施---使用高效节能灯具•灯具选择原则（一）灯具效率（η）高：η=ΦL/ΦO，取决于反射器形状和材料，出光口大小，漫射罩或格栅形状和材料；（二）灯具配光应适应场所条件；（三）眩光限制符合使用场所要求；（四）符合环境条件的IP等级•按室形指数（RI）或室空间比（RCR）选择灯具的配光，以提高利用系数，参考下表。•选用光通维持率高的灯具：涉及反射面、漫射罩、透光罩材料抗老化、防静电性能及维修性能。RCRRI灯具配光类型最大允许距高比1~35~1.67宽配光2.5~1.53~61.67~0.83中配光1.5~1.06~100.83~0.5窄配光1.0~0.5•按RCR或RI选择灯具配光242.5实施照明节能的主要技术措施----推广节能型镇流器•气体放电灯必须配套镇流器才能正常工作。1.直管荧光灯镇流器传统电感镇流器（以下用符号“LB”）和节能型电感镇流器（符号“SELB”）、电子镇流器（符号“EB”），EB按标准又分为H级和L级。•SELB是在LB基础上改进而来，其自身功耗下降约40~50%，使灯的系统功耗降低约8%，由于铁芯材料好，工艺合理，温升较低，可靠性更高，寿命更长，产品质量较稳定，虽硅钢片用量增大，价格稍高，但可从节能和使用寿命得到补偿，容易获得回收。•应该积极应用SELB和EB，而不使用传统的LB。使用SELB比LB价高一些，但从节省电费中能很快回收（一年内）。•一般场所选用SELB，价格较低，回收期短，使用寿命长，可靠性好，电磁干扰小等优点，更易于被用户接受；•对于视觉要求高、无频闪的连续作业场所，要求安静的场所（如医院、阅览）等，选用EB更合适。使用EB时，宜用优质的L级产品，其谐波含量小，避免中性线过流。252.5实施照明节能的主要技术措施----推广节能型镇流器2自镇流荧光灯镇流器•这种灯的灯管和镇流器自成一体，配套性强。由于其功率较小，多在5~25W之间，由于小功率的EB产品质量较易过关，而LB或SELB的重量大，起动也较困难，所以绝大多数均配套EB产品。3高压钠灯镇流器•为了降低镇流器功耗，同样在发展SELB和EB，逐步取代LB产品。所不同的是，SELB是对LB的改进提高，技术上成熟，节能效果比较明显；而EB研制时间短，功率比较大，技术难度较大，运行经验不充分，特别是150W以上的，节能效果不明显，目前不能普遍推广应用。•当前，推广应用SELB代替LB是主要课题。按国际铜协（中国）提供的资料，SELB与LB的功耗比较列于下表。表7高压钠灯的镇流器功耗比较灯泡功率（W）30401001502504001000LB30~4022~2515~2015~1814~1812~1410~11镇流器功耗占灯功率百分比（%）SELB＜15＜12＜11＜12＜10＜9＜8264高压钠灯双功率节能镇流器道路照明等场所，后半夜车流、人流较少时，为了节能，可以降低照度一半，一只400W钠灯，后半夜降功率运行，每年减少用电量达400kWh，可以用集中遥控或自控，也可用定时自控实施。用电子镇流器也可以实现双功率运行。5高压钠灯恒功率镇流器电源电压升高时，灯功率将大幅度增加，如电压为额定值的110%时，灯功率将达额定值的128%左右。对于道路照明，半夜以后，电压升高很多，灯功率和输出光通大幅度升高。用恒功率镇流器，可保持灯功率不变。达到节能和延长灯泡寿命的目的。2.5实施照明节能的主要技术措施----推广节能型镇流器276金属卤化物镇流器近年来研制了SELB和EB两类镇流器，而金卤灯的EB技术难度更大，暂时不宜普遍推广；而SELB比较成熟，有较好节能效果，应予推广应用。关于恒功率和双功率镇流器和高压钠灯基本相同。金卤灯镇流器和灯泡的配套美标金卤灯和欧标金卤灯的镇流器不同，欧标金卤灯可用钠灯线路或汞灯线路，即可用电感镇流器加触发器；而美标金卤灯则应配置专用的CWA镇流器，即超前顶峰式（漏磁升压式）镇流器，否则将使启动困难，降低光效，色温不稳定，降低灯泡寿命。CWA镇流器价格较高，安装时往往用普通的镇流器代替，导致使用效果不好。2.5实施照明节能的主要技术措施----推广节能型镇流器282.6实施照明节能的主要技术措施---照明配电与控制节能（一）稳定电压：•当光源端电压为1.1Un时，输入功率增加以下百分数：白炽灯、荧光灯——14%~15%金卤灯——20%~25%钠灯——28%~29%•后半夜使用的路灯、走廊、楼梯灯更为突出。如某街道100只250W钠灯，后半夜电压升高10%，年增电耗19000kWh。•设计中应考虑稳定电压措施，如采用照明专用变压器，并且自动稳压；和电力负荷共用变压器时，应避开冲击性负荷对照明的影响。•照明电源线路采用三相供电时，应尽量使三相照明负荷平衡，最大相线的负荷不宜超过三相负荷平均值的115%，最小相线的负荷不宜小于三相负荷平均值的85%，以免影响光源的发光效率并减少电压损失。（二）提高COSΦ：上述街道钠灯，每灯装一电容器，COSΦ提高到0.9，线路损耗每年降低4000~5000kWh（未计变压器损耗）。（三）降低线路阻抗：适当加大截面，用电缆或穿管线路。（四）合理的控制方式：有很多种控制，如微机自动开关灯，调压、调光方控，还有对道路灯（钠灯）采用恒功率输入，恒光通输出，采用后半夜降低灯端电压或灯功率，以降低光输出，节约输入电能等。29照明能效标准能效标准包含两类：一是各类光源、灯具、镇流器的能效限定值和节能评价值；二是照明设计能效标准。•照明功率密度值（LPD）评价照明设计能效。LPD=(PL