电力工程师电气设计方向职称论文发表范文

　　摘要：每个人都有一个中国梦，相信在所有人的中国梦里都有一项，那就是建设节约型社会，电力节能正是其中重要环节。本文发表在《能源与节能》上，是电力工程师职称论文发表范文，文章从照明节能、供配电系统、变压器选择、减少线路损耗功率因素等节能方面进行了简述，以供参考。

　　关键词：照明节能 供配电系统 变压器节能

　　随着我国经济的发展，能源被提到了越来越重要的地位，我国是个能源消耗大国，能源相对短缺，然而能源消费却越来越严重，因此节能问题一直是我国发展经济的长远战略方针。

　　一、照明系统节能

　　照明节能设计就是在不降低作业面视觉要求，不降低照明质量的前提下，力求减少照明系统中电能的损失，从而最大限度地利用光能。主要从以下几方面着手：

　　1、照明光源选用

　　合理选择灯具的配光， 以提高利用系数。照明设计规范规定了各种场所的照度标准、 视觉要求、照明功率密度等等;照度标准是不能随意降低的，也不能随意提高，要有效地控制单位面积灯具安装功率，在满足照明质量的前提下，选用光效高、显色性好的光源及配光合理、安全高效的灯具：一般房间(如办公室、教室、会议室、商店等)应优先采用三基色T8、T5 细管径直管荧光灯。这是由于T8 或T5 灯管具有较高的显色指数和光效，寿命长， 符合节能、环保要求。门厅、走廊等场所采用紧凑型荧光灯(如“H” 型、“U”型、“D” 型等) 替代普通的白炽灯，达到节约能源的目的。高大的车间、厂房及体育馆的照明采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源。

　　下面对荧光灯和白炽灯进行比较：通常在照明设计时，应逐个房间按使用条件确定照度标准。其公式为：E=N￠UK/A 它与光源数量、光通量、利用系数、维护系数成正比，与房间的面积成反比。如一个办公室面积为27m2，根据建筑照明设计规范要求普通办公室照度要求值为：300lx,照明功率密度不超过11W/m2。

　　1)当选用 T8 荧光灯时，从有关资料查得：光通量2975lm、灯具光源功率32W、镇流器功率5W、利用系数 0.61、维护系数0.8。

　　根据以上公式计算结果如下：

　　灯具数量为6 盏

　　计算照度为：322.6(lx)<330(lx)符合规范要求。

　　实际安装功率=6×(32+5)=222(W)

　　实际功率密度：8.22W/m2<11W/m2符合节能要求。

　　2)当选用白炽灯时，从有关资料查得：光通量630m、灯具光源功率60W、 利用系数0.45、 维护系数0.8。

　　根据以上公式计算结果如下：

　　灯具数量为36盏

　　计算照度为：302.4(lx)<330(lx)符合规范要求。

　　实际安装功率 = 36×60=2160(W)

　　实际功率密度：80W/m2>11W/m2不符合节能要求。

　　从以上结果知：在单位面积的办公室选用荧光灯比白炽灯节约电能71.78W/m2，若一栋办公楼3000m2，每小时节约电能215.34KW，年节约电能是相当可观的，故应优先选用高效节能荧光灯。

　　2、改进灯具控制方式

　　采用各种节能型开关或装置也是一种行之有效的节电方法。根据照明使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。还可以利用智能建筑控制系统，根据同一区域不同用途的需要，对灯具进行合理的、人性化的控制。在需要时自动开启，实现节能。

　　3、充分利用自然光

　　节省照明用电是照明节能的重要途径之一。在设计中电气设计人员应根据建筑物的开窗位置，合理对灯具进行分区布置。做到充分合理地利用自然光使之与室内人工照明有机地结合，从而大大节约人工照明电能。

　　二、供配电系统节能

　　根据负荷容量、供电距离、用电设备特点等因素合理设计供配电系统。供配电系统应简单可靠，配电级数不易过多，同一电压等级的配电级数高压不宜多于两级，低压不宜多于三级。变电所应尽量靠近负荷中心，以缩短低压供电半径，降低电能损耗，减少电压损失，提高供电质量。并且合理选择变压器的容量和台数。 如一般的住宅小区，刚开始时入住率很低，慢慢升高，但是很难100%，设计计算时是按小区的住户数量来选取需用系数的，这就造成需用系数实际值比计算值要低，实际使用变压器负载率为50-60%左右。所以在配电系统设计时，应考虑由节假日或周期性、季节性轻负荷时，将一台变压器退出运行并把所带负荷切换到另外一台变压器上，实现经济运行减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。

　　三、变压器的节能

　　变压器的有功损耗包括空载损耗和负载损耗，即公式为：

　　式中： ΔPb—— —变压器的有功损耗

　　Po—— —变压器的空载损耗

　　Pk—— —变压器的负载损耗

　　β—— —变压器的负载率

　　Po为空载损耗又称铁损，它是由铁芯涡流损耗及漏磁损耗组成，是固定不变的部分， 它的大小取决于硅钢片的性能和铁芯的制造工艺，与负荷的大小无关。在设计时应选用节能型的，如S9、S11、SC8、SC9 等油浸式变压器及干式变压器。

　　Pk为传输功率的损耗，即变压器的铜损，它决定于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小，并与负载率β的平方成正比。因此，应选用阻值较小的绕组，可采用铜芯变压器。

　　β为负载率，即负荷电流与额定电流比值。《民用建筑电气设计规范》规定变压器长期工作的负载率不宜大于85%。所以，在选择变压器的容量和台数时，应根据负荷情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高效低耗区间。

　　现代民用建筑中有季节性负荷。即冬天取暖，夏天空调制冷用电量大。因此，在设计中应采用专用变压器供季节性负荷。

　　四、减少线路上的损耗

　　由于线路上存在电阻，有电流流过，就会产生有功功率损耗。线路上的电流是不变的，要减少线路损耗，只有减少线路电阻。线路电阻公式如下：R=ρ×L/S，即线路电阻与电导率 ρ、线路长度成正比，与线路截面成反比。在一个工程中由于线路上下左右纵横交错，一般工程线路总长不下万米，大工程更是不计其数，所以线路上的有功损耗是相当可观的，减少线路损耗必须引起电气设计重视。从以下几方面着手：

　　1、应选用电导率较小的材质做导线。铜芯最佳，铝芯次之。

　　2、减小导线长度。首先线路尽量走直线，少走弯路，以减少导线长度;其次，低压线路应不走或少走回头线，以减少来回线路的电能损失;变压器尽量接近负荷中心，以减少供电距离。

　　3、增大导线截面。对于比较长的线路，除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面外，可适当加大一级导线截面，这样可以延长导线的使用寿命，减少线路损耗，减少火灾危险，而且提高了供电质量，并为今后负荷的发展留有余地。

　　五、提高功率因数

　　功率因数提高了可以减少线路无功功率损耗，提高设备利用率，从而达到节能目的。提高功率因数具体方法有如下：

　　1、提高自然功率因数

　　一般用电单位中，大量的用电设备是异步电动机、电力变压器、线路、照明等，前两项用电设备消耗的无功功率比较大，所以设计中应正确选择电动机和变压器的容量，减少线路感抗。在生产工艺允许的条件下，采用同步电动机代替异步电动机;荧光灯可采用高次谐波系数低于15%的电子镇流器;采用电感镇流器的气体放电灯，单灯安装电容器等;选择电动机的经常负荷不低于额定容量的40%;变压器负载率宜在75%—85%之间，不低于60%。

　　2、采用人工补偿无功功率

　　人工补偿无功功率，经常采用两种方法，一种是同步电动机超前运行，一种是采用电容器补偿。同步电动机价格贵,操作控制复杂，本身损耗也较大，同时操作工人担心励磁绕组发热会增加维修工作量，经常将设计中的超前运行作滞后运行，丧失了采用同步电动机的优点。因此，通过技术经济比较，确认采用同步电动机作为无功补偿装置合理时，才可采用同步电动机作为无功补偿装置。采用并联电容器补偿，为了减少线损和电压损失，宜就地平衡补偿，即低压部分的无功功率宜低压电容器补偿，高压部分的无功补偿宜由高压电容器补偿。这是目前工业与民用建筑中常采用的人工补偿方法。

　　六、结论

　　总之，节约电能在民用建筑工程电气设计的每个环节都有相应的技术措施，广大电气设计人员在设计中应精心考虑。在选择新型电子产品及设备时要充分了解其原理、性能、并进行方案比较，拿出一套符合各种技术指标，行之有效而又切实可行的节能措施，从而达到真正节约电能的目的。

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