水利工程電氣節(jié)能設(shè)計(jì)探究

沈 靜

上海戎合城市規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司

1 引言

隨著當(dāng)前社會的不斷發(fā)展，能源的節(jié)約、高效利用也已經(jīng)成為當(dāng)前社會發(fā)展主題之一。水利水電行業(yè)在發(fā)展過程當(dāng)中正在轉(zhuǎn)變自身的發(fā)展觀念，加大對新技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用的投入，落實(shí)科學(xué)合理、節(jié)能降耗的設(shè)計(jì)思路。

2 水利工程產(chǎn)生電能浪費(fèi)的主要原因

（1）相關(guān)制度規(guī)章有待健全。在水利工程電氣節(jié)能設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，經(jīng)常會出現(xiàn)規(guī)范性不足、統(tǒng)一性差的文件，以及一些時間較早的規(guī)范等等。（2）水利工程節(jié)能產(chǎn)品應(yīng)用相對滯后。從當(dāng)前水利工程的施工建設(shè)情況來看，存在資金投入及管理不到位，導(dǎo)致在實(shí)際采購及安裝過程中產(chǎn)品降低了標(biāo)準(zhǔn)的情況。（3）設(shè)計(jì)人員認(rèn)識不夠到位。伴隨著水利工程的發(fā)展，還有一些設(shè)計(jì)人員還沒有轉(zhuǎn)變思想，僅重視施工的需要與利益，忽視節(jié)能設(shè)計(jì)，造成能源的浪費(fèi)。因此作為從業(yè)設(shè)計(jì)人員，需在設(shè)計(jì)中重視節(jié)能，將節(jié)能落到實(shí)處。

3 水利工程供配電節(jié)能設(shè)計(jì)

在進(jìn)行水利工程供配電設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，首先要確定項(xiàng)目的負(fù)荷等級，明確負(fù)荷分布及負(fù)荷容量等，根據(jù)這些內(nèi)容以及用電設(shè)備特點(diǎn)進(jìn)行供配電方案的詳細(xì)設(shè)計(jì)，保證在滿足正常功能的前提下，實(shí)現(xiàn)有效的能源節(jié)約，同時也降低生產(chǎn)過程當(dāng)中能源的損耗。在設(shè)計(jì)中主要考慮以下幾點(diǎn)：（1）在進(jìn)行供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，應(yīng)確保簡單可靠的原則，設(shè)備的過度或者是系統(tǒng)的復(fù)雜，就有可能會造成電能無必要的損耗。所以設(shè)計(jì)簡單可靠的供配電系統(tǒng)能夠有效降低電能的損耗，比如用電設(shè)備較多的水電站，很多設(shè)備電壓等級有不同的選擇，在設(shè)計(jì)時應(yīng)盡量減少不同的電壓等級，系統(tǒng)及設(shè)備方面得到簡化，減小系統(tǒng)的復(fù)雜性，避免多級供電造成的變電設(shè)備損耗以達(dá)到節(jié)能效果。（2）在進(jìn)行整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，各負(fù)荷盡量靠近供配電設(shè)備布置，合理安排電纜走向，避免由于線路過長而造成的損耗。對于供配電設(shè)計(jì)中的電纜的選擇，除了要根據(jù)載流量、壓降等技術(shù)要求選擇合理的電纜截面以外，還要考慮降損、節(jié)約有色金屬等方面。（3）根據(jù)設(shè)計(jì)的供配電系統(tǒng)用電設(shè)備的負(fù)荷量，科學(xué)合理地進(jìn)行變壓器的選擇，對變壓器的容量及臺數(shù)等進(jìn)行優(yōu)化，使之能夠經(jīng)濟(jì)靈活的投切運(yùn)行，保證變壓器在正常工作過程當(dāng)中具有良好的工作狀態(tài)。（4）提高功率因數(shù)。我國電網(wǎng)對用戶接入時的功率因數(shù)是有規(guī)定的，一般為0.85 或0.9 以上，這也是我國電網(wǎng)對電能節(jié)能降耗的明確要求。因?yàn)楹芏嘤秒娫O(shè)備，如變壓器、電動機(jī)等，會在運(yùn)行中產(chǎn)生無功電流，功率因數(shù)達(dá)不到電網(wǎng)要求，造成線路的損耗，因此我們在設(shè)計(jì)中，應(yīng)安裝無功補(bǔ)償裝置，有效對無功電流進(jìn)行處理，不僅能夠有效降低無功功率損耗，同時也能夠提高電氣設(shè)備的有功出力，達(dá)到節(jié)能目的。（5）合理選擇供電電壓。一般來說電壓越高其損耗越小，所以對于一些負(fù)荷較大的設(shè)備，如水利工程里的大功率泵組、水力發(fā)電機(jī)等，盡量采用高壓供電方案。

4 水利工程機(jī)電設(shè)備節(jié)能設(shè)計(jì)

選擇環(huán)保節(jié)能型電力設(shè)備，從根本上解決節(jié)能問題。在水利工程電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中，最需要合理選擇的機(jī)電設(shè)備主要為變壓器與電動機(jī)。

4.1 變壓器選擇

在輸變電環(huán)節(jié)中，選擇合適的變壓器是一種很好的節(jié)能方法。以往傳統(tǒng)的變壓器在電能傳輸上會浪費(fèi)大量的電力能源。因此選用節(jié)能型變壓器便尤為重要。節(jié)能變壓器不僅能夠節(jié)約能源，并且其在空載損耗降低、噪音改善等方面都有所提高。隨著材料技術(shù)的不斷發(fā)展，以及變壓器結(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn),節(jié)能型變壓器發(fā)展很快，因此，應(yīng)在水利水電工程設(shè)計(jì)中使用低損耗節(jié)能型變壓器，以達(dá)到節(jié)能目的。

4.2 電動機(jī)選擇

水利工程中通風(fēng)空調(diào)控制系統(tǒng)、機(jī)組輔助系統(tǒng)、閘門啟閉機(jī)控制系統(tǒng)，水泵控制系統(tǒng)等，控制對象主要為電動機(jī)，電動機(jī)是直接的大容量耗能設(shè)備，為了使電動節(jié)能降耗，必須優(yōu)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備選型。

電動機(jī)選擇應(yīng)提高電動機(jī)功率因素，降低無功損耗，選用高效率電動機(jī)，并且應(yīng)合理選擇電動機(jī)啟動方式。對功率較大的電動機(jī)可以采用變頻調(diào)速器，可提高電機(jī)在輕載時的效率，達(dá)到節(jié)能的目的，但設(shè)備價(jià)格偏高，在應(yīng)用中受到一定的限制。另一種節(jié)能方式是采用軟啟動器，它啟動平穩(wěn)，啟動電流不超過3倍，可保證電網(wǎng)電壓的波動在規(guī)范要求的范圍內(nèi)，同樣達(dá)到節(jié)能的目的。

5 水利過程電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)

在進(jìn)行照明節(jié)能設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，除了要考慮照明的視覺效果，也一定要考慮到照明的節(jié)能效果。要根據(jù)相關(guān)規(guī)范以及現(xiàn)場工作要求，合理設(shè)計(jì)照明方案。電氣照明設(shè)計(jì)主要以下幾點(diǎn)。

5.1 合理利用自然光

當(dāng)前在自然界中仍然有很多能源，并沒有充分應(yīng)用，自然光就屬于其中一種。所以在進(jìn)行水利工程電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)時，應(yīng)配合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)充分合理地利用自然光，減少人工照明的布置及使用時間，有效節(jié)約人工照明電能。

5.2 照明設(shè)計(jì)應(yīng)選擇高效光源

光源的節(jié)能效果取決于所采用光源自身的發(fā)光效率，在進(jìn)行照明設(shè)計(jì)時，應(yīng)根據(jù)使用場所選擇高效節(jié)能光源，比如現(xiàn)階段節(jié)能效果明顯的LED 光源，因?yàn)槠浒l(fā)光效率高、顯色性好、啟動方便等優(yōu)點(diǎn)，已漸漸成為主流。

5.3 采用高效節(jié)能的照明燈具

選用具有節(jié)能效應(yīng)的照明燈具?？茖W(xué)合理的燈具能夠有效實(shí)現(xiàn)光源的合理分配，光通量維持率高。優(yōu)質(zhì)高效的照明燈具可以更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。

6 結(jié)語

綜上所述，水利工程中的節(jié)能設(shè)計(jì)潛能是無可限量的，節(jié)能設(shè)計(jì)可以貫穿整個水利公共的科研、設(shè)計(jì)、施工、建設(shè)以及后期維護(hù)等階段。作為電氣設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視電氣節(jié)能，在設(shè)計(jì)中不斷優(yōu)化自己的方案，從設(shè)計(jì)的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等原則進(jìn)行綜合考慮，選擇既滿足工程要求又能最大限度節(jié)省能源的方案。