住宅小区电气节能设计及实例分析

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【摘 要】： 近年来，随着政府的大力号召以及人们意识上的不断提升，低碳节能已经成为人们正常生活中的热点话题。本文以国内某住宅小区电气设计为例，从绿色照明以及供配电系统方面探讨了实现住宅小区电气节能的方法及实现途径。

【关键词】：住宅小区；电气；节能；设计；实例

随着全球不可再生资源越来越少以及社对用电的需求越来越大，全社会的每一个公民都要有节电意识并且自觉行动起来节电。作为一名电气设计人员，在进行电气设计的过程中，更应具有先进的节电理念，采取先进的节能措施，使电气设计既能达到电气要求，又能体现电气节能。本文以国内某小区住宅电气设计为例，着重从绿色照明、配电系统和变压器选择等三个方面讨论住宅小区电气节能的途径。

1.工程实例

国内某住宅小区共有18栋住宅，均为6层（带架空层），由南北向矩形草坪分隔为东西两部分，在草坪东西两部分各9栋住宅，自南向北排列，其中户型面积有100m2（12户）、120m2（132户）、140m2（108户）、160m2（24户）四种，建筑面积共有4万多平方米。照明节能与绿色照明紧密相连，照明节能是绿色照明的核心。实施绿色照明工程对住宅区电气节能有着重要意义。

2.实施绿色照明，节约照明用电

2.1合理选用光源

选好光源是绿色照明的首要因素，照明光源应从发光效率高、显色性好、使用寿命长、启动可靠方便快捷、性价比高等方面进行选择。在住宅小区电气设计中，选择相适应的高效光源，可以降低电能消耗，节约能源。住宅小区室外照明，由于对色温、显色性等要求较低，应尽量采用高压钠灯、金属卤化物灯等高强气体放电光源，一般不宜采用白炽灯、卤钨灯、自镇流高压汞灯等高耗能光源；而室内照明也应逐步淘汰白炽灯、T12荧光管等低效光源，推广高效长寿高显色性光源，如T5系列荧光管和紧凑型荧光灯等。

因此，在该小区的照明设计中，对显色性要求较高的一般房间采用的是三基色荧光灯、稀土节能荧光灯、小功率高显钠灯等高效光源。高大房间和室外场所的一般照明采用的是金属卤化物灯、高压钠灯等高光强气体放电光源。另外，随着小型陶瓷金属卤化物灯的出现，金属卤化物光源的显色稳定性大为提高。

2.2采用节能附件

节能灯的附件是镇流器，合理选择镇流器对节能有一定的现实意义。目前市场上主要的镇流器有2类：传统的电感镇流器、电子镇流器、节能电感镇流器。传统电感镇流器耗电量为灯管功率的20%以上，功率因数仅0.4-0.5，故其无效功耗和额外线损很大；电子镇流器相对于传统的电感镇流器，能耗有所降低（以36W荧光管用电子镇流器为例，仅1-3W），功率因数有所提高（功率因数高达0.9以上），额外线损有所降低，供电质量得以提高。因此，绿色照明应提倡采用优质节能电感镇流器。

2.3合理选择照明灯具

灯具除能较好地起支撑、防护和装饰等作用外，更重要的是要提高光源所提供的光能利用率，把光通量分配到需要的地方。绿色照明应选用效率高、利用率高、配光合理、保持率高的灯具。所谓灯具效率，指灯具出射有效光通与光源总光通之比。灯具反射面的反射比越高，设计越合理，灯具效率也就越高。照明设计选用灯具时，开启式灯具效率不低于70%，配备灯罩的灯具效率不低于55%，格栅灯效率不低于50%。在该小区的照明设计中，室外部分由于要保护光源，灯具选用防尘式灯具，而室内部分90%以上选用的是开启式灯具，且具有很高的灯具效率。

2.4照明控制

2.4.1室外照明宜采用三相供电，隔盏换相，以便根据需要提供不同的照度，节约电能。室内照明注意适当增加开关数量，近窗的灯具宜单设开关，以便当自然光的照度足够时关灯。

2.4.2住宅建筑内公共场所照明控制应采用节能方式，宜采用声光控制或感应开关，做到人来灯亮，人走灯火；室外照明宜采用声光自控器控制，做到天亮有无声灯灭，天黑有声灯亮。

2.4.3经济条件允许的高档小区，可考虑公共场所采用照明自动调光系统，根据环境亮度自动控制灯具点亮盏数或调节其功率，以进一步节约照明电能。

3.降低配电线路损耗

3.1优先采用箱式变（配）电所，深入负荷中心

变（配）电所深入负荷中心有利于减小线损，提高供电质量。传统住宅小区多采用室内变（配）电所，占地面积大，总图位置往往不够理想；而箱式变（配）电所结构紧凑，体积小，不需土建工程，占地面积少，且安全可靠，因此，应优先采用箱式变（配）电所，深入负荷中心。

在该小区的电气设计中采用的是独立箱式变（配）电所，考虑已有的市政高压电缆的走向，将箱式变（配）电所定在位于西边第5栋和东边第13栋之间的草坪中央，在总平面图上基本上是处于负荷中心。变（配）所向每栋楼采用放射式供电，这样不仅可以减少由变（配）电所到每栋楼的电缆总长，而且还可以减少电能在电缆上的消耗量，达到节能的目的。

3.2住宅楼配电系统采用放射式

在该小区中，变（配）电所向每栋楼采用放射式供电，电缆由变（配）电所引至每栋楼楼梯间架空层墙壁处，若有2个或3个单元的住宅则引至离变（配）电所较近的一侧，然后由此处的电缆开关箱引至其余的单元。在每个单元电缆开关箱处采用放射式向本单元每户配电，到达每户配电箱后，又采用放射式向各个功能房间配电，这样既可以提高供电可靠性，又可以减小每条回路上的电流，从而减少了电能在导线上的损耗，达到了节能的目的。

3.3合理选择导线截面

3.4无功功率补偿

交流配电系统，若功率因数低，会恶化供电质量，加大线损，极不经济。因此，必须采取措施补偿无功功率，补偿后功率因数一般要求不低于0.9。常见的补偿手段为静电电容器补偿法，又分为就地和集中补偿两种。为尽可能降低线损，应优先采用就地补偿。在该小区电气设计中，由于各户用电设备多、分散且功率不大，不便于采用就地补偿的方式，在设计中采用的是在变压器低压侧集中补偿的方式，集中补偿后使变压器低压侧功率因数达0.97。

4.结语

住宅的节能潜力很大，电气节能设计已成为电气设计的重中之重，作为主角之一的电气设计人员，应在设计中精心考虑，进行方案比较，从可靠性、经济性及节能等方面进行综合考虑，选择低能耗设备，减少中间过程的各种损耗，以达到真正节能的目的，为提高社会效益及经济效益作贡献。

【参考文献】：

【1】方毅立.住宅小区电气节能设计中的几个问题【J】.大众电气，2004（1）：20-21.

【2】王建华.降低供电线损的探讨和实践【J】.中国水能及电气化，2007（1）：46-48.

【3】胡景生.变压器能效与节电技术【M】.北京：机械工业出版社，2007：19.