民用智能建筑电气设计中的变压器节能技术

摘要：能源作为不可再生资源，我国目前已经在有意识的进行能源的减耗以及保护。在我国的建筑工程中，建筑电气设计也是一样，要在设计过程中有意识的进行相关的节能设计，这样才能够满足我国目前对于能源保护的要求.伴随着我国建筑工程的不断增加，能源消耗在不断的扩大过程中，因此作为我国能源消耗较大的行业，我国的建筑行业要有针对性的进行能源减耗，最大限度的减少能源的消耗。

关键词：民用智能建筑；电气设计；变压器节能技术

引言：随着我国经济的飞速发展，电气行业在这个过程中也得到了更大的扩张，而且电气工程的应用也不断增加。新兴的节能设计技术，能够在一定程度上帮助电气工程行业稳定发展。在帮助相关企业提升经济效益的基础上，也能够帮助电气工程向着自动化、节能化的方向不断发展和推进，提高工程质量，对于电气行业的稳定发展起着非常重要的支撑作用。

一、民用智能建筑电气设计节能设计的原则

1.1 节约型原则

随着我国社会经济的迅猛发展和国民经济的持续增长，各行各业都在有序地推进。在此背景下，我国致力于有效实施绿色经济和可持续发展的理念，确保建筑行业稳定、持续地发展，满足实际施工需求，同时高度关注新型建筑的节能降耗。因此，在设计节能工程时，核心目标是将不必要的能源消耗降至最低，确保新型建筑在具备必要功能的同时，最小化施工设施的能源消耗。通过科学合理地设计施工方案，优化和完善流程，有效应用节能降耗措施，以避免不必要的能源浪费。

1.2先进性原则

在具体设计建筑节能工程时，应充分利用科学信息技术的优势和特点，不断学习和采纳先进的技术和理念，以确保节能建筑设计的科学性、合理性及可行性。同时，在实际运作过程中，需要制定一套相适应的措施或策略，以确保节能建筑设计能够达到预期的理想效果。

二、概述建筑工程电气系统中的变压器节能设计

建筑工程电气系统中变压器节能设计的核心目标是在确保电气系统稳定运行的前提下，减少变压器的能源损耗。变压器的能效通常分为静态和动态两个方面。静态能效主要通过采用新技术、新工艺以及新材料，在变压器的生产过程中降低其固有的损耗。动态能效则涉及变压器在运行时，受动态参数变化影响而产生的损耗。目前，许多建筑工程电气系统末端广泛采用大容量变压器（例如2000kVA及以上容量），特别是电压等级为10kV的变压器设备。这些变压器在运行时会产生显著的电能损耗，因此它们成为建筑电气节能设计的关键环节。变压器的节能性能直接影响到整个建筑工程电气系统的节能效果，并对建筑行业的可持续发展具有深远的影响。

三、民用智能建筑电气设计中的变压器节能技术应用

3.1构建完善节电体制

第一，加强电能管理工作，从输电、变电、配电、用电各个环节深入挖潜，各级领导要组织好电能的使用，制定出科学的管理制度和有效措施，合理组织生产和用电设备的经济运行，革新工艺、淘汰低效设备、推广节电新技术、提高电能利用率。第二，要完善变压器的测量手段，配置电能测量仪表，记录统计日常运行数据，及典型代表日负荷，为变压器经济运行提供数据；健全变压器经济运行文件管理，保存变压器原始资料；变压器大修、改造后的试验数据应存入变压器档案中；定期进行经济运行分析，在保证变压器安全运行和供电质量的基础上提出改进措施。

3.2节能型变压器设备合理选择

当前，根据我国法律法规和标准规范规定，S13及以上的智能变压器设备系列为节能型系列，其电气能效强度等级和电气能效强度限值等各项指标、参数、性能均能达到国家节能技术要求。在各类型节能环保变压器生产设备中，超导节能变压器以及各种非晶态等合金型号的设备是目前节能环保效果比较理想的节能变压器设备。非晶体的合金材料，是指高温钢水在极短距离内的急剧溶解降温后，其金属分子之间结构在固化剂的影响作用下迅速溶解后形成的无序电子排列，最后产生一个非晶体的的合金材料，该材料因为整体构造独特，其软磁性的特点尤为明显，使用这种材料进行加工制造的设备，能够有效率地减少整体电能的直接损耗。

3.3合理选取变压器容量

根据当下最新的负载率公式来看，单相变压器在运行过程中，应该适当的提高功率因数，合理使用谷段电能，不仅要降低负载损耗，同时还要控制损耗小时数。为了能够达到此目标，可以尝试将信息技术融入管理工作之中，对变压器进行远程操控与监视，在特定的情况下进行调试控制，这样既可以控制变压器整体工作状态，还可以进一步降低变压器的能源损耗。合理选择变压器容量，让负荷率宜在75%～85%，且应计及负荷计算的误差。

3.4优化变压器运行方式

民用智能建筑电气系统的设计实际平均用电量也经常会普遍存在升伏峰谷波和降伏反向波动的现象，因此在电力系统设计中还要不断研究优化变压器的各种经济运行供电方式，防止变压器由于其他负荷轻载或负荷过载而产生波动，造成电力系统实际电能大量使用损耗。因此电力系统设计中的工作人员需根据民用智能建筑工程电气系统规模的不同、功能的不同，以及系统实际供电量稳定性和性能要求的不同特点，来合理配置民用智能建筑电气系统的变压器以及供电系统设备，通过综合设计分析其中的经济运行方式和系统结构，达到降低用电成本和减少损耗的效果。

3.5做好功率调控

第一，自然功率因素提高方式。当变压器设备能够在轻载和空载高压条件下正常运行时，其它的无效功率达到了约20%，功率损耗大，因此可根据实际使用情况需求来不断提高变压器设备的效率，从而通过自然电源功率利用因数的大幅提高即可有效减少家用变压器的电能损耗，以达到合格的节能效果。

第二，设置无功补偿设备。一般可采用并联无功补偿驱动方法，来提高线路功率损失因数，从而改善前端变压器的节能利用效益。目前较为普遍的无功补偿驱动方法，主要包括就地式的补偿、集中式的补偿和分散式的补偿等方法。而在线路工程设计实际中，针对与前端变压器母线的距离较近而且较集中部分需要对其实施的大容量无功电能补偿，通常也可直接采用在线路前端连接变电站的一个低压甚至是高压终端母线上，直接设置无功补偿驱动设备的方法来对其实施集中式的补偿。

3.6加强谐波抑制

在建筑工程电气系统中，可以采用Dyn11型变压器，这种变压器能够在绕组内建立谐波电流环流，对变压器两侧谐波电流的耦合传递作用进行防范，以此达到抑制谐波的目的。目前主要采用的方法有两种，其一是面向电网展开治理，通过运用非线性负载设备来减少谐波电流；其二，针对电气系统中的运行设备展开，即在进行电气节能设计时，要综合多方面因素、通过科学计算，将运行设备的供电控制在谐波含量安全的水平。不仅如此，设计人员也可以借助专门的滤波器设备避免谐波进入电气系统中，同样可以达到抑制谐波，降低变压器损耗的目的。

结束语：为了实现可持续发展，节能技术的推广和应用将不断增加。变压器是电力系统中的重要设备。合理选择变压器相关设备的电气型号和电气容量，将功率因数控制、无功补偿控制、抑制变压器谐波等技术应用于变压器设备，可以有效降低变压器的功率损耗，从而有效提高民用智能建筑民用电气系统的节能效果，实现低碳可持续发展，具有广阔的推广应用前景。

参考文献：

[1] 闫峰. 民用智能建筑电气设计中的变压器节能技术与应用[J]. 低温建筑技术，2022，44（1）：45-48.

[2] 韦智超. 民用智能建筑电气设计中的变压器节能技术研究[J]. 智能城市应用，2023，6（4）.

[3] 聂小孟. 民用智能建筑电气设计中的变压器节能技术与应用[J]. 电脑爱好者（电子刊），2020（8）：3347-3348.