[浅谈高层住宅建筑的配电主要问题和解决对策]高层住宅配电系统图

　　摘要：近年来，高层住宅建筑如雨后春笋般迅速发展，成为最主要的建筑形式之一，为了满足使用者个性化多样化的需求，高层建筑增加了许多智能电气控制系统，本文主要探讨了供配电系统和电机拖拽系统的节能技术方案。
　　关键词：高层住宅建筑；供配电节能；电机拖拽节能
　　一、供配电和电机拖拽系统的主要问题阐述
　　在高层住宅建筑中，使用各型号的供配电导线电缆不计其数。由于供配电线线路较多，运行时其所消耗的有功功率是非常大的，减少供配电线路损耗是建筑电气系统节能的主要部分。然而在一些早期建设的高层住宅建筑中，普遍存在导线截面选型不合理，布线迂回混乱，绝缘老化严重等问题，造成高层住宅建筑电气系统电能浪费十分严重。同时随着高层住宅建筑各机电设备系统对电能需求量的不断增加，就会导致原设计的供配电线路经济截面与电气系统运行时实际需求经济截面间存在严重不匹配情况，造成供配电线路长期运行在低效工况状态，线路损耗大大增加，不仅影响到建筑物内部各机电设备系统的正常运行，降低了高层住宅建筑的综合服务水平，同时线路上巨大的电能损耗还会给住宅用户增添额外用电负担。
　　电机拖拽系统是现代高层住宅建筑智能人性化服务水平的直接体现，同时也是建筑电气系统一个较大的电能消耗单元。在日常运行维护过程中发现，电机拖拽系统普遍存在运行方案设计不合理、需求调度智能分配自动化水平低、综合维护措施不到位等情况，造成建筑电气系统中电机拖拽系统长期运行在低效工况区，不仅造成大量的电能浪费，同时还由于电机拖拽系统长期处于不平衡运行工况，大量发热降低电机系统综合使用寿命。
　　二、供配电线路节能技术方案
　　在进行高层住宅建筑电气系统设计时，应该根据建筑物内部机电设备负荷容量及分布、供电距离、机电设备特性等因素，进行科学合理布线。整个供配电系统结构应尽量简单清晰可靠，且各机电设备系统配电级数不宜超过三级。供配电线路是整个高层住宅建筑电能输送直接载体，其动力干线、支线等线路是一个错综复杂的交叉性互联网络，其总长度较长，通常在数万米甚至几十万米以上，线路上电能总损耗量相当大，所以供电线路节能技术方案研究也是建筑电气系统节能研究的一个重点。
　　（1）合理选用导线类型
　　从技术经济性角度出发，选用电导率较小的新型材质导线。在工程实际应用中发现铜芯电缆传输电能效率最佳，但由于铜的成本较高，因此在进行线路布线方案设计时，要充分结合节约用铜，经济实惠原则。对于负荷容量较大的一类、二类建筑中应选用铜导线，而对于三类或负荷量较小的其它建筑物中宜选用铝芯导线，以提高其经济性能。
　　（2）减少输电线路长度
　　在进行变配电所选址规划设计时，应尽量将其设置在靠近负荷中心位置，且变配电所的低压配电室应尽量靠近建筑物强电竖井部位，以缩短馈电线路的供电距离，减少线路中电能损耗，达到节能降耗的目的。
　　（3）增大线缆截面
　　在高层住宅建筑电气系统设计时，不可避免的会出现某些机电设备距离馈电系统较远的情况，这样在进行较远线路选型设计时，除了要满足线路基本载流量、动热稳定、电压降、以及保护配合需要等基本功能条件下，应可根据工程实际情况选择大一级线缆截面，从而减少线路损耗。从大量工程实际数据来看，当馈电线缆的截面小于 70m时，如果其馈线线路总长度超过 100m，增加馈电线路一级线缆截面可以达到很好的节能经济效果。
　　（4）采取就地无功补偿措施
　　高层住宅建筑电气系统中，如果向供电点较远且无功功率需求较大的电气设备供电时，除了采取上述措施外，还应采用就地无功补偿措施以减少线路上相应无功传输损耗，保证电气设备高效稳定的运行，达到节能降耗的目的。
　　三、电梯拖拽系统节能技术方案
　　采用高效可靠、节能经济的电气控制方案是电机拖拽系统节能降耗的主要手段，常用的技术方案包括：利用变频调速控制方式改变传统的继电器控制方式，从而根据系统控制对象需求，动态调节电源输入端电源频率，通过调节电机转速使整个电机拖拽系统达到输入与输出间动态平衡，从而达到提高系统功率因素、节能降耗的目的；改变电机驱动容量，保证其达到最佳运转工况；合理群控呼梯节能控制系统的构筑，通过对高层住宅建筑内部多部电梯进行合理调度分配管理，防止电梯长期运行在空载或轻载工况下，降低电梯系统能耗，达到节能降耗的目的；电梯回馈技术，将电梯运行过程中产生的一部分能耗反馈到供配电系统中，从而降低电梯系统能耗，达到节能降耗的目的等。
　　在高层住宅建筑电梯群控系统中，主要有两种类型电梯召唤信号，即：厅外召唤和轿厢内召唤。电梯厅外召唤是由乘客在各层电梯门厅外出通过按钮触发的电梯召唤信号；而轿厢内召唤信号是由乘客在电梯轿厢内通过按钮触发的电梯召唤信号。处于同一群控系统下分配调度管理的电梯群，在各层电梯门厅外处使用一组公用呼电按钮，用来给群控系统提供一个目标指向层。在电梯群控系统中，由监控上位主机实时扫描监控厅外招呼信号，当有相应指向脉冲时，就会通过智能分析判断，决定处于最佳响应任务的电梯去执行该任务，利用智能合理的电梯分配跳读，使整个电梯群始终保持较为优越的运行工况，减少不必要的电能损耗，达到电梯节能智能分配调度控制目的。
　　随着控制技术的进一步发展，变频调速节能控制技术已在高层住宅建筑垂直载客群控电梯系统中得到广泛应用，但在运行过程中电梯不可避免的会存在两种特殊运行状态，也称为特殊工况，即,轻载上行和重载下行。从电梯工作原理来看，当电梯运行于这两种特殊工况时，电梯的拖拽电机实际是处于制动发电工况，这样就会在电梯运行过程中产生一定量的再生电能，如果是楼层较高，轻载上行和重载下行时间持续较长，这部分能量十分可观。但由于电梯系统采用变频器控制限制了再生能量的单相流动，故这部分再生电能只能以其它形式消耗掉，而不能被回馈到电梯供配电电网系统中，从而造成大量电能浪费。
　　从实际电梯控制系统设计来看，电梯运行在特殊工况中所形成的再生电能，出于从整个控制系统元器件保护来考虑，通常采用投入能耗制动电阻以发热形势将这部分能量消耗掉目的。这个采用电阻发热保护方式，虽然具有技术结构简单、造价低廉、检修维护方便等优点，但是电阻发热不仅会恶化高层住宅电梯控制机房的运行环境，影响其它电子元器件的正常运行性能；同时为了散热增加了空调系统的负载，从而造成巨大电能浪费。为了收取这部分再生电能，降低电梯系统的综合能耗，很多电梯生产厂家分别对该部分能量展开大量测试研究。据一些测试资料表明，对于一部普通的商住楼电梯而言，该电梯在特殊工况下运行时，一年内大约可以再生电能约 3 万度。且从测试数据中表明，楼层越高、运转速度越快的电梯系统，其在运行过程中所产生的再生能量资源也就越大。因此，电梯在特殊工况条件下运行所产生再生能量，其数量是十分巨大，能量回收利用效益非常可观。
　　参考文献;
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