医院供配电系统节能设计措施

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一前言

目前，随着我国在工业与民用建设方面的飞速发展，民用建筑的电力能耗问题日渐突出，能源消耗急剧增加，浪费严重的情况极为普遍。在所有民用建筑里面医院建筑是使用功能比较复杂的建筑，其用电设备多，用电量相对较大，能量消耗是相同规模的其他公建的2倍甚至更多。同时现代化的医院建筑电气设计也是科学技术、信息技术的载体，是体现智能化医院建筑对社会发展进步、人民生活质量提高的重要标志。如何做到设计节能是当下重点要讨论的热题。

二医院建筑对供配电系统节能设计的要求

对于医院建筑，供配电系统的节能主要是在满足使用功能的前提下，通过减少设备本身的能量消耗进而减小系统损耗。设计者首先要选择高效、先进的节能设备，其次要在满足节能条件下，保证供配电系统的合理性、安全性和可靠性。供配电系统电气节能设计不能以牺牲其功能、损害使用需求为代价，也不能盲目地增加投资。就医院建筑供配电系统节能而言，主要体现在变压器的选择、线路的选择、功率因数的提高、谐波的控制、低电压器的选择以及系统运行管理等方面。

三医院供配电系统节能设计措施分析

目前，医院建筑配电系统设计中，主要采用10kV及380/220V电压等级。电能在传输过程中，会产生功率损耗和能量损耗。发热是线路损耗造成的突出问题，同时发热还会使导体升温，使设备绝缘材料老化、使用寿命缩短，绝缘效果降低，出现热击穿而引发医院配电系统事故，造成设备的损毁和人员伤亡。据相关资料记载，医院配电系统的线损率约为6%~10%。下面从四个方面讨论如何降低医院建筑配电系统的线损。1.减少线路上的电能损耗。主要是减少线路单位长度的交流电阻、电抗和电路长度。首先，合理选择电缆。选用电导率较小的材质做导线，铜芯最佳。其次，合理选择线路路径。线路尽量走直线，以减小导线长度。变配电室及配电箱宜接近负荷中心，缩短线路供电距离。再次，增大线缆截面，对于供电半径长的线路，在保证载流量、动热稳定、保护配合和电压损失等满足要求的条件下，可根据情况加大一级线缆截面，以降低线路的损耗。2.提高功率因数。提高配电系统的功率因数可改善电压质量，减少无功在系统线路上的流动，还能提高用电设备的工作效率，进而达到节能的目的。常用的方法有：一是提高自然功率因数；二是采用并联电容器在低压侧进行无功补偿，设计中常采用集中补偿和就地分散补偿相结合的方式。3.变压器的选择。设计中要准确地统计系统中最大用电负荷，根据用电量合理选择变压器容量、供电电压和所址。合理调配负荷和设计完善方案，使负荷曲线尽量保持平稳，减少闲置电容量。设计中尽量选用承受热冲击能力强、难燃、防火性能高、低损耗、局部放电量小的卷铁芯结构干式变压器；从损耗、经济等方面进行综合考虑，变压器的设计负载率在75%~85%为宜。4.谐波的抑制。医院建筑中存在大量的医疗用电设备，如X光机、CT机、核磁共振机等以及常见的荧光灯、电梯、变频水泵等非线性用电设备，这些设备给配电系统带来严重的谐波问题。根据美国某实验室的数据，谐波可使电机发热，工作效率下降4%～6%，线损增加1.5～2.5倍，使变压器局部严重过热，使铜耗和铁耗增加2～2.5倍；大量的3次谐波会使中性线过热甚至发生火灾；谐波对电机会产生机械振动、噪声和过电压；使电力电容器、导线等设备局部过热、绝缘老化、使用寿命缩短1.5～2倍甚至损坏；谐波会引起电网中局部的并联谐振和串联谐振，引起继电保护装置误动作从而引起严重事故，使测量仪表产生误差，有时误差可达2%～20%。目前，治理谐波主要采用有源电力滤波器。其特点是：实现了动态补偿，可对实时变化的谐波及无功进行补偿，对补偿对象的变化有快速响应能力；可对无功和谐波同时进行补偿，且对无功的大小的补偿可做到连续调节；对无功补偿时不需要贮能元件；即使补偿设备中的电流过大，有源滤波器也不会发生过载，正常发挥补偿作用；一般不受电网阻抗的影响，不容易和电网阻抗发生谐振；既可对单个谐波、无功源进行单独补偿，也可对多个谐波、无功源集中补偿。

四供配电系统中能耗监测和管理

供配电系统能耗监测和管理虽不能直接节能，但通过智能化的监控系统对建筑内所有用电设备消耗监控点自动获取能耗数据，对电网电能供应、分配、消耗进行监测来计算分析电气设备的能耗情况，评估节能设备和采取节能措施，为进一步优化节能提供数据支撑，对系统综合管理，实现间接节能。经可靠数据显示，每年可节能8%，体现出科技节能，且这方面的潜力很大。

五结束语

建筑电气节能设计在节约用电上有着巨大的潜力，能有效地缓和电力供需矛盾，保证国民经济持续、高速、健康地发展。尤其医院建筑用电量较大，合理的设计不仅可以降低工程造价，也可以提高工程的质量，为工程创造良好的社会经济效益。因此，合理地选择供配电方案，采用先进、高效的用电设备，可以更好地保持良好的医院环境和节省能源。

作者:姚小春 单位:吉林建筑大学