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照明用电的安全节能设计

日期：2021/12/21 Click：102

在对智能高层建筑进行照明设计时，在有空调的区域中，可以选用照明空调组合式节能系统。如何控制供配电线路的损耗也是高层建筑电气系统节能研究的一个重点。当前高层建筑越来越多、越来越高，而低压供电的供电半径不宜超过150m，对于高度超过150m的建筑物，配电变压器应放到建筑物的适当高度层面上，以提高供电电压等级，缩短低压供电半径，减少低压配电线路的损耗。

1照明用电安全节能设计

照明系统是建筑电气的主要核心系统，也是一个大的电能消耗单元。电气照明系统的电能消耗受到许多因素的影响，包括电气照明设备的总使用时间；整个配套电气照明设备的损耗。此外，电气照明设备将电能转化为可见光过程中的能量损耗，也受照明设备发光效率的影响。

1.确定安全合理的电气系统照明方案

首先，在确保安全可靠的前提下，选择合理的照明匹配方案。在艺术照明设计中，应按照经济、适用、实用的原则进行设计，不能单方面追求艺术形式，降低整个照明系统的经济性和可靠性。在智能高层建筑的照明设计中，照明空调组合节能系统可以在空调区域选择。照明设计需要高照明或改善光色要求时，应根据现场实际情况，选择2种或2种以上光源，形成完善的混合光照明系统。建筑电气照明系统中常用的四种混合光匹配特性参数如表1所示。其次，需要选择照明系统的照明标准。在照明系统设计中，应遵循GB50034-设计《建筑照明设计标准》中的技术要求。

1.选用安全、经济、高效的光源

光源的选择是整个高层建筑照明系统选择设计的重要组成部分。在选择照明光源类型时，应结合工程实际情况、人员照明视觉要求、照明使用场所、照明质量和数量要求，在满足照明区域颜色显示、启动时间等基本技术要求的前提下，以高发光效率、运行安全、使用寿命长、成本性能作为选择发光光源的标准。

1.选用高效节能的灯具

在设计高层建筑电气照明系统时，各种光源很少单独使用，一般根据各种光源的优缺点互补使用，反映各种光源的实际应用价值，达到节能降耗的效果。灯具搭配不当，灯具使用效率过低，照明系统可能会浪费高达35个电力资源%～45%。因此，在设计中需要选择能量转换效率高、控光效果好的灯具。

2电机安全节能设计

由于高层建筑电气系统中的电机一般与暖通空调、给排水、电线系统、建筑等专业设备相匹配，由设备制造商提供。因此，在运行过程中应结合实际工程的安全情况，实施节能措施。在设备系统中，一般可以采用当地补偿电容器的方法来减少先进无功输送造成的线路有功损失。同时，应尽量减少电机的轻负荷和空负荷，因为在这种情况下，电机的效率很低，所消耗的电能不会减少到负荷的线性变化。

3.变压器安全节能设计

在变压器的安全节能设计中，关键是减少变压器的有功功率损失。变压器的有功功率损损耗Pb表示如下：ΔPb=Po+Pkβ2(kW)式中：Po-变压器空载损耗(kW);Pk-变压器的负载损耗(kW);β-变压器负载率。Po又称铁损坏，由铁芯的涡流和漏磁损耗组成。其尺寸由硅钢板的性能和铁芯的制造工艺决定。一般来说，某厂生产的某种型号的变压器是固定的。因此，变压器应选择安全节能型，如S9SL9及SC8等型号的油浸变压器或干式变压器。采用优质冷轧定向硅钢板，减少铁芯涡流损失；通过45°倾斜接缝结构，减少漏磁。

(2)Pk它是变压器的线损坏，与变压器绕组的电阻和流过绕组的电流大小成正比，与负载β的平方形成正比。因此，在选择变压器时，应选择具有较小绕组电阻值的变压器，如铜芯变压器。通常，当β=50%变压器每千瓦负荷的能耗最小。但在实际操作中，变压器负载率为50%一般变压器负载率为75是不经济的%～85%它既经济又安全，因此变压器在使用时可以保留适当的容量。（3）当建筑用电容量大，需要选择多个变压器时，应尽量减少变压器数量，选择更多的大容量变压器。例如，所需的安装容量为4000kVA可选2台2000kVA变压器，而不是4台1000台kVA变压器可以达到更好的节能效果。

4供配电线路损耗控制

供配电线路是整个高层建筑电能输送的直接载体。干线、支线等线路形成交叉、纵向、水平复杂的网络，总长度一般在数万米甚至数十万米以上，因此线路上的电能消耗量非常大。如何控制供配电线路的损失也是高层建筑电气系统节能研究的重点。一般来说，当电流通过时，供配电线路会产生功率损失，其计算公式为：ΔP=3I2R×10-3式中：ΔP-三相输电线路的功率损失(kW);Ι-线路电流(A);R-线路相电阻(Ω)。从上述公式可以看出，为了减少功率损耗，应降低电流和电阻。通常，电流的大小有特定的要求，所以减少损耗应该从降低电阻开始。应从以下几个方面考虑降低线路电阻。

（1）合理选择高层建筑的配电电压等级。目前，高层建筑越来越高，低压供电半径不得超过150m，高度超过150m对于建筑物，配电变压器应放置在建筑物的适当高度，以提高供电电压等级，缩短低压供电半径，减少低压配电线路的损耗。例如，南京紫峰大厦的总高度已达450m,35楼和60楼共有89层配电变压器。苏州工业园区东门建筑高度为278m，部分配电变压器也被放置在建筑物的不同楼层。

（2）合理选择导线类型。在工程实际应用中，一般选用电导率低的新型材料导线，其中铜芯电缆传输电能效率最好，但铜成本高，所以在选择导线时要遵循安全、经济、实惠的原则。一、二类负荷大的建筑物可选用铜线，三类或负荷小的建筑物可选用铝芯线。(3)减少低压配电线路的长度。为缩短低压线路的安全供电距离，减少电能损失，变配电站应尽可能设置在负荷中心附近，变配电站的低压配电室应尽可能靠近建筑物的强电竖井。(4)增加电缆横截面。在高层建筑电气系统的设计过程中，必然会遇到一些电机设备远离供电系统的情况。在设计这些远线时，应根据实际情况选择大一级的电缆横截面，以满足线路的动热稳定性、电压降和基本载流量。

5建筑电气系统的安全设计

节能离不开安全。在建筑电气设计中，必须保证用电的安全，在使用过程中不存在安全隐患。安全设计需要从以下几个方面考虑。（1）确保电力供应。电力在人们的日常生活中是必不可少的，因此有必要确保电力的连续供应。一般来说，为了减少意外停电带来的麻烦，每栋高层建筑将准备2个或2个以上的独立电源，以确保电力供应。此外，高层建筑还需要配备发电机，以确保事故发生后的15个s内部供电。一般规定不得使用大容量油浸式电力变压器，以减少火灾。

（2）供电线路和电气设备的安全。由于高层建筑用电量大，线路复杂。一旦线路功率过大引起火灾，后果不堪设想。因此，必须严格按照规范要求选择导线，控制电流。一般情况下，大功率电气设备应接地，并需要重复接地。重复接地是指在中性点直接接地的系统中，用金属导线连接零干线的一个或多个地方的接地装置。(3)建筑消防设计。在高层建筑电气工程设计中，消防控制至关重要。消防系统主要包括:自动火灾报警系统、消防通信系统、火灾通信系统、消防联动系统和自动喷水系统。消防线路使用的材料必须具有防火功能，以确保消防线路在发生火灾时能够继续使用。此外，水泵通常用于消防，因此控制水泵也非常重要。

6高层建筑电气安全节能运行的日常管理

在高层建筑中，非长灯处于长期运行状态。员工节能意识差，没有养成关灯、空调、电脑、风扇等好习惯。空调、电脑等电气设备经常全天运行，空调温度过高或过低。娱乐场所、大学实验室、教学楼等筑，如娱乐场所、大学实验室、教学楼等。，缺乏有效安全的节能管理章程，往往会造成建筑物巨大的功耗和安全故障。因此，有必要在日常工作中培养员工的安全节能意识。同时，高层建筑电气系统管理人员要制定安全有效的节能降耗实施方案，定期维护整个电气系统，不断完善节能系统。这样才能更好的实现建筑的安全节能降耗。

7结语

未来，建筑对电气安全节能的要求越来越高，潜力巨大。在设计过程中，应进一步深入现场，结合现实，使人们生活在绿色、低碳的环境中。多年来，苏州相关高层建筑采用了上述电气安全节能的基本原则和设计要点，不仅没有电气事故，而且节约了大量能源，取得了良好的效果。

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