电气供配电系统节能设计研究

　【摘

 要】 本文从电力变压器优化选型设计、计算优选供配电电压等级和供配电线路优化设

计三个方面对建筑供配电系统节能优化设计进行了分析，并提出了方案实施的措施。

 

　　【关键词】

 建筑电气 供配电系统 节能设计 

　　

1 合理计算优选供配电电压等级 

　　在建筑电气供配电系统设计的过程中，应该依据建筑实体用电量的大小需求，科学合
理的计算和优选供配电电压等级。当建筑的总用电量在

250kW 及以上或变压器的供电容量

在

160kVA 及以上时，可以采用 10（6）kV 的供电线路。像中央空调、给排水水泵等单台大

容量用电设备设备系统的供电电压在节能选择时，根据建筑电气供电条件、电机起动控制方
式以及电机起停过程对配电变压器的影响因素来合理确定，以

350kW 作为低高压的供电分

界点。在设计低压供电系统的过程中，对于照明负荷，当电流在

40A 及以下时，普遍采用

220V 单相进行供电，当电流大于 40A 时，则采用 380/220V 的三相供电模式。 
　　

2 电力变压器优化选型设计 

　　在高层建筑的配电变压器优化选型设计过程中，首先应该准确的统计建筑将来可达到
的最大电气系统负荷，并且根据用电总量选择变压器的供电容量、供电电压和变配电所基址
等。

 

　　结合相关电力负荷波动曲线进行计算分析，并应用优化设计技术手段，合理调配负荷
和设计完善的经济调度方案，使电力负荷曲线尽量保持平稳，尽可能的减少闲置配电容量
使电能能够充分转换和利用，降低能耗和无谓电能资源浪费。

 

　　

2.1 优选节能型变压器 

　　在高层建筑供配电系统的节能中配电变压器种类选择显得尤为重要。变压器运行中的空
载损耗（铁损）主要发生在变压器铁心叠片内部，是由于交变的磁力线经内部铁心产生磁
滞及涡流进而产生损耗。优质的铁心材料能有效降低变压器空载损耗，当前节能型变压器的
铁心材料为非晶合金铁。型号为

S15、S13 和 S11 的节能型电变压器，其卷铁心结构为 S7、S9

叠片式铁心结构，这很大程度上降低了磁阻，电流可以降低

60%～80%，提高了变压器运

行功率因数，改善了建筑供电电能的质量和供电的可靠性，使变压器空载损耗降低

20%～

35%。 
　　

2.2 合理选择配电变压器容量与台数 

　　从损耗、投资费用等方面进行综合考虑，为了确保设计悬着的配电变压器在使用期内能
够预留适当的容量，推荐变压器设计负载率在

75%～85%较为适宜，这样不仅可以获得较

为的技术经济性，同时又能确保变压器容量能够满足后期一定程度的扩容需求，增加其使
用寿命和技术经济性。在配电变压器经济调度方案优化节能设计过程时，应结合负荷特性合
理分配用电负荷、合理计算优选配电变压器容量与台数，即通过科学合理的调控设计方案，
使配电变压器能够长时间运行在高效工况，有效降低变压器运行总损耗。为了降低供配电网
络的电能损耗，达到最佳节能降耗效果，对于

2 台及以上配电变压器共同联合运行时，应

根据系统负荷波动情况建立联合经济调度运行模式。

2 台及以上配电变压器损耗功率与负载

波动间的关系为：当配电变压器负载小于或等于

Sa 时，则投运 1 台配电变压器较为节能经

济；当负载大于

Sa 而小于 Sb 时，则投运 2 台配电变压器较为节能经济；当负载大于或等

于

Sb 时，则投运 3 台配电变压器较为经济。也就是说在 2 台及以上配电变压器联合经济调

度运行过程中，

Sa、Sb 等就称为系统经济调度运行的临界负荷。当配电负荷率低于 30%时，

应根据实际运行负荷需求切换到小容量变压器；当负荷率超过

80%并通过设计计算不利于

经济调度运行时，则在容量选择过程中需要考虑放大一级容量来进行节能设计。当建筑电气
系统运行负荷功率较为稳定时，在合理分配负荷的情况下，应尽可能减少变压器的设计台