降低供配電系統(tǒng)的線損及配電損失,最大限度地減少無功功率,提高電能的利用率,是當(dāng)前建筑電氣節(jié)能的重要課題之一。通過減少線路損耗、提高功率因數(shù)、平衡三相負(fù)荷、抑制諧波等技術(shù)措施,不僅可以實現(xiàn)節(jié)電10%~20%,而且安全可靠,綠色環(huán)保,可以有效改善用電環(huán)境,凈化電路,延長用電設(shè)備的使用壽命。
一、減少線路損耗
減少線路損耗可以通過幾種途徑。一是盡量減少導(dǎo)線長度。在設(shè)計及施工中,低壓柜出線回路及配電箱出線回路盡量走直線,少走彎路,不走或少走回頭線。變配電所應(yīng)盡可能靠近負(fù)荷中心。對于較長的線路,在滿足載流量熱穩(wěn)定、保護(hù)配合及電壓降要求的前提下,應(yīng)加大一級導(dǎo)線截面。盡管增加了線路費(fèi)用,但由于節(jié)約了電能,因而也減少了年運(yùn)行費(fèi)用。根據(jù)估算,在2~3年內(nèi)即可回收因增加導(dǎo)線截面而增加的費(fèi)用。
此外,在高層建筑中,變配電室應(yīng)靠近電氣豎井,以便減少主干線(電纜或插接母線)的長度。對于面積大的高層建筑物,應(yīng)將電氣豎井盡可能設(shè)在建筑物中部(或兩端),以便減少水平電纜的敷設(shè)長度。另外可以將負(fù)荷進(jìn)行歸類。除對計費(fèi)有要求的負(fù)荷及消防負(fù)荷外,普通負(fù)荷(如空調(diào)機(jī)、風(fēng)機(jī)盤管、照明、新風(fēng)機(jī)、電熱水器等)改由一條主干電纜供電,這樣既便于消防切除非消防電源,又可在非空調(diào)季節(jié)使同樣大的干線截面?zhèn)鬏斴^小的電流,從而減少線路的損耗。
二、提高功率因數(shù)
提高供配電網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù),實行無功補(bǔ)償,是建筑電氣節(jié)能的又一課題。無功功率既影響供配電網(wǎng)絡(luò)的電能質(zhì)量,也限制了變配電系統(tǒng)的供電容量,更增加了供配電網(wǎng)絡(luò)的線損。對供配電網(wǎng)絡(luò)實行無功功率補(bǔ)償,既可改善電能質(zhì)量、提高供電能力,更能節(jié)電降耗。
在供配電系統(tǒng)中,許多用電設(shè)備如電動機(jī)、變壓器、燈具的鎮(zhèn)流器以及很多家用電器等均為電感性負(fù)荷,會產(chǎn)生滯后的無功電流,它要從系統(tǒng)中經(jīng)過高低壓線路傳輸?shù)接秒娫O(shè)備末端,無形中又增加了線路的功率損耗。為此,必須在供配電系統(tǒng)中安裝電容器柜(箱),通過電容器柜(箱)內(nèi)的靜電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償,電容器可產(chǎn)生超前無功電流抵消用電設(shè)備的滯后無功電流,從而達(dá)到減少整體無功電流,同時又提高功率因數(shù)的目的。當(dāng)功率因數(shù)由0.7提高到0.9時,線路損耗可減少約40%%。功率因數(shù)值的大小應(yīng)滿足當(dāng)?shù)毓╇娋值囊?,?dāng)無明確要求時,建議功率因數(shù)值高壓用戶為0.9以上,低壓用戶為0.85以上。
無功功率補(bǔ)償有兩種方法:集中補(bǔ)償和就地補(bǔ)償。集中補(bǔ)償時,宜采用自動調(diào)節(jié)式補(bǔ)償裝置,這樣可以防止過補(bǔ)償時使無功負(fù)荷倒送,同時電容器組宜采用自動循環(huán)投切的方式。容量較大、負(fù)荷平穩(wěn)、經(jīng)常使用的用電設(shè)備的無功負(fù)荷,宜采用單獨(dú)就地補(bǔ)償?shù)姆绞?。在設(shè)計中盡可能采用功率因數(shù)高的用電設(shè)備。
三、平衡三相負(fù)荷
在低壓線路中,由于存在單相以及高次諧波的影響,使三相負(fù)荷不平衡。為了減少三相負(fù)荷不平衡造成的能耗,應(yīng)及時調(diào)整三相負(fù)荷,使三相負(fù)荷不平衡度符合規(guī)程規(guī)定。
要解決三相電壓或三相電流的不平衡度,首先設(shè)計時盡量使三相負(fù)荷平衡;同時可以采用調(diào)節(jié)單相電壓及采用濾波器抑制諧波的方法。最好的方法是采用省電裝置來平衡三相電壓或三相電流。省電裝置能使線電壓或線電流的不平衡度小于2%%,零線上電流極小,使三相電壓或三相電流基本平衡,從而大大減少了相線及零線上的電能損耗。
四、抑制諧波危害
供配電系統(tǒng)中的電能質(zhì)量是指電壓頻率和波形的質(zhì)量。電壓波形是衡量電能質(zhì)量的三個主要指標(biāo)之一。諧波電流的存在不僅增加了供配電系統(tǒng)的電能損耗,而且對供配電線路及電氣設(shè)備也會產(chǎn)生危害。為了抑制諧波,通常在變壓器低壓側(cè)或用電設(shè)備處設(shè)置有源濾波器、無源濾波器,或?qū)⒂性礊V波器及無源濾波器混合使用,或采用節(jié)電裝置。通過上述措施有效濾除中性線和相線的諧波電流,這樣不僅凈化了電路,而且降低了電能損耗,提高了供電質(zhì)量,保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。