建筑配电及照明节能的研讨

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,建筑配电及照明节能的研讨,任元会,中国照明协会参谋,教授级高级工程师,提纲,建筑电气节能的内容,供配电系统的节能,自动化系统与节能,实施绿色照明,节约能源，保护环境，是我国的重大国策，也是全球共同关注的问题,煤、油等不可再生能源，地球大气环境恶化,2005年“节能中长期专项规划所列十项重点工程包括：,电机系统节能工程,建筑节能工程,绿色照明工程,“十一五期间住宅和公共建筑严格要求节能50%的标准，加大既有建筑的综合节能改造,“绿色建筑的探索,?“十一五城市绿色照明工程规划纲要?2006,“公共建筑节能设计标准(GB50189-2005),建筑电气节能的特点,应在保证用电平安、为使用提供最正确的效劳条件,应运用科技手段、采用高效设备和器材,注重健康、环保,能够有效的降低运行本钱,是绿色建筑的最重要局部之一,涉及的领域,供配电系统,楼宇自动化系统,照明,建筑供配电系统的三大要素：平安、可靠性、节约用电,平安用电,防止发生人身触电的防护,防止引发电气火灾,供电的可靠性：不应发生突然断电,防止导致对人身平安的威胁,防止导致设备损坏,防止导致运营的混乱,节约用电,用最少的电满足使用需求,使用者满意,节能措施1：合理设置变电所位置,目标：变压器尽可能靠近负荷中心，缩短低压220/380V配电线路长度，降低线路损耗。,在送电功率(P)不变条件下，线路电流(I)与电压(U)成反比，见式(1):,低压380V为中压10kV的线路电流的26.3倍，,而线路的电功率损耗又与电流的平方成正比，见式(2):,那么用380V送电为10kV的功率损耗的690倍,因此，使10kV线路深入、靠近负荷中心(如制冷机、泵等)，对大型建筑可降低年损耗约几万千瓦时。,节能措施2：提高线路功率因数,一般建筑的用电设备的功率因数较低，如：冷冻机、水泵、送排风机等，功率因数约为，电梯约为，照明用气体放电灯约为。,功率因数低的后果,供电部门不允许，要求不低于0.9,将使线路电流加大，从而大大增加线路损耗,同理，电流加大，将增加变压器损耗，降低变压器利用率,提高功率因数的措施,合理选择电动机类型和容量见后述,选用低谐波、高功率因数的放电灯镇流器见后述,对负荷变化大的风机、泵等设备的电动机设置变频调速,设置一定容量的补偿电容装置,设置适当的滤波装置，治理谐波,节能措施3：变压器选用与节能,一座大中型建筑，变压器容量可达5000-10000kVA，年用电总量达几百万至千多万千瓦时，变压器年损耗达几万至十几万千瓦时。如选用变压器得当，可产生降低变损20%-30%的潜力。,措施,采用新型节能变压器,合理确定变压器的容量：使变压器负载率不低于0.3,也不应高于0.85，最好在,提高变压器的功率因数，降低谐波含量,采取上述措施的经济原那么,选用变压器增加的费用，应经过全寿命期技术经济比较(TOC法，计入利息和通胀率，以及考虑能源价格增长率),无论是新建或是节能改造，一般能在2-5年内回收增加的本钱为宜,节能措施4：适当加大配电线路导体截 面，降低线路损耗,电线、电缆截面选取原那么,通常是按技术因素发热、电压损失等确定,按经济性原那么，还应考虑按“经济电流来确定截面。即适当加大截面，以降低损耗,采取上述措施的经济原那么,用TOC法比较，证明运行中节省的电费能合理补偿增加的投资,新建工程，应在2-4年内回收增加的投资为宜,由于铜材是紧缺物资，价格飞涨，为了合理节能，尽快回收增加的投资，采用铜包铝新型导电材料具有以上两方面的优越性,节能措施5：电动机应用与节能,电动机是耗电量最大的设备之一，其节电潜力大,电动机节能的技术措施,应选择或配套高效、超高效电动机，按照?中小型异步电动机的能效限定值和能效等级?GB18613-2006要求选择,提高电动机负载率，要求到达以上，不要“大马拉小车，可以提高效率和功率因数,对负载变化比较大的，可采用变频调速不宜用风门、阀门调节，可以不同程度提高效率和功率因数,电动机节能的难点,电动机多半由被拖动的机械如风机、泵所配套带来，往往达不到上述要求，建设方、设计院、承包方都未予注意。因此必须提出配套电动机节能要求。,电动机节能举例,如新型YX2型电动机，比Y型、Y2型提高效率2-3个百分点，损耗降低20%-30%，增加15%-30%投资，可在1-2年回收。,0,4,000,8,000,12,000,16,000,Y电机效率：89.3%,YX2电机效率：92.0%,电机价格,能耗费用,人民币,3000,小时,/,年,全负荷,0.5,元,/,度,10%,贴现率,节能措施6：谐波治理与节能,谐波来源,主要来自电视机、计算机、UPS、整流器、变频调速、放电灯的电子镇流器等,谐波的危害,波形的畸变，造成对电网的污染，对微电子设备的干扰,降低了线路的功率因数,增加了线路电流，加大了变压器及线路的损耗,导致线路中性线N电流加大，是引起电气火灾的不可无视的因素,治理措施,选择低谐波的设备、器材如电子镇流器,设置滤波装置,自动化系统主要内容,建筑自动化系统BAS,电力监控管理系统,照明控制调节系统,通信与信息系统,消防和安防监控系统,系统集成,自动化系统的作用,节约能源，降低本钱,提高管理水平，节省人力，从系统中的数据，总结经验，指导机电系统运营,提高机电系统运行平安性和可靠性,为使用者营造更平安、方便、舒适的工作和生活环境,自动化系统的节能分析-BAS,BAS：主要是对空调、冷冻、给排水的监控，这个系统是耗能大户，节能潜力大,控制送冷水热水温度,调节新风比例,利用自然风,合理设定公共场所温度,提高控制温度精度,提高能源利用效率,是人力难以到达的,自动化系统的节能分析-电力监控管理系统,电力监控管理系统,提高供电平安性、可靠性,提高电能质量,合理投切变压器的运行,提高和调节功率因数，降低无功损耗,监视和治理谐波,合理节能,自动化系统的节能分析-照明控制调节系统,照明控制调节系统：节能，并延长光源使用寿命,对楼梯间、走廊、电梯厅、大堂、夜景照明、定时开关或减半亮灯,对公共场所、通道等按天然光状况开关灯,对走廊按后半夜调光或按人动静调光或开关灯,对报告厅、多功能厅、娱乐场所作多场景设置调光和开关灯,自动化系统的节能分析,客房或办公控制系统,功能：主要是空调及灯光控制、调节,节能：,-客人离房自动延时断电不包括空调,-入夜客人进房时，自动开启1-2个灯,客房空调控制按无人入住、有人入住在使用、有人入住未使用三种工况，分别设定温度调节范围，保证客人舒适居住环境，也有利于节能,办公室那么按工作、,午休和下班后分别,调节和开关,28,27,26,25,24,23,22,21,20,19,18,17,未入住,入住，客人不在,入住，使用中,夏季工况,冬季工况,o,C,绿色照明,绿色照明(Green Lights)的宗旨：有利于人们工作、生活需要的良好光环境，有利于人的身心健康的条件下，到达节约能源、保护环境的目的。,照明是除空调外的又一用电大户；长期来酒店等建筑使用的照明光源落后，仍有不少能效很低的白炽灯，所以，节电潜力很大。,实施绿色照明，对节约用电，为使用者提供一个好的照明条件，降低运行本钱，都有明显效益。,节能措施1：应用优质高效光源,常用光源的性能及适用场所,光源名称,发光效能(lm/W),显色指数（Ra）,使用寿命（h）,使用场所,白炽灯,8 12,99,1000,严格限制,卤素灯,12 16,99,2000,商店小型贵重商品的重点照明,直管荧光灯（卤磷酸钙荧光粉）,60 80,57 72,8000,不再应用,直管荧光灯（三基色荧光粉）,70 100,83 85,12000,办公室、镜灯、走廊、餐厅、会议室,紧凑型荧光灯（三基色荧光粉）,45 65,80 85,6000,大堂、电梯厅、客房、走廊、多功能厅,石英金属卤化物灯,60 90,60 65,6000 8000,高空间、夜景照明,陶瓷金属卤化物灯,70 100,80 85,12000,中庭、大堂、商店,高压钠灯,90 130,23 25,16000,道路照明,发光二极管(LED)*,40 60,60 80,30000 50000,夜景照明、标志灯、广告牌、夜灯,*LED主要应用在有色彩、有动感、调光要求的场所，LED开展很快,各场所选用光源的要求-1,严格限制低效白炽灯应用，是全球之必然趋势,限制卤素灯的应用，只用于小型贵商品如首饰、水晶制品等的重点照明,建筑的主要光源是荧光灯，较高的场所，如大堂、中庭、演出厅等宜使用陶瓷金属卤化物灯,各场所选用光源的要求-2,荧光灯的选用要求,办公室、机房、控制室、商店、餐厅、客房及卫生间的镜灯等宜用直管灯，装饰要求高的场所可用紧凑型荧光灯,(,下称,CFL),应选用细管径灯：直管灯应选,T8(,直径,26mm),或,T5(16mm),型,应选用三基色荧光粉制作的三基色荧光灯，不再用卤磷酸钙荧光粉灯管,办公室、机房、控制室、餐厅、暗槽内灯，应选用,4,呎长灯管,(T8-36W,、,T5-28W),，不用,2,呎长小灯管,多数场所荧光灯的色表不应选冷色,(,相关色温,Tcp,5300K),，而应选暖色,(2700K-3300K),或中间色,(3300K-5300K),各场所选用光源的要求-3,光源的选用要求,办公室、教室、客房及卫生间化装镜上、窗帘灯，用三基色直管荧光灯,台灯、落地灯、进门廊灯、卫生间顶灯，用CFL,床头灯不调光的用CFL；要求调光的可用CFL配调光电子镇流器，将来可用LED灯,夜灯可用LED；衣柜灯可用LED,各场所选用光源的要求-4,关于LED光源,近年来开展最快、前途最广的一种新型光源，具有平安、长寿命、颜色丰富、耐震动、耐气候、可调光等优点，光效也在不断提高，但目前用于室内照明还有不少问题待解决,应用意见：,适应于建筑装饰、轮廓灯、园林美化、喷水池灯、广告牌、标志牌等需要彩色光、调光、动感光的场所,可用于客房调光床头灯、夜灯、走廊及电梯厅墙壁灯等，但要求用高显色,(Ra80),、低色温,(3300K),或中色温,(4000K,左右,),节能措施2：镇流器应用于节能,镇流器关系到照明质量、电路谐波和自身损耗，值得重视。,荧光灯应采用以下两种镇流器，其特点是：,节能电感式：可靠、寿命长、谐波小,电子式：能效更高、频闪小、噪音低、重量轻、可调光,选用电子镇流器的技术要求,选用优质、可靠性高的产品，招标或采购时，应提出质保期不少于,5,年或,3,年,控制谐波含量：特别是灯功率,=25W,者，国家标准规定的谐波限值很宽，如在同一建筑中大量使用，必将导致谐波污染，和线路中性线,(N),电流过大的严重后果，选用时，应提出更高的谐波限值。建议：要求,3,次谐波不大于,20%,，总谐波不大于,25%,镇流器的谐波限值,按GB/T 15144-2005标准，取消了电子镇流器的H级、L级类别，谐波按25W和25W灯管规定最大限值。,按GB 17625.1-2003标准，照明设备的谐波电流限值如表,表1 C类设备(照明)的谐波电流限值,(灯的有功功率大于25W),谐波次数,基本频率下输入电流以百分百数表示的最大允许谐波电流含量(%),2,2,3,30,5,10,7,7,9,5,11-39,3,注:1、功率不大于25W的放电灯，3次谐波不应超过86%，,5次谐波不应超过61%,2、电路功率因数,选用要特别注意：,25W的放电灯，3次谐波最大限值达86%，如一建筑内大量采用，必须采取严格限制措施：,特别规定产品的谐波限值提出订货要求,或按谐波电流设计中性线和相线截面,选用要特别注意：,N线计算电流：I,N,相线电流86%32.58相线电流,含谐波的相线计算电流计算式如下：,大约为相线计算电流之倍。,节能措施3：灯具应用与节能,工厂、办公室、教室等场所，主要按配光、控制眩光、能效等条件选择灯具,酒店等的照明灯具，常常被视为装饰品，但不能忘记它更是一个照明器件，关系平安、节能、照明效果等多种因素,建议选用灯