李蔚《電氣節能設計要點與疑難解析》(2011115全國電氣節能論壇)

2011全國電氣節能論壇電氣節能設計要點與疑難解析李蔚（中信建筑設計研究總院電氣總工）(2011-11-05北京)摘要

本文著眼于電氣節能設計應遵循的原則，重點從變壓器的選擇、供配電系統及線路設計、提高系統功率因數、照明節能、電動機節能、節電型低壓電器選用、諧波的產生與治理、太陽能光伏發電系統的設計應用等多個方面和角度，論述了建筑電氣節能技術的設計要點，并對相關疑難問題進行了解析。關鍵詞

電氣節能變壓器損耗線路損耗功率因數

第四代新型綠色光源LED燈LVD無極熒光燈智能照明控制系統太陽光光纖導入照明系統

變頻調速軟起動器模糊控制技術

節電型低壓電器諧波治理

冷、熱、電三聯供系統

太陽能光伏發電1引言

我國正處于城鎮化建設的快速發展時期，已建項目的總建筑面積約為400億平方米，每年還以十幾億平方米的速度遞增。目前，我國建筑能耗約占全社會總能耗的27％左右（根據建設部和國家建材局的統計）。到2020年，全國將新增建筑面積約200億平方米，建筑能耗占全社會總能耗的比例將更高。在歐美一些發達國家，節能型建筑的比例已達到了40％。而在我們這樣一個資源相對匱乏、正在發展中的人口大國，能源的消耗正急劇增加，能源危機迫在眉睫，作為能耗大戶的建筑能耗已成為危及社會可持續發展的一個重大問題。為此，中央提出發展“低碳經濟”、建設“資源節約型”社會的目標，要求各地大力推廣“節能省地”型建筑。由此可見，建筑節能已成為時代的呼喚。作為二次能源的電能，如何降低損耗、高效利用，如何將節能技術合理應用到工程項目當中，也就成為建筑電氣設計的焦點2電氣節能設計應遵循的原則電氣節能設計既不能以犧牲建筑功能、損害使用需求為代價，也不能盲目增加投資、為節能而節能。因此，筆者認為，電氣節能設計應遵循以下原則：

2.1滿足建筑物的功能

這主要包括：滿足建筑物不同場所、部位對照明照度、照度均勻度、統一眩光值UGR、相關色溫Tcp、顯色指數Ra等的不同要求；滿足舒適性空調所需要的溫度、濕度、新風量等；滿足特殊工藝要求，如體育場館、醫療建筑、酒店、餐飲娛樂場所一些必需的電氣設施用電，展廳、多功能廳等的工藝照明及電力用電等。

2.2考慮實際經濟效益

節能應考慮國情，計及實際經濟效益，不能因為追求節能而過高地消耗投資，增加運行費用，而是應該通過比較分析，合理選用節能設備及材料，使增加的節能方面的投資，能在幾年或較短的時間內用節能減少下來的運行費用進行回收。

2.3節省無謂消耗的能量

節能的著眼點，應是節省無謂消耗的能量。設計時首先找出哪些方面的能量消耗是與發揮建筑物功能無關的，再考慮采取什么措施節能。如變壓器的功率損耗、電能傳輸線路上的有功損耗，都是無用的能量損耗；又如量大面廣的照明容量，宜采用先進的調光技術、控制技術使其能耗降低。總之，筆者認為節能設計應把握“滿足功能、經濟合理、技術先進”的原則。具體說來，可重點從以下多個方面采取節能措施，將節能技術合理應用到實際工程中。

3變壓器的選擇要點

變壓器節能的實質就是：降低其有功功率損耗、提高其運行效率。變壓器的有功功率損耗如下式表示：△Ｐｂ＝Ｐｏ＋Ｐｋβ２其中：

△Ｐｂ--變壓器有功損耗（ＫＷ）；

Ｐｏ--變壓器的空載損耗（ＫＷ）；

Ｐｋ--變壓器的有載損耗（ＫＷ）；

β--變壓器的負載率。

式中Ｐｏ為空載損耗又稱鐵損，它由鐵芯的渦流損耗、漏磁損耗組成，其值與硅鋼片的性能及鐵芯制造工藝有關，而與負荷大小無關，是基本不變的部分。

因此，變壓器應選用SCB10、SCB11等節能型變壓器（SCB11系列比SCB10系列節電10%），它們都是選用高導磁的優質冷軋晶粒取向硅鋼片和先進工藝制造的新系列節能變壓器。由于“取向”處理，使硅鋼片的磁場方向接近一致，以減少鐵芯的渦流損耗；４５°全斜接縫結構，使接縫密合性好，可減少漏磁損耗。

目前，一種新型的節能變壓器：非晶合金變壓器應運而生，它采用非晶合金帶材制作鐵芯，替代傳統硅鋼片鐵芯，其能耗比普通硅鐵變壓器降低60－80%，具有很好的節能效果。其初次投資增加的成本5年就可以回收，經濟性非常顯著。非晶合金材料的生產具有很高的科技難度，目前世界上只有日立電氣和中國的安泰科技掌握了非晶技術，安泰科技作為中國鋼研行業的領軍企業，其4萬噸非晶合金帶材生產線已初步完成熱試，2009年底可投產，2010年達產，為中國市場提供急需的非晶材料，同時降低了成本，為電網改造和產業升級提供了可能；非晶合金變壓器本身也是一種環保型產品。

以上節能型變壓器因具有損耗低、質量輕、效率高、抗沖擊、節能顯著等優點，而在近年得到了廣泛的應用，所以，設計應首選低損耗的節能變壓器。上式中，Ｐｋ是傳輸功率的損耗，即變壓器的線損，它取決于變壓器繞組的電阻及流過繞組電流的大小。因此，應選用阻值較小的銅芯繞組變壓器。對Ｐｋβ２，用微分求它的極值，可知當β＝５０％時，變壓器的能耗最小。但這僅僅是從變壓器節能的單一角度出發，而沒有考慮綜合經濟效益（節能原則如前述）。因為β＝５０％的負載率僅減少了變壓器的線損，并沒有減少變壓器的鐵損，因此節能效果有限；且在此低負載率下，由于需加大變壓器容量而多付的變壓器價格，或變壓器增大而使出線開關、母聯開關容量增大引起的設備購置費，再計及設備運行、折舊、維護等費用，累積起來就是一筆不小的投資。由此可見，取變壓器負載率為５０％是得不償失的。綜合考慮以上各種費用因素，且使變壓器在使用期內預留適當的容量，筆者認為，變壓器的負載率β應選擇在７５％～８５％為宜。這樣既經濟合理，又物盡其用。另一方面，因為變壓器在滿負荷運行時，其絕緣層的使用年限一般為２０年，２０年后通常會有性能更優的變壓器問世，這樣就可有機會更換新的設備，從而使變壓器總趨技術領先水平。設計時，合理分配用電負荷、合理選擇變壓器容量和臺數，使其工作在高效區內，可有效減小變壓器總損耗。當負荷率低于30％時，應按實際負荷換小容量變壓器；當負荷率超過80％并通過計算不利于經濟運行時，可放大一級容量選擇變壓器.當容量大而需要選用多臺變壓器時，在合理分配負荷的情況下，盡可能減少變壓器的臺數，選用大容量的變壓器。例如需要裝機容量為2000ＫＶＡ，可選２臺１000ＫＶＡ，不選４臺５00ＫＶＡ。因為前者總損耗比后者小,且綜合經濟效益優于后者。

對分期實施的項目，宜采用多臺變壓器方案，避免輕載運行而增大損耗；內部多個變電所之間宜敷設聯絡線，根據負荷情況，可切除部分變壓器，從而減少損耗；對可靠性要求高、不能受影響的負荷，宜設置專用變壓器。在變壓器設計選擇中，如能掌握好上述原則及措施，則既可達到節能目的，又符合經濟合理的要求。4合理設計供配電系統及線路4.1根據負荷容量及分布、供電距離、用電設備特點等因素，合理設計供配電系統和選擇供電電壓，可達到節能目的。供配電系統應盡量簡單可靠，同一電壓供電系統變配電級數不宜多于兩級。4.2按經濟電流密度合理選擇導線截面，一般按年綜合運行費用最小原則確定單位面積經濟電流密度。4.3由于一般工程的干線、支線等線路總長度動轍數萬米，線路上的總有功損耗相當可觀，所以，減少線路上的損耗必須引起設計足夠重視。由于線路損耗△Ｐ∝R，而R=p.L/S，則線路損耗△Ｐ與其電導率p、長度L成正比，與其截面S成反比。為此，應從以下幾方面入手：

4.3.1選用電導率p較小的材質做導線。銅芯最佳，但又要貫徹節約用銅的原則。因此，在負荷較大的一類、二類建筑中采用銅導線，在三類或負荷量較小的建筑中可采用鋁芯導線。4.3.2減小導線長度L。主要措施有：a.變配電所應盡量靠近負荷中心，以縮短線路供電距離，減少線路損失。低壓線路的供電半徑一般不超過200m，當建筑物每層面積不少于１0000ｍ２時，至少要設兩個變配電所，以減少干線的長度；b.在高層建筑中，低壓配電室應靠近強電豎井，而且由低壓配電室提供給每個豎井的干線，不應產生“支線沿著干線倒送電能”的現象，盡可能減少回頭輸送電能的支線。

c.線路盡可能走直線，少走彎路，以減少導線長度；其次，低壓線路應不走或少走回頭線，以減少來回線路上的電能損失。4.3.3增大線纜截面S。a.對于比較長的線路，在滿足載流量、動熱穩定、保護配合、電壓損失等條件下，可根據情況再加大一級線纜截面。假定加大線纜截面所增加的費用為Ｍ，由于節約能耗而減少的年運行費用為ｍ，則Ｍ／ｍ為回收年限，若回收年限為幾個月或一、二年，則應加大一級導線截面。一般來說，當線纜截面小于７０ｍｍ２，線路長度超過１００ｍ時，增加一級線纜截面可達到經濟合理的節能效果。

b.合理調劑季節性負荷、充分利用供電線路。如將空調風機、風機盤管與一般照明、電開水等計費相同的負荷，集中在一起，采用同一干線供電，既可便于用一個火警命令切除非消防用電，又可在春、秋兩季空調不用時，以同樣大的干線截面傳輸較小的負荷電流，從而減小了線路損耗。在供配電系統的設計中，積極采取上述各項技術措施，就可有效減少線路上的電能損耗，達到線路節能的目的。

5提高系統的功率因數5.1提高功率因素的意義設定輸電線路導線每相電阻為R（Ω），則三相輸電線路的功率損耗為

式中ΔP───三相輸電線路的功率損耗，kW；

P───電力線路輸送的有功功率，kW；

U───線電壓，V；

I───線電流，A；

cosφ──電力線路輸送負荷的功率因素。

由上式可以看出，在系統有功功率P一定的情況下，cosφ越高（即減少系統無功功率Q），功率損耗ΔP將越小，所以，提高系統功率因素、減少無功功率在線路上傳輸，可減少線路損耗，達到節能的目的。在線路的電壓U和有功功率P不變的情況下，改善前的功率因素為cosφ1，改善后的功率因素為cosφ2，則三相回路實際減少的功率損耗可按下式計算：

另外，提高變壓器二次側的功率因素，由于可使總的負荷電流減少，故可減少變壓器的銅損，并能減少線路及變壓器的電壓損失。當然，另一方面，提高系統功率因素，使負荷電流減少，相當于增大了發配電設備的供電能力。

5.2提高功率因素的措施a)減少供用電設備無功消耗，提高自然功率因素，其主要措施有：

───正確設計和選用變流裝置，對直流設備的供電和勵磁，應采用硅整流或晶閘管整流裝置，取代變流機組、汞弧整流器等直流電源設備。

───限制電動機和電焊機的空載運轉。設計中對空載率大于50％的電動機和電焊機，可安裝空載斷電裝置；對大、中型連續運行的膠帶運輸系統，可采用空載自停控制裝置；對大型非連續運轉的異步籠型風機、泵類電動機，宜采用電動調節風量、流量的自動控制方式，以節省電能。

───條件允許時，采用功率因數較高的等容量同步電動機代替異步電動機，在經濟合算的前提下，也可采用異步電機同步化運行。───熒光燈選用高次諧波系數低于１５％的電子鎮流器；氣體放電燈的電感鎮流器，單燈安裝電容器就地補償等，都可使自然功率因數提高到0.85～0.95b)用靜電電容器進行無功補償：按全國供用電規則規定，高壓供電的用戶和高壓供電裝有帶負荷調整電壓裝置的電力用戶，在當地供電局規定的電網高峰負荷時功率因素應不低于0.9。

當自然功率因素達不到上述要求時，應采用電容器人工補償的方法，以滿足規定的功率因素要求。實踐表明，每千乏補償電容每年可節電150～200kWh，是一項值得推廣的節電技術。特別是對于下列運行條件的電動機要首先應用：

（1）遠離電源的水源泵站電動機；

（2）距離供電點200m以上的連續運行電動機；

（3）輕載或空載運行時間較長的電動機；

（4）YZR、YZ系列電動機；

（5）高負載率變壓器供電的電動機。

無功補償設計原則為：

───高、低壓電容器補償相結合，即變壓器和高壓用電設備的無功功率由高壓電容器來補償，其余的無功功率則需按經濟合理的原則對高、低壓電容器容量進行分配；

───固定與自動補償相結合，即最小運行方式下的無功功率采用固定補償，經常變動的負荷采用自動補償。───分散與集中補償相結合，對無功容量較大、負荷較平穩、距供電點較遠的用電設備，采用單獨就地補償；對用電設備集中的地方采用成組補償，其他的無功功率則在變電所內集中補償；

有必要指出的是，就地安裝無功補償裝置，可有效減少線路上的無功負荷傳輸，其節能效果比集中安裝、異地補償要好。還有一點，對于電梯、自動扶梯、自動步行道等不平穩的斷續負載，不應在電動機端加裝補償電容器。因為負荷變動時，電機端電壓也變化，使補償電容器沒有放完電又充電，這時電容器會產生無功浪涌電流，使電機易產生過電壓而損壞。另外，如星三角起動的異步電動機也不能在電動機端加裝補償電容器，因為它起動過程中有開路、閉路瞬時轉換，使電容器在放電瞬間又充電，也會使電機過電壓而損壞。

6照明節能的設計要點

因建筑照明量大而面廣，故照明節能的潛力很大。在滿足①照度；②照度均勻度；③照明功率密度（LPD）限值；④統一眩光值UGR⑤相關色溫Tcp；⑥顯色指數Ra等相關技術參數要求的前提下，照明節能設計應從下列幾方面著手：6.1選用高效光源

按工作場所的條件，選用不同種類的高效光源，可降低電能消耗，節約能源。其具體要求如下：一般室內場所照明，優先采用熒光燈或小功率高壓鈉燈等高效光源，推薦采用T5細管、U型管節能熒光燈，以滿足《建筑照明設計標準》（GB50034-2004）對照明功率密度（LPD）的限值要求。不宜采用白熾燈，只有在開合頻繁或特殊需要時，方可使用白熾燈，但宜選用雙螺旋（雙絞絲）白熾燈。

高大空間和室外場所的一般照明、道路照明，應采用金屬鹵化物燈、高壓鈉燈等高光強氣體放電燈。氣體放電燈應采用耗能低的鎮流器（節能型電感鎮流器），且熒光燈和氣體放電燈，必須安裝電容器，補償無功損耗。

目前，第四代新型綠色光源，如LED燈、LVD無極熒光燈的技術發展較快，市場應用逐步推開。LED燈是利用半導體PN結的電致發光原理研制而成，該機理決定LED燈不可能產生具有連續光譜的白光，因此要借助熒光物質間接產生寬帶光譜，合成白光；或將幾種不同光色的芯片封裝在一起，通過光色的混合構成白光LED。LED燈節能環保，大功率LED燈（1W、3W）的光效已經達到超過30lm/W，但目前LED也有自身的問題：如光通量有待進一步提高、價格較高、對散熱的要求較高等問題，相信隨著技術的進步與設計的成熟，這些問題會很快得到解決。

高頻等離子體無極放電燈，簡稱LVD無極熒光燈，它是集合功率電子學、等離子體學、磁性材料學等領域最新科技成果研制開發出來的高新技術產品，它與LED同屬于第四代綠色光源。其創新點與工作原理為：在氣體放電燈原理的基礎上，增加高頻電源發生器，使放電管中的氣體雪崩電離形成等離子體，當其返回原始狀態時，會將原來所獲得的能量以254nm的紫外線形式輻射出來，完成能量轉換；燈泡內壁熒光粉則受紫外線激發而發出可見光。當頻率足夠高時，放電管已無需電極存在，放電能持續穩定的進行，避免了傳統光源的電極損耗問題。提高了整個照明系統的可靠性和壽命，具有較顯著的節能優勢。

太陽光光線導入照明系統是目前國際最先進的人工室內生態光源：綠色生態、健康低碳、環保節能。導入的陽光給生物提供能量，能保證地球物種在地下空間一代代生長繁殖，屬生態光源，這是其他人工光源所無法做到的。將陽光光纖照明產品集光機安裝在室外房頂、陽臺、地面、墻壁等一年四季能照得到太陽的地方，通過光纜接入室內，這樣每天從太陽升起到落下，室內都有陽光照射，10多個小時享受太陽光無微不至的呵護。光纖導入照明系統由室外主機、石英光纜和室內照射器具三大部分組成。主機安裝在陽光充足的室外，用于跟蹤、采集、分離太陽光。光纜用于高效傳輸主機采集的陽光進入室內，并進行釋放。室內照具主要用于固定和保護光纜出光端，增強和控制室內出光效果。

1、集光機：是太陽光光纖照明的主體部分，主要由聚光透鏡組合、傳感器、亞加力球罩、全方位機械轉動裝置、微電腦自動程序控制系統、底座等組成。它可以快速跟蹤太陽、采集最強陽光，分離陽光，消除紫、紅外線，將陽光能量壓縮15000倍，高光高熱精確進入光纜。2.光纜部分：光纜直徑0.8cm，由6根直徑1mm左右石英玻璃光纖組成。6芯光纜可自由、大角度彎曲，在建筑施工上能方便地把陽光送達室內任何地方，在已建和新建建筑物中能像安裝電線一樣方便。光纖制造采用特種專利配方，保證石英光纖通光量大、透光性能好、柔軟性強，將陽光在傳送過程中的損耗降至最小。目前用戶最遠實際使用距離為167m，最遠理論傳輸距離為3km3.照射器具：照射器具帶有隔熱、聚焦、散光、自射、移動、固定、遠距離追射等多種功能，還可設置高性能增光反射膜，使陽光照射更強。

6.2選用高效燈具

除裝飾需要外，應優先選用直射光通比例高、控光性能合理；反射或透射系數高、配光特性穩定的高效燈具：采用非對稱光分布燈具。由于它具有減弱工作區反射眩光的特點，在一定的照度下，能夠大大改善視覺條件，因此可獲得較高的效能。選用變質速度較慢的材料制成的燈具，如玻璃燈罩、搪瓷反射罩等，以減少光能衰減率。室內燈具效率不應低于70％（裝有遮光柵格時，不應低于55％）；室外燈具效率不應低于40％（但室外投光燈不應低于55％）。

6.3選用合理的照明方案采用光通利用系數較高的布燈方案，優先采用

分區一般照明方式。在有集中空調且照明容量大的場所，采用照明燈具與空調回風口結合的形式。在需要有高照度或有改善光色要求的場所，采用兩種以上光源組成的混光照明。室內表面采用高反射率的淺色飾面材料，以更加有效地利用光能。6.4照明控制和管理

（1）充分利用自然光，根據自然光的照度變化，分組分片控制燈具開停。設計時適當增加照明開關點，即每個開關控制燈的數量不要過多，以便管理和有利節能。（2）對大面積場所的照明設計，采取分區控制方式，可增加照明分支回路控制的靈活性，使不需照明的地方不開燈，有利節電。（3）有條件時，應盡量采用調光器、定時開關、節電開關等控制電氣照明。公共場所照明，可采用集中控制的照明方式，并安裝帶延時的光電自動控制裝置。大面積公共區域，宜設置智能照明控制系統。（4）室外照明系統，為防止白天亮燈，最好采用光電控制器代替照明開關，或采用智能照明控制系統，以利節電。（5）在插座面板上設置翹板開關控制，當用電設備不使用時，可方便切斷插座電源，消除設備空載損耗、達到節電的目的。

6.5智能照明控制系統

智能照明控制系統總線，可采用非屏蔽六類4對對絞電纜（CAT6UTP），將各種開關模塊R、調光模塊D、場景控制模塊M、時間管理模塊MT等連成網絡，構成總線型拓撲結構。可根據預設時間、場景，采用紅外感應、移動探測傳感、感光光敏元件等方式，自動開啟或關閉相關區域照明，并自動調整照度，以滿足不同時段、不同場合的需求，達到舒適、節能目的。示例如下：（1）高級辦公室：采用智能照明控制系統后，可使照明系統工作在全自動狀態。通過配置的“智能時鐘管理器”MT，可預先設置若干基本工作狀態，通常為“白天”、“晚上”、“清掃”、“安全”、“周末”、“午飯”等，根據預設定的時間自動在各種狀態之間轉換。辦公室配有手動場景控制面板M，可以隨時調節房間的工作狀態以及滿意的燈光效果。系統能保證每間辦公室內的辦公區域和公共區域協調的工作。（2）會議室、報告廳：采用智能照明控制系統后，可預先設置多種燈光效果，以適應不同場合的燈光需求，供工作人員任意選擇。如會議準備階段只有部分或全部筒燈點亮；在準備階段為保護價格昂貴的水晶吊燈，系統將限制工作人員啟用吊燈。當貴賓開始入場時，燈槽中隱光的帶燈逐漸點亮。只有在會議開始時，才調亮所有燈光，使報告廳燈火輝煌。在會議進行過程中，工作人員通過可編程控制面板，只需按一個鍵即可調用所需的某一燈光場景，還可配備遙控器，遠距離控制燈光效果。（3）地下停車庫：在車庫入口管理處內安裝面板控制開關，用于車庫燈光照明的手動控制。平時在系統中央控制主機的作用下，車庫照明處于自動控制狀態。在停車區域采用智能移動探測傳感器HS，當有人或車移動時開啟相應的局部照明，車停好后或人、車離開后延時控制關閉。當有車移動時可以通過主機顯示出來，方便保安和管理人員的管理。根據車輛停車的實際使用情況，可將一天的照明分成幾個時段，比如上午、中午、下午、晚上、深夜五個時段，通過定時控制軟件的設置，在這些時段內，自動控制燈具開閉的數量，以控制相關區域不同時段的不同照度，從而使燈光照明得到有效利用，大大減少了電能的浪費，且保護了燈具、延長了燈具的使用壽命。智能照明控制系統通過開放的TCP/IP協議，可以方便地與樓宇設備監控系統BA集成。7電動機的節能7.1選用高效率電動機

提高電動機類負荷占民用建筑總負荷的比例較大，故其節能意義重大。提高電動機的效率和功率因素，是減少電動機電能損耗的主要途徑。根據《中小型三相異步電動機能效限定值及節能評價值》GB18613-2002，電動機能效限定值是強制性的，必須滿足；節能評價值是推薦性的，電動機節能評價值比能效限定值要高。當電動機滿足節能評價值的要求，就可認為電動機是高效能型的。與普通Y系列電動機相比，YX2等新系列高效能電動機的效率要提高約3％，平均功率因數高7～9％，而總損耗降低20％～30％，因而具有較好的節電效果。所以在設計和技術改造中，應選用YX2等新系列高效率電動機，以節省電能另一方面要看到，高效電機價格比普通電機要高20％～30％，故采用時要考慮資金回收期，即能在短期內靠節電費用收回多付的設備費用。一般符合下列條件時可選用高效電機：

（1）負載率在0.6以上；

（2）每年連續運行時間在3000h以上；

（3）電機運行時無頻繁啟、制動(最好是輕載啟動，如風機、水泵類負載)；

（4）單機容量較大。7.2選用交流變頻調速裝置

推廣交流電機調速節電技術，是當前我國節約電能的措施之一。采用變頻調速裝置，使電機在負載下降時，自動調節轉速，從而與負載的變化相適應，提高了電機在輕載時的效率，且節能效果十分明顯，例如轉速下降1/2，用電功率下降至1/8=12.5%目前，用普通晶閘管、GTR、GTO、IGBT等電力電子器件組成的靜止變頻器對異步電動機進行調速已廣泛應用。在設計中，根據變頻的種類和需調速的電機設備，選用適合的變頻調速裝置。P—耗電功率；p—水壓；w—流量；n—轉速；f—頻率

7.3選用軟起動器設備

比變頻器價格便宜的另一種節能措施是采用軟起動器。軟起動器設備是按起動時間逐步調節可控硅的導通角，以控制電壓的變化。由于電壓可連續調節，因此起動平穩，起動完畢，則全壓投入運行。軟起動器也可采用測速反饋、電壓負反饋或電流正反饋，利用反饋信息控制可控硅導通角，以達到轉速隨負載的變化而變化。軟起動器通常用在電機容量較大、又需要頻繁起動的水泵設備中，以及附近用電設備對電壓的穩定要求較高的場合。因為它從起動到運行，其電流變化不超過3倍，可保證電網電壓的波動在所要求的范圍內。但由于它是采用可控硅調壓，正弦波未導通部分的電能全部消耗在可控硅上，不會返回電網。因此，它要求散熱條件較好、通風措施完善。7.4選用智能化節能控制裝置對中央空調水系統，設置智能化變頻調速節能控制裝置，可最大限度地提高整個空調水系統的運行效率，收到良好的節能效果。這種智能化節能控制技術的控制算法，采用了當代先進的“模糊控制技術”或“模糊控制與改進的PID復合控制技術”以取代傳統的PID控制技術，從而較好克服了傳統的PID控制不適應中央空調系統時變、大滯后、多參量、強耦合的工況特點，能夠實現空調水系統安全、高效的運行。同時，在充分滿足空調末端制冷（熱）量需求的前提下，通常可使水泵的節能率達到60%～80%；通過對空調水系統的自動尋優控制，可使空調主機的節能率達到10%～30%，為用戶實現較顯著的節能收益。相關技術要點參見《中央空調水系統節能控制裝置技術規范》GB/T26759-2011（2011-07-20發布，2011-11-01實施）8節電型低壓電器的選用

設計時應積極選用具有節電效果的新系列低壓電器，以取代功耗大的老產品，例如：

1)用RT20、RT16（NT）系列熔斷器取代RT0系列熔斷器；2)用JR20、T系列熱繼電器取代JR0、JR16系列熱繼電器3)用AD1、AD系列新型信號燈取代原XD2、XD3、XD5和XD6老系列信號燈。4)選用帶有節電裝置的交流接觸器。大中容量交流接觸器加裝節電裝置后，接觸器的電磁操作線圈的電流由原來的交流改變為直流吸持，既可省去鐵芯和短路環中絕大部分的損耗功率，還可降低線圈的溫升及噪聲，從而取得較高的節電效益，每臺平均節電約50W，一般節電率高達85％以上。

9諧波的產生與治理在電力系統中，諧波產生源主要有：鐵磁性設備（發電機、電動機、變壓器等）、電弧性設備（電弧爐、點焊機等）、電子式電力轉換器、整流換流設備(整流器AC/DC、逆變器DC/AC；變頻器（變頻空調、變頻水泵）、軟啟動器；氣體放電燈鎮流器；可控硅調光設備；UPS、EPS、計算機等)。

諧波對公用電網是一種污染，其危害主要體現在：①使公用電網中的元件產生了附加的諧波損耗，降低了設備的使用效率。②大量的3次諧波電流流過中線時，會使線路過熱甚至發生火災（氣體放電燈鎮流器主要產生3次諧波）；諧波引起電氣設備過熱、絕緣老化、壽命縮短。③引起公用電網中局部的并聯諧振和串聯諧振，從而使諧波放大，危害加重。④諧波會導致繼電保護和自動裝置的誤動作，并會使電氣測量儀表計量不正確。⑤諧波會對臨近的通信系統產生干擾，引起噪音、降低通信質量,甚至導致信息丟失，使通信系統無法正常工作。所以，諧波治理既是電氣節能的需要，也是提高電能質量的需要。治理諧波的措施包括：在電力系統內設置高低壓調諧濾波器、諧波濾波器（無源式、有源式Maxsine）、中性線3次諧波濾波器、TSC晶閘管控制的調諧濾波器等。其應用條件與場所為：1.調諧濾波器：適用于諧波負載容量小于200kVA情況，電容器加串接電抗器組成調諧濾波器，不可使用單純電容器作無功補償。2.無源諧波濾波器：適用于配電系統中具有相對集中的大容量（200kVA或以上）非線型、長期穩定運行的負載情況。3.有源諧波濾波器：適用于配電系統中具有大容量（200kVA或以上）非線型、變化較大負載（如斷續工作的設備等），用無源濾波器不能有效工作的情況。

4.有源、無源組合型諧波濾波器：適用于配電系統中既有相對集中、長期穩定運行的大容量（200kVA或以上）非線型負載，又有較大容量的、經常變化的非線型負載情況。還可選用D，yn11變壓器供電，為3次諧波提供環流通路。目前，采用有源諧波濾波器（APF）是一個重要趨勢。APF也是一種電力電子裝置，其基本原理是：從補償對象中檢測出諧波電流，由補償裝置產生一個與該諧波電流大小相等而極性相反的補償電流，從而使電網電流只含基波分量。這種濾波器能對頻率和幅值都變化的諧波進行跟蹤補償，且補償特性不受電網阻抗的影響。

10太陽能光伏發電系統的設計應用《可再生能源法》自2006年1月1日起，在我國已正式實施面對迫在眉睫的能源危機，太陽能作為新能源和可再生能源的一種，因其清潔環保、永不衰竭的特點，受到了世界各國能源專家的青睞，并被業內人士稱為“黃金電”。

——“中國缺能，我們不能辜負頭頂的大好陽光！”這是有識之士的熱切呼吁。

太陽能光伏系統主要由太陽能電池板、蓄電池、控制器、DC-AC逆變器和用電負載等組成。其中，太陽能電池板、蓄電池