关键词:建筑电气系统;节能设计;绿色建筑电气技能

0 弁言

电气节能建筑设计 常用建材

建筑领域在培植期间和投入利用之后均会花费大量的能源与资源,如果没有做到节能方法的落实,涌现资源与能源摧残浪费蹂躏情形的可能性将会加大。
对付建筑工程而言,电气系统设计与培植在个中霸占着关键地位,对这项内容进行优化能够为培植绿色建筑目标的达成奠定坚实根本。

基于此,干系主体应该看重电气节能设计内容的落实,同时运用更加可行、更加可靠的绿色建筑电气技能,并在电气系统之中的各个部分做到有效运用。

1 建筑电气节能设计紧张内容

对付当前存在的大多数的建筑物而言,配供电系统的供电水平和质量是能够对一个单独的建筑物内部与外部电气系统的运行能否实现低能耗化、高效化和稳定化产生直接影响的关键要素,而对配供电系统供电质量产生决定性浸染的成分则紧张包含三个方面,即三相平衡、功率因数以及谐波含量。
基于此,在建筑电气节能设计之中,设计的紧张内容即为这三项内容。

(1)确保三相平衡

所谓三相,指的是三相交流电源,亦可以将其理解为三相交流电源或三相电线。
三相电线即三根电线,也便是火线、零线和地线。
三相交流电源指的则是由三个相位依次互差 120 度的、振幅与频率均同等的互换电势共同组成的电源。

现阶段,三相是一种利用广泛的多相交流电系统。
在建筑电气节能设计之中,落实三相平衡是一个至关主要的组成部分。
一旦电气系统之中的三相处于不平衡状态,将会引发一系列的不良后果,例如电机利用寿命大幅缩减、电机附加发热与振动、线路损耗等等。

因此,为了能够为三相平衡供应保障,在实际开展建筑电气系统节能设计的过程中,应该做好如下几方面的事情:首先,在对建筑物之中存在的各种用电设备进行 220V/380V 的三相系统设计接入时,要将三相平衡严格实行下去,从根本上避免三相负荷不平衡情形的产生,做到高效管理;其次,针对电气系统的实际功能展开更加深入且细致的划分。

在此之中,建筑物中的照明系统所接入的电网应该为 220V 的低压电网用以供电。
倘若电流不敷 60A,在供电时也可以通过单向供电的形式,落实三相平衡供电的形式。
倘若电流超过 60A,则须要通过 220V/380V三相四线制供电,始终担保三相平衡;为了切实达成三相平衡,还须要将平衡装置安装在电气系统之中。

(2)提升功率因数

从物理学的角度来看,有功功率和实际功率的比值即为功率因数,它是电压与电流之间相位差的余弦,功率因数为cos,用公式表示为SPcos(P 为有功功率,S 为实际功率)。

这是电力系统之中的主要技能数据之一,是用于对电气设备的效率高低进行衡量和评估的基本系数。
如果功率因数较小,则表明电路用于交变磁场转换的无功功率较大,在这种情形下,线路供电丢失将会上升,基于此,针对用电单位功率因数这一内容,供电部门设定了相应的标准哀求。
对付电气节能设计而言,功率因数具备十分深刻的现实意义。
缘故原由在于建筑物之中存在的电气设备大部分为感性负载,这也使得这些设备本身的功率因数每每保持在较低的水平。

此外,由于存在无功功率,因此,若想避免不利影响的产生,须得匆匆使实际功率提升,以此实现功率因数的提升。
在这种情形下,诸如变压器和电动机一类设备的装机容量将会不断增加。
在提升功率因数的过程中,还须要进行无功补偿装置的安装,一方面,这能够达成电能资源损耗规模的减少,另一方面,仅将一些容量较小的变压器和电动机配备在电气系统之中即可以知足实际的用电需求,并且还能够在电气系统之中实现一些小截面导线的安装。

(3)掌握谐波含量

在用电设备、供电系统、输电系统和发电系统多个要素的整体浸染之下,原来的 50Hz 正弦互换电在实际传送至建筑物的电气系统之后,将会涌现一定的改变,涌现一定量的谐波夹杂个中,这对付电气系统的安全运行而言是一种危害,并且还会引发额外的电力能源损耗和摧残浪费蹂躏的情形。

举例来说,携带有谐波的电流将会使得用电设备和线路涌现发热乃至是发烫的情形,比如变压器过热、线缆发烫等,而在这个过程中,将会摧残浪费蹂躏大量的电力能源,情节严重时,还可能会对建筑物电气系统功能体验带来悲观影响,比如电子元件被烧毁、跳闸频率较高档等。
以是,若想切实达成建筑电气系统节能设计,应该对谐波含量进行有效掌握。

当前,在管理谐波时,常见的方法基本为以下两类:首先,立足于电网进行谐波管理,借助非线性负载设备的功能,匆匆使电流中的谐波含量有效降落;第二,立足于建筑电气系统之中存在的各个处于运行状态的电气设备,换言之,在开展建筑电气节能设计的过程中,对各项可能影响到电气系统的成分进行综合考虑,借助科学打算的形式,充分掌握担保电气设备正常运行的供电系统中的谐波含量,使之处于安全范围,减少电能损耗。

2 绿色建筑电气技能剖析

(1)太阳能技能

现如今,可再生的清洁能源已经成为绿色建筑培植期间广泛运用的能源类型。
在此之中,作为一种获取难度低、运用效果好、本钱投入少的清洁能源,太阳能在绿色建筑之中实现了大面积的运用。
将太阳能技能运用到建筑电气系统之中同样可以发挥良好浸染。
太阳能本身属于自然能源的一种,具备可再生和清洁的特色,将其作为一种绿色建筑电气技能加以运用时,紧张是利用太阳光进行发电,同时还能够作为加热水的能源,将原来利用电能加热水时花费的一部分电能进行有效节约,这充分展现了太阳能技能绿色节能的上风。

为此,须要在建筑物之中进行太阳能发电系统和太阳能热水器装置的安装,对自然资源进行充分利用。
在未来的发展中,干系领域的研究职员须要在开拓利用太阳能技能之中投入更多的努力,探寻更加高效、更加科学的太阳能资源利用办法。

(2)光伏建筑一体化技能

光伏建筑一体化技能在运用到建筑物中之后,其本身的上风十分明显,即其在运用过程中不会产生附加的污染物质,能够发挥可不雅观的节能环保效果。
在一定程度上,光伏建筑一体化技能能够将传统电能加以取代,通过相应的发电装置的安装能够为建筑物供应更加清洁的能源。
在运用这一技能时,设计职员可以与建筑物自身的功能需求和实际利用特点进行有机结合,进行独立形式或并网形式的光伏发电系统的设计,同时在太阳能电池组的帮助下,将太阳辐射转变为供建筑物利用的电能资源,这也意味着建筑物中各个电气设备的稳定运行能够获取到更加清洁的无污染能源的支撑,落实节能减排。

(3)建筑能耗监控技能

在运用建筑能耗监控技能之后,能够实现全方位跟踪并监控建筑物内部各种电气设备实际能源花费情形的目标。
依托于专业技能职员和系统的支撑,可以根据实际情形调控建筑物内部的光源系统,不仅如此,借助高等传感器装置,还能够实现自动化掌握建筑物内部照明设备明暗程度的目的,在一定程度上,还可以按照实际利用需求,掌握建筑物中的电梯等多种类型的电气设备。
不过,我国当前还未实现建筑能耗监控技能的广泛运用与遍及,仅在一些商业场所中实现了运用。

3 建筑电气节能设计及绿色建筑电气技能的实际运用

(1)动力系统中绿色节能技能的运用电动机是支撑家用电器设备和大型电力设备可以

始终坚持在正常运行状态下的关键要素,同时,它也是动力系统的主要组成部分。
常日情形下,确保电动机的稳定、可靠运行须要大量的电力能源作为支撑,基于这种情形,在落实建筑电气节能设计的过程中,须得针对电动机展开相应的设计,从而实现电力能源损耗规模的充分缩减。

在这个过程中,第一,须要确保动力系统中选用的电动机足够合理,只管即便选择一些效率较高的电动机设备,同时不断优化电动机掌握形势,很大限度的降落电动机处于空载和负载状态下损耗的电力能源,实现电动机运行质量和效率的提升;第二,须要确保动力系统中选用的电动机设备的利用型号足够合理,设计职员应该在与建筑工程电气设备的详细利用需求和环境进行有机结合的根本上,剖析并评估电动机的符合哀求,基于不同利用型号电动机的负荷特点,同时充分遵照经济性选择,确保选用的电动机可以在知足利用需求的条件下,花费少的能源。

(2)照明设计中绿色节能技能的运用

电力是保障建筑工程项目方案和培植顺利落实的关键所在,不过,在研究实际情形之后可以创造,由于电气设备依旧存在相应的问题,难以与节能的哀求相匹配,这也意味着可持续发展目标无法实现。
在实际开展建筑电气节能设计过程中,照明设计是个中的主要一环,为了确保这一部分能够切实做到节能环保,设计职员应该借助有效手段对自然光进行很大限度的利用,将人造照明的利用韶光尽可能地缩短。
与此同时,建筑物中所利用的照明灯具也应该尽可能地选择节能灯具,从而实现有效掌握照明过程中花费电能的目的。

此外,还可以与建筑物中各个功能区的实际特点进行深度领悟,确保设计的照明系统能够知足相应区域的实际利用须要。
值得一提的是,在设计建筑照明方案之时,须要科学利用一些具备较高光通量的照明灯具,提升整体光能利用率。

(3)暖通空调中绿色节能技能的运用

为了与当前我国的生态文明培植理念相契合,在进行建筑电气节能设计的过程中,应该与新形势所提出的现实哀求进行充分结合。
就现阶段建筑电气设计的情形来看,在运用自动掌握时还存在着一定的问题和毛病,比较范例的一项表现即为空调系统和供暖透风系统在实际运用期间存在能源花费规模较大的征象,暖通空调是建筑物中能源损耗严重的一个方面。

基于这种情形,应该严格掌握建筑工程项目中包含的暖通系统,这能够直接影响到节能环保目标的落实效果。

为此,开拓职员应该与低电流工程师展开紧密互助 , 逐 步 改 良 HVAC ( Heating Ventilating Air Conditioning)接口,通过智能接口的运用准确监测并剖析风速和空调温度等内容。
同时,在空调接口之处,还应该进行低电流传感器的安装,从而做到监督和掌握能源花费的实时化,达成节约能源的目的。

4 Acrel-EMS企业微电网能效管理平台

4.1概述

安科瑞电气具备从终端感知、边缘打算到能效管理平台的产品生态体系Acrel-EMS企业微电网能效管理平台通过在企业源、网、荷、储、充的各个关键节安装保护、监测、剖析、管理装置,用于监测企业能耗总量和能耗强度,重点监测紧张用能设备能效,保护企业运行安全可靠,提高企业能效,为企业的能效管理供应科学、风雅的办理方案

4.2运用处合

适用于轨道交通,工业,建筑,学校,商业综合体等35kV及以下用户端供配电自动化系统工程设计、施工和运行掩护。

4.3系统架构

AcrelEMS企业微电网能效管理平台,采取B/S架构,集成Acrel-1000变电站综合自动化系统与Acrel-2000Z电力监控系统,企业微电网能效管理平台实现了从35kV配电到0.4kV用电侧的整体监控,供应变电站综自系统,电力监控,电能质量监测,电气保护,电能统计。
对企业的用电管理起到的帮助。

4.4系统功能

4.4.1实时监测

综合看板

系统供应低压配电监测大面板,供应变电站和光伏电站运行情形展示,通过舆图显示各电站详细位置,并展示目前告警数目和详细信息。

舆图支持放大缩小且相应迅速。

报警信息支持轮播功能。

4.4.2 35kV配电系统

系统供应35kV/10kV一次系统图展示全站电气主接线图(支持缩放办法)包括显示设备运行状态、各紧张电宇量(电流、电压、频率、有功、无功)等的实时值。

图 35kV变电站综合自动化系统界面图

4.4.3变电所运行看板

展示单个变电站运行状况,并供应系统一次图。

变电站根本信息掩护,包括变压等级,装机容量,报告需量,变压器数量等。

供应变电所实时负荷曲线查询,数据实时刷新。

供应变电站分时段用电今日昨日比拟柱状图。

供应低压侧系统一次图,数据实时刷新。

图 企业微电网能效管理平台变电所运行看板界面图

4.4.4直流屏监测

供应直流屏遥测数据,一/二路互换电压监测。

图 企业微电网能效管理平台直流屏监测界面图

4.4.5 变压器监测

展示所选变压器实时负载率,频率,三相电压电流,三相绕组温度,电压/电流不平衡度。
供应负载率、有功功率、无功功率曲线。
如图7.3.6所示。

数据实时刷新,相应迅速。

支持三相功率曲线同时展示。

图 企业微电网能效管理平台变压器监测界面图

4.4.6电能质量稳态监测

供应电能质量检测仪所采集数据,如电压值,偏差率,谐波畸变率,电流值,分相功率,总功率等。
如图所示。
数据实时刷新,相应迅速。

图 企业微电网能效管理平台电能质量稳态检测界面图

4.4.7电能质量谐波监测

通过柱状图展示电能质量检测仪谐波和间谐波各频谱。
如图7.4.3所示。

图 企业微电网能效管理平台电能质量谐波检测界面图

4.4.8数据采集和存储

4.4.8.1数据采集和处理

图 数据采集界面图

监控系统通过通信管理机实时采集仿照量、状态量等信息量;通过公共接口设备接管来自其他通信装置的数据,具有单独配置通信采集点信息的模块,不与数据库等其它部分干系联,并独立运行。

对所采集的实时信息进行数字滤波、性检讨,工程值转换、旗子暗记接点抖动、刻度打算、人工置入等加工。
从而供应电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数等各种实时数据,并将这些实时数据带品质描述传送至站控层和各级调度。

4.4.8.2数据库的建立与掩护

图 数据库建立与掩护界面图

数据库分为实时数据库和历史数据库,实时数据库存储监控系统采集的实时数据,其数值根据运行工况的实时变革而不断更新,记录被监控设备确当前状态;历史数据库对付须要长期保存的主要数据将存放在历史数据库中。
供应通用数据库,记录周期为1min、5min、30min、60min任意调节。
历史数据实现在线滚动存储5年,无需人工干预。
所有的历史数据转存到光盘或磁带等大容量存储设备上作为长期存档。
对付状态量变位、事宜、仿照量越限等信息,按韶光顺序分类保存在历史事宜库中,并保存10年,以供查询。

4.4.8.3调节与掌握

图 变电站综自系统调节与掌握界面图

操作员对须要掌握的电气设备进行掌握操作。
监控系统具有操作监护功能,许可监护职员在操作员事情站上履行监护,避免误操作。

原则上间隔层掌握和设备就地掌握作为后备操作或检修操作手段。
为防止误操作,在任何掌握办法下都需采取分步操作,即选择、返校、实行,并在站级层设置操作员、监护员口令及线路代码,以确保操作的性和精确性。
对任何操作办法,担保只有在上一次操作步骤完成后,才进行下一步操作。
同一韶光只许可一种掌握办法。

纳入掌握的设备有:

a) 35kV及以下断路器;

b) 35kV及以下隔离开关及带电动机构的接地开关;

c) 站用电380V断路器;

d) 主变压器分接头;

e)继电保护装置的远方复归及远方投退连接片。

4.4.8.4 微机五防闭锁

图 变电站综自系统微机五防界面图

具备全站五防闭锁功能。
具有防止误拉、合断路器;防止带负荷拉、合开关;防止带电挂接地线;防止带地线送电;防止误入带电间隔的功能。

配置独立于监控系统的专用微机五防系统。
远方操作时通过专用微机五防系统实现全站的五防操作闭锁功能,就地操作时则由电脑钥匙和锁具来实现,同时在受控设备的操作回路中串接本间隔的闭锁回路。
专用微机五防系统与变电站监控系统共享采集的各种实时数据,不独立采集信息,采取相互通信的间隔层测控装置实现。

4.4.9系统运行

4.4.9.1仪表通讯状态

仪表通讯状态紧张用于监测目标站点的仪表设备数据是否正常交互、是否有离线发生、何时离线与数据交互中断的持续韶光等内容,为用户初步判断设备通讯问题供应依据。

图 企业微电网能效管理平台设备通信界面图

4.4.9.2 网关通讯状态

网关通讯状态紧张用于监测目标站点的网关设备数据是否正常交互、是否有离线发生、何时离线,为用户初步判断网关通讯问题供应依据。

图 企业微电网能效管理平台网关通信状态界面图

4.5系统硬件配置

4.5.1电力监控、电能质量、电动机管理及配电室环境监控系统

4.5.2智能照明系统

4.5.3电气失火监控系统

4.5.4消防设备电源监控系统

4.5.5防火门监控系统

4.5.6消防应急照明和疏散指示系统

5 总结

综上所述,对付建筑电气系统这一培植内容而言,设计事情在个中承担着前期方案的职责,为了能够切实实现节约能源、降落损耗的目的,做到建筑电气节能设计事情必不可少。

现如今,在人们逐渐树立起生态环保理念的背景之下,建造绿色建筑已经成为建筑领域发展的一项重点,而节能即为绿色建筑的一项硬性指标。
为了切实知足这项要素,培植职员应该看重多种节能设计内容和绿色建筑电气技能的运用,同时在多个方面之中做到绿色节能技能的充分运用,匆匆使建筑物真正成为节能、环保的新型绿色建筑。

参考文献

[1]黄昌辉.建筑电气节能设计与绿色建筑电气技能

[2]李莉芳,沈飞.绿色建筑电气节能设计与能源管理系 统 可 行 性 研 究 及 解 决 方 案 [J]. 现 代 建 筑 电气,2021,12(01):8-12.

[3]丁建永.建筑电气节能设计及绿色建筑电气技能剖析磋商[J].建筑技能开拓,2020,47(15):6-7.

[4]安科瑞企业微电网设计与运用手册.2022.05版本

作者简介:

盛莉莉,女,现任职于安科瑞电气株式会社 手机:17821169733(微信同号);