醫院供配電系統節能設計措施

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一前言

目前，隨著我國在工業與民用建設方面的飛速發展，民用建筑的電力能耗問題日漸突出，能源消耗急劇增加，浪費嚴重的情況極為普遍。在所有民用建筑里面醫院建筑是使用功能比較復雜的建筑，其用電設備多，用電量相對較大，能量消耗是相同規模的其他公建的2倍甚至更多。同時現代化的醫院建筑電氣設計也是科學技術、信息技術的載體，是體現智能化醫院建筑對社會發展進步、人民生活質量提高的重要標志。如何做到設計節能是當下重點要討論的熱題。

二醫院建筑對供配電系統節能設計的要求

對于醫院建筑，供配電系統的節能主要是在滿足使用功能的前提下，通過減少設備本身的能量消耗進而減小系統損耗。設計者首先要選擇高效、先進的節能設備，其次要在滿足節能條件下，保證供配電系統的合理性、安全性和可靠性。供配電系統電氣節能設計不能以犧牲其功能、損害使用需求為代價，也不能盲目地增加投資。就醫院建筑供配電系統節能而言，主要體現在變壓器的選擇、線路的選擇、功率因數的提高、諧波的控制、低電壓器的選擇以及系統運行管理等方面。

三醫院供配電系統節能設計措施分析

目前，醫院建筑配電系統設計中，主要采用10kV及380/220V電壓等級。電能在傳輸過程中，會產生功率損耗和能量損耗。發熱是線路損耗造成的突出問題，同時發熱還會使導體升溫，使設備絕緣材料老化、使用壽命縮短，絕緣效果降低，出現熱擊穿而引發醫院配電系統事故，造成設備的損毀和人員傷亡。據相關資料記載，醫院配電系統的線損率約為6%~10%。下面從四個方面討論如何降低醫院建筑配電系統的線損。1.減少線路上的電能損耗。主要是減少線路單位長度的交流電阻、電抗和電路長度。首先，合理選擇電纜。選用電導率較小的材質做導線，銅芯最佳。其次，合理選擇線路路徑。線路盡量走直線，以減小導線長度。變配電室及配電箱宜接近負荷中心，縮短線路供電距離。再次，增大線纜截面，對于供電半徑長的線路，在保證載流量、動熱穩定、保護配合和電壓損失等滿足要求的條件下，可根據情況加大一級線纜截面，以降低線路的損耗。2.提高功率因數。提高配電系統的功率因數可改善電壓質量，減少無功在系統線路上的流動，還能提高用電設備的工作效率，進而達到節能的目的。常用的方法有：一是提高自然功率因數；二是采用并聯電容器在低壓側進行無功補償，設計中常采用集中補償和就地分散補償相結合的方式。3.變壓器的選擇。設計中要準確地統計系統中最大用電負荷，根據用電量合理選擇變壓器容量、供電電壓和所址。合理調配負荷和設計完善方案，使負荷曲線盡量保持平穩，減少閑置電容量。設計中盡量選用承受熱沖擊能力強、難燃、防火性能高、低損耗、局部放電量小的卷鐵芯結構干式變壓器；從損耗、經濟等方面進行綜合考慮，變壓器的設計負載率在75%~85%為宜。4.諧波的抑制。醫院建筑中存在大量的醫療用電設備，如X光機、CT機、核磁共振機等以及常見的熒光燈、電梯、變頻水泵等非線性用電設備，這些設備給配電系統帶來嚴重的諧波問題。根據美國某實驗室的數據，諧波可使電機發熱，工作效率下降4%～6%，線損增加1.5～2.5倍，使變壓器局部嚴重過熱，使銅耗和鐵耗增加2～2.5倍；大量的3次諧波會使中性線過熱甚至發生火災；諧波對電機會產生機械振動、噪聲和過電壓；使電力電容器、導線等設備局部過熱、絕緣老化、使用壽命縮短1.5～2倍甚至損壞；諧波會引起電網中局部的并聯諧振和串聯諧振，引起繼電保護裝置誤動作從而引起嚴重事故，使測量儀表產生誤差，有時誤差可達2%～20%。目前，治理諧波主要采用有源電力濾波器。其特點是：實現了動態補償，可對實時變化的諧波及無功進行補償，對補償對象的變化有快速響應能力；可對無功和諧波同時進行補償，且對無功的大小的補償可做到連續調節；對無功補償時不需要貯能元件；即使補償設備中的電流過大，有源濾波器也不會發生過載，正常發揮補償作用；一般不受電網阻抗的影響，不容易和電網阻抗發生諧振；既可對單個諧波、無功源進行單獨補償，也可對多個諧波、無功源集中補償。

四供配電系統中能耗監測和管理

供配電系統能耗監測和管理雖不能直接節能，但通過智能化的監控系統對建筑內所有用電設備消耗監控點自動獲取能耗數據，對電網電能供應、分配、消耗進行監測來計算分析電氣設備的能耗情況，評估節能設備和采取節能措施，為進一步優化節能提供數據支撐，對系統綜合管理，實現間接節能。經可靠數據顯示，每年可節能8%，體現出科技節能，且這方面的潛力很大。

五結束語

建筑電氣節能設計在節約用電上有著巨大的潛力，能有效地緩和電力供需矛盾，保證國民經濟持續、高速、健康地發展。尤其醫院建筑用電量較大，合理的設計不僅可以降低工程造價，也可以提高工程的質量，為工程創造良好的社會經濟效益。因此，合理地選擇供配電方案，采用先進、高效的用電設備，可以更好地保持良好的醫院環境和節省能源。

作者:姚小春 單位:吉林建筑大學