機關(guān)辦公樓電氣節(jié)能減排的改進

金曉明

（人民銀行南通市中心支行，江蘇 南通 226000）

機關(guān)辦公樓電氣節(jié)能減排的改進

金曉明

（人民銀行南通市中心支行，江蘇 南通 226000）

機關(guān)部門節(jié)能減排工作沒有工礦企業(yè)成績明顯，但小溪也能匯聚成大河，節(jié)能就是“斤斤計較”，就是節(jié)約每一度電和每一滴水。作者從辦公大樓配電系統(tǒng)、用電設(shè)備出發(fā)，小到白熾燈、大到電力變壓器，都圍繞節(jié)能減排一個中心，挖掘節(jié)能降耗的小點子、小辦法給單位節(jié)能減排工作增加了亮點，同時也減少了電費成本。

節(jié)能減排；措施；節(jié)能效果

節(jié)能減排是當前中央到地方常抓不懈的重要工作，尤其是在能源虧乏的今天，顯得格外重要，他關(guān)系到國民生產(chǎn)總值、生態(tài)環(huán)境、更影響到我們每個人以及子孫后代的身心健康。我們機關(guān)辦公大樓節(jié)能減排工作沒有企業(yè)工廠項目多范圍廣所以指標下降明顯；但只要有責任心、做有心人，敢于創(chuàng)新、挖掘節(jié)能小點子、點點滴滴的技術(shù)小改進匯聚起來也能帶來大效益。筆者作為一名電氣工作人員將節(jié)能降耗作為自己的職責通過平時工作中細心觀察、記錄、摸索、試驗從電氣設(shè)備角度對本單位辦公大樓的電氣設(shè)備總結(jié)了一些節(jié)能小措施，自己動手花小錢辦大事給單位節(jié)能減排工作增加了亮點，同時也減少了電費成本。具體如下：

一、供電系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備損耗的分析

1 變壓器損耗

變壓器是是電力系統(tǒng)中重要的不同等級電能轉(zhuǎn)換的主要設(shè)備是電力系統(tǒng)中較大的耗能大戶，同時也是辦公大樓內(nèi)的核心用電設(shè)備，為所有電器設(shè)備提供動力的保障；所以變壓器耗能是電器節(jié)能減排的基礎(chǔ)。本單位配備高壓變壓器500kVA兩臺，平時并聯(lián)運行，經(jīng)分析變壓器損耗主要表現(xiàn)在空載損耗（鐵損）、和負載損耗（銅損）；以及變壓器溫度升高的損耗，這部分損耗取決于變壓器本身材料和負載的電流、功率因數(shù)等，這些損耗可以通過電能核對和計算來確定其損耗的科學性和合理性。

2 電動機的損耗

由于電動機的額定功率因數(shù)一般都不會超過0.8，所以就會產(chǎn)生附加無功損耗，以及空載、輕載和“大馬拉小車”等無益功能的損耗。這不但使變壓器損耗加大、電纜損耗加大，而且使電源電壓降低，影響其他設(shè)備運轉(zhuǎn)。

3 照明系統(tǒng)的損耗

我們辦公樓照明系統(tǒng)相當大，約有1500盞白熾燈，1800盞普通日光燈以及近百盞高壓貢燈和高壓鈉燈。白熾燈在人們生活中起過不可磨滅的作用，但是由于它損耗大、溫升大已逐步退出歷史舞臺了，取而代之的是高效率、長壽命的節(jié)能燈和LED等綠色照明燈；普通日光燈，高壓納燈由于在生產(chǎn)過程中污染大，耗能也大，維修量也大，所以目前也開始用新式節(jié)能燈具代替。樓道、車庫、大院在深夜無人時照明燈的損耗應(yīng)根據(jù)使用情況加以智能控制減少不必要的浪費。

4 三相四線系統(tǒng)的附加損耗

在供電系統(tǒng)中當出現(xiàn)三相四線制負荷不平衡時，就會產(chǎn)生附加損耗，即線路損耗和變壓器損耗，初步估計若三相負荷不平衡度為10%時，同等負荷變壓器銅損耗和線路損耗可增加達30%。因此維護老設(shè)備，更換先進的節(jié)能設(shè)備，避免設(shè)備空載運行等，都是一個不可忽視的問題。

二、對辦公樓電氣系統(tǒng)節(jié)能降耗的小改進

1 變壓器節(jié)能分析及運行改進方法

1.1 改變變壓器運行模式

電力變壓器的損耗占總用電容量的比例雖然不大，但是它的年損耗總額卻相當?shù)拇?。我單位配電系統(tǒng)原先運行不管白天、黑夜和節(jié)假日，無論負載大小都是兩臺變壓器（500kVA×2）都投入運行，如果實際負荷并未超過一臺變壓器的額定容量（特別是空調(diào)機組不開時）即達不到經(jīng)濟負荷系數(shù)50%～70%，此時兩臺變壓器大部分時間處于“大馬拉小車”的運行狀態(tài)，此時空載損耗和負載損耗都按照兩臺變壓器計算這就大大增加了損失率和電能損耗；經(jīng)過筆者仔細觀察、計算運用變壓器經(jīng)濟運行理論在確保負載容量正常使用的前提下（空調(diào)機組不開時）決定調(diào)整變壓器運行方式即改為單臺運行，經(jīng)運行和反復試驗發(fā)現(xiàn)一臺變壓器完全能滿足負載的需要，從而能夠大大減少了變壓器的損耗，提高了效率，同時還減少了無功勵磁電流，改善了電網(wǎng)的功率因數(shù)降低了電費成本。經(jīng)過一段時間的運行，計算電能損耗與改進前對比取得了明顯的節(jié)電效果，初步估計全年可減少一臺變壓器半年的空載損耗，節(jié)約用電9000多kWh，約合人民幣7000多元。

1.2 改變變壓器環(huán)境溫度：

環(huán)境溫度對變壓器損耗影響也很大。環(huán)境溫度高，變壓器溫升會更高，國家規(guī)定電力變壓器的使用環(huán)境溫度條件+40℃，最高年平均為+20℃。溫度過高不僅影響變壓器的使用壽命，還會使變壓器繞組的電阻值隨溫度升高而增大，影響絕緣強度，變壓器運行溫度越高，其有功功率損耗也越大。變壓器的負載損耗（短路損耗）是指變壓器在額定負荷下75℃的有功功率損耗。如果變壓器的溫度低于72℃，則有功損耗將減小。一般情況下，每降1℃，有功損耗就減小0.32%。所以在環(huán)境溫度上升的情況下啟用室內(nèi)的通風設(shè)施降低變壓器的環(huán)境溫度也是變壓器節(jié)電的一項有效措施。

2 電動機節(jié)能

2.1 合理的選用電動機

合理選擇電動機，使其盡可能在高負荷率狀態(tài)下運行，在選擇電動機時，即要注意它們的機械特性，又要考慮它們的電氣指標。要從節(jié)約用電和提高功率因數(shù)的觀點出發(fā)，必須正確合理的選擇電動機容量。

2.2 提高異步電動機的檢修質(zhì)量

實驗證明：異步電動機定子繞組匝數(shù)變動和電動機定子、轉(zhuǎn)子間的氣隙變動對異步電動機無功功率的大小有很大影響。因此檢修時要特別注意不能使電動機的氣隙增大，以免功率因數(shù)降低。

2.3 加強設(shè)備的檢修保養(yǎng)力度

俗話說磨刀不誤砍柴工，平時注重設(shè)備的保養(yǎng)維護，就能發(fā)揮電器設(shè)備的最佳性能也能降低能源損耗；我們大樓空調(diào)機組是由臺佳空調(diào)設(shè)備公司生產(chǎn)的冷水壓縮機組，共有八臺活塞式壓縮電機組成，單臺機組容量有30kW，總?cè)萘坑?40kW。為了減少壓縮機的空載損耗，應(yīng)該每年加強年度檢修，但是有一年由于費用原因疏忽了年度保養(yǎng)，在第二年夏天運行時有一臺機組工作異常沒有及時發(fā)現(xiàn)，而且八套機組全部每天從早到晚投入運行時間較長，經(jīng)常引起壓縮機安全保護裝置動作，制冷溫度一直不理想機組又不停機直接影響辦公大樓正常辦公；后與廠家技術(shù)人員共同搶修時才發(fā)現(xiàn)是壓縮機排氣溫度高超過其極限值引起了保護功能動作，其中一臺機組的活塞已打壞，不能正常工作，其他機組活塞環(huán)均已不同程度的磨損，造成壓縮比降低、壓縮機效能降低，同時有的壓縮機冷凍油嚴重缺失、系統(tǒng)冷媒不足、冷卻泵出水量不足等使整個機組達不到設(shè)定的溫度從而機組不容易停機，連續(xù)工作用電量大大上升。

表1

鑒于上述問題必需進行機組大修，大修故障排除后效果非常明顯，所有機組工作正常，機組開機運行不到30分鐘，水溫就能達到7℃的設(shè)定要求，而且只需要投入4～5臺機組工作就能達到使用要求，從而大大減少了其他壓縮機的空載損耗，電能也隨之降低。之后筆者又調(diào)整了機組工作時間8∶30～17∶00，約 9.5個小時。按減少3.5臺機組日耗電980kW計算，一年使用4個月計算：980kW×90天=88200kWh。檢修調(diào)整后整個夏天減少空載損耗約88200kWh，按每度0.80元計算，每年可節(jié)省近7萬多元的電費開支。

3 照明節(jié)能與措施

我們單位照明系統(tǒng)有白熾燈、普通日光燈燈，高壓納燈、高壓貢燈等組成其耗電量也是相當大。由于高壓納燈、高壓貢燈、普通日光燈的功率因數(shù)一般只有0.5～0.6左右，所以形成一定的無功損耗，再加上照明系統(tǒng)三相分布不夠均勻，也容易造成一定的附加損耗，這些都應(yīng)該是我們節(jié)能減排改造的重點。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，綠色照明型、環(huán)保照明型、節(jié)能型照明等各種高科技節(jié)能產(chǎn)品進入人我們的生活，由于質(zhì)量可靠、功率因數(shù)高而且能產(chǎn)生很好的經(jīng)濟效益，所以逐步已成為老式高耗能照明的替代品。

3.1 將白熾燈換為緊湊型熒光節(jié)能燈

先讓我們看一組照明等效照度對照表

由本表可見，在相同照度下緊湊型熒光燈、節(jié)能燈、LED燈是比較省電的照明燈具。盡管它的材料價格高一些，但是綜合運行費用是比較低的，使用緊湊型熒光燈比一般白熾燈的壽命長三倍之多。

3.2 直管熒光燈選用高光效型

直管熒光燈管徑趨向小型，有利于提高光效，節(jié)省了廠家材料成本，特別是降低了汞和熒光粉用量從而減少了對環(huán)境的污染。從T12到T8到T5，管徑小便于使用稀土三基色粉。光效提高了，光衰小，壽命更長（達12000h），更節(jié)能、更環(huán)保。

3.3 照明燈具小改進

第一，在院內(nèi)使用的路燈、走廊燈、樓梯燈等都屬于耗電大戶，為了提高功率因數(shù)降低用電成本，筆者經(jīng)過試驗在每盞鈉燈上加裝一只電容器，經(jīng)初步計算功率因數(shù)可以提高到0.9左右，這樣線路每年可降低損耗約4000kWh～5000kWh（未計變壓器損耗）。

第二，改進合理控制方式：對院區(qū)照明燈改用電子預約開關(guān)自動控制，大大杜絕了長明燈提高了工作效率。對高壓鈉燈采用調(diào)光、調(diào)壓方式控制，采用恒功率輸入，恒光通輸出，即在半夜后降低鈉燈的端電壓或燈功率，以降低光輸出，從而達到節(jié)約輸入電能的目的。

第三，我們單位辦公樓有十幾層，設(shè)有兩處樓梯（安全樓梯和行人樓梯）樓梯燈每層有兩只（40W），即12×2=24層、24×80W=1920W?？刂品绞綖槭謩涌刂?，后經(jīng)我們市場了解改為人體感應(yīng)自動控制，按每天樓道燈開啟15h計算，使用證明，樓道燈開啟時間僅為原先人工控制的20%左右，根據(jù)計算：

現(xiàn)改成人體感應(yīng)燈自動控制開關(guān)后每年可節(jié)省電費開支約6727.00元。第四、對一些使用白熾燈的燈具加裝一只二極管，也可以降低功率，同時可減少燈泡的損壞率。

4 低壓配電系統(tǒng)的優(yōu)化

適度提高配電系統(tǒng)的功率因數(shù)，不但可以充分的發(fā)揮供電設(shè)備的使用效率、也可減少線路的損失、改善電壓質(zhì)量、降低用電成本其社會效益及綜合經(jīng)濟效益都會是非常顯著的。低壓配電系統(tǒng)無功補償通常采用的方法有三種：隨機補償、隨器補償和跟蹤補償。

4.1 隨機補償

隨機補償就是根據(jù)個別用電設(shè)備對無功的需要量將單臺或多臺低壓電容器組分散地與用電設(shè)備并聯(lián)，并與用電設(shè)備共使用一路斷路器。

4.2 隨器補償

隨器補償是指將低壓電容器通過低壓開關(guān)在配電變壓器兩次側(cè)，補償配電變壓器空載無功的補償方式。

4.3 跟蹤補償

跟蹤補償是指以無功補償投動裝置作為控制保護裝置，將電容器接在用戶0.4kV母線上的補償方式。適用于100kVA以上的專用配電用戶。可以替代前兩種補償，補償效果較好。

目前我們采用的補償方式有隨機補償和隨器補償兩種形式。效果比較理想時，功率因數(shù)基本能達到0.95左右。節(jié)約用電，節(jié)能減排具有重大意義，應(yīng)該引起我們每個人的關(guān)注和重視，它不但能為本單位爭得效益，也能為全社會創(chuàng)造財富，為保護子孫后代的碧水藍天起到一定的作用。節(jié)能減排從我做起，從現(xiàn)在做起，日積月累，一定能收到可觀的成果。

[1]胡景生.變壓器經(jīng)濟運行[M].北京：中國電力出版社，1999.

[2]韋課常.電氣照明技術(shù)基礎(chǔ)與設(shè)計[M].北京：電力工業(yè)出版社，1980.

TU2

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10.13612/j.cnki.cntp.2015.18.279