建筑电气的节能与供配电线路设计

建筑电气的节能与供配电线路设计

郭玉伟

聊城市华鲁建筑设计院有限公司 252000

摘要：电是现代社会生产、生活中不可缺少的一种重要能源，电气设计在建筑设计中占据着重要的地位，而供配电线路设计是建筑电气设计中的重点内容，因此必须提高对供配电线路设计的重视。在当前建筑行业越来越注重绿色、节能、降耗、环保的背景下，建筑电气设计中，也要采取有效的节能策略，减少建筑电气系统的能源消耗。文章主要对建筑电气的节能设计策略及建筑电气设计中供配电线路设计要点进行了分析。

关键词：建筑；电气；节能；供配电线路；设计

建筑工程是我国基础设施建设中的重要组成部分，其为群众住宅、商业楼盘、工业厂房等提供了场地空间。自进入21世纪以来，我国建筑行业飞速发展，现如今已经进入到了改革、转型的关键阶段。电气设计是建筑设计中的一个要点，其涉及到能耗、用电安全等问题，也对建筑的实用性、安全性产生着巨大的影响，为更好地推动建筑行业的健康持续发展，应积极开展电气节能设计。

1.建筑电气节能设计

1.1照明系统节能设计

在建筑工程中，照明系统是不可或缺的用电设施，也是引起电能消耗的重要部分。照明系统节能设计中，应从整个照明系统的能耗降低、低碳环保方面充分考量。目前，我国针对民用建筑、工业建筑的照明设计，有着明确的标准值设定，同时针对室外作业场地的照明设计，也有相应的标准值设定。鉴于此，建筑电气照明系统的节能设计中，应合理选择照明方式，并进行明确分类，如混合照明、一般照明、分区照明等。必须认真遵循照明功率密度限制的要求，在实际进行节能设计的时候，优先对低功率密度值进行选择，从而实现节能的目标。如，可以选择现代节能灯具，既符合节能降耗的要求，也有着光线柔和的优点，能够有效提升照明的舒适度。

1.2供配电系统节能设计

建筑电气设计中，针对供配电系统开展节能设计的时候，主要是对系统接线方式、电压等级、变电站位置进行科学、合理选择。根据实际功能需求，来对谐波抑制器、无功补偿等相关设备进行合理配置，并要优先选择节能、环保型的电气设备。同时，在针对供配电线路开展节能设计的时候，充分考虑到以往供配电线路长度大导致电能输送过程中损耗较大的特点，应从减小导线截面积、缩短线路长度以及合理选择导线材料等方面入手，来达到节能的效果。缩短供配电线路的长度，具体来说便是使供电变压器尽可能地接近负荷中心，以减少电能传输过程中的线损。在符合实用性、经济合理性等要求的前提下，可优先选择横截面较大、节能效果较好的铜导体。

1.3变压器节能

建筑电气设计中，针对变压器，主要的节能思路便是降低负载损耗。负载损耗的产生，主要原因是负载电流在经过绕组的时候出现一定的损耗，或由于负载电流，而导致漏电磁通式涡流损耗的出现。为了减少变压器能耗，应选择具有低涡流损耗、低磁滞损耗等性能的变压器。

2.供配电线路设计

2.1分路供电设计

建筑电气系统中，通常具有诸多高负荷电器，而负载的大小会在很大程度上影响电源、接地要求，因此有必要实施分路供电。如，计算机房中的相关设备，负载较大，在线路设计中，最好是独立设计，且要选择不间断电源，以避免意外停电而造成的危害。再如，照明系统中的荧光灯，属于非线性负荷，日常工作中也有可能出现谐波，线路设计中，可独立设计。供配电线路设计中，若遇到大型建筑，应对集中控制装置进行科学设置，以达到减少电能损耗的效果。

2.2线路设计

对于供配电线路来说，供电母线目前主要采取的方式为地埋式，由于负载与输送之间产生着直接的影响，因此应分析各方面负载的实际情况，然后对母线供电方式进行合理选择，并根据实际应用情况进行分路供电，电器供电时应选择不同导线。采取这种方式的原因在于，一些电器设备在工作中，若是线路之间存在影响便会产生一定的谐波，导致电器设备不能正常使用，这时，应采取有效措施，来消除意外因素，避免突然断电而导致的损失。针对用电量比较集中的区域，应设置专门配电室，来控制配电系统，以减少电能消耗。

2.3功率因素设计

对于供配电系统来说，为实现功率的提升、能源消耗的降低，多采取无功补偿方法。首先，应对设备进行合理选择，减少无功损耗。其次，应安装无功补偿装置。我国民用建筑目前在电气设计中，通常是在变压器低压侧进行集中设置补偿，可以在一定程度上减少无功损耗，却无法从根本上解决这一问题，其仅是减小了高压线路中的无功传输，没有实现变压器低压向母线传输的无功补偿，从而无法保障供配电系统的节能性，仍需进一步研究，予以改进与优化。

2.4接地设计

接地设计是建筑电气供配电线路设计中必须重点考虑的问题，其对供电系统的安全性、可靠性产生着直接对影响。在目前的220V/380V供电系统中，一般采取的是直接接地的方式，根据系统设置情况的不同，可以选择TT系统或者是TN系统。其中，TN系统又可以分为TN-S系统、TN-C系统以及由两者组成的TN-C-S系统。在供电系统中无变压器配备的情况下，TN-C-S系统可起到理想的效果。而TN-C系统使用时需充分接地，进入建筑内部后将其转化为TN-S系统，采取这样的布置，可有效节约电气接地系统所花费的材料、成本，也可以提升系统的安全性。

2.5防雷设计

雷电灾害是威胁供配电线路安全性的主要问题之一。鉴于此，供配电线路设计中，应高度重视防雷设计。实践发现，在建筑外表面安装避雷系统，可满足防雷所需分流、屏蔽的需要。屏蔽主要作用是消除感应电压给供电系统带来的危害；分流主要是减少雷电传输给建筑结构的电流，降低输送电位，若安装的是避雷线，还可以减小雷电给供配电线路带来的危害，确保供电系统的安全运行。安装避雷线之后，还要设置避雷器设备，以满足供配电线路的防雷需要。采取这样的措施，可确保雷击带来的电流能够通过防雷系统被引入到地下，避免给供配电线路造成损坏。此外，还可以设置跳闸装置，雷击发生后，快速切断闸，从而避免雷击给电路造成的损坏。

3.供配电线路的节能设计

3.1缩短配电线路

应尽量使变配电室位于负荷中心，以实现供电线路的缩短，降低线损、节省线材用料。对于低电压配电线路，应控制其配电半径不超过200m。若建筑总占地面积大于10 000m²，则需要设置不少于3个的配电室。对于高层建筑，则要将配电室设置在强电竖井附近。通过有效缩短配电线路长度，可达到降低电能损耗的效果。

3.2确保布线合理

建筑电气系统主要可以分为弱电系统、强电系统两种类型。其中，强电系统的电流过大，会产生明显的电磁干扰，其达到一定程度之后，可能会导致同区域弱电系统失灵，造成严重损失。因此，综合布线时，应确保弱电系统、强电系统之间的距离超过安全距离，以预防电磁干扰现象的出现。

3.3三相负荷平衡

单相负荷较多的情况下，分配回路的时候，应保持三相负荷平衡，达到减少中性线路上的电流、降低线路电力损耗的目的。

结语：

综上，建筑电气设计中，应从照明系统、供配电系统、变压器等方面开展节能设计，并要把握好分路供电设计、线路设计、功率因素设计、接地设计、防雷设计等供配电线路设计要点，采取缩短配电线路、确保布线合理、维持三相负荷平衡等措施，对供配电线路进行优化，从而确保建筑电气设计的合理性，建设功能合理、节能减排、安全稳定的电气系统。

参考文献：

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[2]忻国祥,嵇立勇.建筑电气设计的安全性和节能性研究[J].中国设备工程,2020(13):192-193.

[3]黄志俊.对建筑电气中供配电线路设计的探讨[J].通讯世界,2016(12):168-170.