試論市政工程電氣設計與相應節(jié)能措施分析

摘要：國家各類工程項目的節(jié)能水平，受到社會廣泛的關注。在市政工程實施過程中，電氣設施與社會的穩(wěn)定發(fā)展緊密相關，在國家可持續(xù)發(fā)展方針政策指引下，積極進行市政工程電氣節(jié)能設計，成為一種必然趨勢。提高電氣工程使用效率，解決能源緊張問題，降低社會發(fā)展的能源負擔，可以從電氣設計角度進行完善和優(yōu)化。

關鍵詞：市政工程、電氣設計、節(jié)能措施、運行性能

市政工程的電氣節(jié)能設計，需要在工程各供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等重要系統(tǒng)中通過選擇適當?shù)碾姎庠O備、優(yōu)化電氣性能等方式，顯著地降低能源消耗，實現(xiàn)節(jié)能目標。

一、市政工程電氣節(jié)能設計原則

（一）環(huán)保節(jié)能原則

市政工程是城市發(fā)展中重要的基礎性設施，尤其在城市進程化當中，為城市居民提供了重要的生活保障。在國家可持續(xù)發(fā)展目標當中，市政工程也要遵循環(huán)保節(jié)能的原則，在保證城市正常秩序的同時，有效節(jié)約資源，提高資源利用效率，避免資源浪費。目前，市政工程當中，電氣工程項目是主要的資源消耗方面。加強市政工程的電氣節(jié)能設計，對促進國家節(jié)能發(fā)展有著重要意義。市政工程的電氣設計，要符合現(xiàn)代節(jié)能目標，要從設計方式、材料選擇等多方面進行綜合考慮。隨著國家對節(jié)能環(huán)保支持力度的加大，已經出現(xiàn)了很多節(jié)能材料可供市政工程的選擇[1]。節(jié)能材料在原有市政工程實施質量、性能等基礎之上，運用節(jié)能環(huán)保理念，在材料中更好地突出了降低電氣污染以及提高電氣效能的優(yōu)勢，很多的市政工程材料，在工程項目達到使用年限后都可以進行回收再利用，還有很多材料可以滿足市政工程升級換代的需求，從而更好地實現(xiàn)節(jié)能設計目的。

（二）正常供電原則

市政工程關系到整個城市的有序運行，尤其是市政工程中很多設施都需要持續(xù)穩(wěn)定的供電，在進行市政工程節(jié)能設計時，就需要立足于市政工程實施實際情況[2]。如果僅僅追求節(jié)能目標，忽視了市政工程正常的供電秩序，將會導致市政設施難以持續(xù)為城市居民提供正常服務。在市政工程電氣設計中，既要保證節(jié)能目標，又要維護供電秩序，就需要積極引入科學的設計理念，以市政工程的社會服務性為依托，并在此基礎上提高設計水平，優(yōu)化電氣設計方案，在電氣自動化運行中去解決節(jié)能問題。

（三）經濟效益原則

市政工程實施過程中，要想符合社會進步發(fā)展的需要，就要提高市政工程經濟效益，不能以成本損失作為代價來換得市政電氣的節(jié)能效果。在現(xiàn)代經濟市場環(huán)境下，市政工程的經濟效益水平，關系到市政工程能否更好地發(fā)展和完善。在市政工程電氣設計中，節(jié)能目標固然重要，但在設計過程中也要充分考慮到成本節(jié)約目標[3]。市政工程電氣設計，要符合國家可持續(xù)發(fā)展的方針戰(zhàn)略，就要結合節(jié)能與效益等幾個方面，通過科學合理的設計方式去維護科學節(jié)能減排成效，以市政工程實際情況為基礎，全面優(yōu)化電氣設計過程，完善電氣工程模式。

二、市政工程電氣設計節(jié)能措施

（一）市政供配電系統(tǒng)電氣節(jié)能

1.合理設計供配電所布局

市政工程電氣設計中，為了更好地滿足不同市政用電需要，需要在設計供配電所時合理布局，以便提高供配電所的供電覆蓋能力及為用電設備提供更有效的電能。對于供配電系統(tǒng)而言，線路損失的能耗會隨著供配電所與用電市政工程設施之間距離的增加而增大，這就需要盡量保證兩者之間距離的合理性，跟供配電系統(tǒng)的傳輸測試，一般要控制在一定范圍內時，供配電質量更加穩(wěn)定有效，這也是重要的市政電氣供配電設計需求。由于市政用電設施比如路燈、公交站臺，交通監(jiān)控路口等，用電量較小，且分散，變電所設置較密會造成浪費，較遠無法保證供電質量及加大線路損耗，因此市政項目中供電半徑一般控制在800m左右。在供配電所內設置集中無功補償裝置，以提高供電系統(tǒng)的功率因數(shù)，使其達到0.9以上，可提高用電質量，減少線路的功率損失，提高電網(wǎng)輸電效率、節(jié)約電能，降低生產成本。因此合理布置供配電所、設置無功補償裝置是節(jié)能設計的重要舉措。

2.合理選用市政變壓器類型

市政工程電氣設計中，變壓器類型和容量選擇也會影響到節(jié)能目標。在選擇變壓器時，應根據(jù)容量大小及使用環(huán)境等選擇變壓器類型。市政道路上主要用電設施為路燈照明設施、公交站臺照明、交通監(jiān)控設施及智慧燈桿上加載的5G基站、監(jiān)控攝像頭、環(huán)境監(jiān)測、LED顯示屏等用電設施。由于市政道路周邊空間有限，一般設置戶外的小容量、分散布置的箱式變電站，因此推薦采用干式變壓器。干式變壓器的冷卻方式為空氣自冷或強迫風冷，其散熱方式為氣道散熱，具有安全，難燃，防火，無污染，可直接安裝在負荷中心，免維護，安裝簡便，綜合運行成本低，防潮性能好，可在百分百濕度下運行，停運后不驚預干燥既可投入運行，較油浸式變壓器更節(jié)能、環(huán)保。變壓器應選擇低耗電的變壓器，盡量位于負荷中心。

變壓器容量的選擇上，如果選擇過大，就會形成“大馬拉小車”的現(xiàn)象，不僅增加設備投資，還會使變壓器長期處于空載狀態(tài)，使無功損失增加。容量選擇過小，將會使變壓器長期處于過負荷狀態(tài)，易燒毀變壓器。因此，正確選擇變壓器容量是電網(wǎng)降損節(jié)能的重要措施之一。變壓器的容量跟其負荷息息相關，應通過精確的計算及合理的預留選擇變壓器的容量，使變壓器的負載率在0.7左右。

3.提高供配電系統(tǒng)性能、降低電線路損耗

供配電系統(tǒng)作為市政工程電氣設計的重要內容，在節(jié)能方面需要綜合考慮到系統(tǒng)性能提升。系統(tǒng)性能與配電級數(shù)緊密相關。供配電級數(shù)越多，所需要的能源消耗就越大。因此要盡量優(yōu)化供配電系統(tǒng)結構，通過降低級數(shù)來保證能耗損失在一定范圍之內。

市政配電線路也是較大的能耗過程，在設計節(jié)能電氣模式時，要對輸電線路進行嚴格監(jiān)測，以確定有效的能耗范圍。在選擇供電線路的電纜時，要使用導電性能好、電流密度高的電纜，這樣可以有效提高輸電效率，不僅能夠縮短電力傳輸時間，同時也可以減少電能損耗，減少電纜使用。

（二）市政照明系統(tǒng)電氣節(jié)能

市政工程中，照明系統(tǒng)是非常重要的電氣設施之一，不合理的照明易造成極大的經濟損失和能源流失。

照明系統(tǒng)中最大的能耗是燈具，因此在燈具光源的選擇上應該選擇節(jié)能、高效、顯色性好、使用壽命長的光源。與傳統(tǒng)燈泡相比，LED光源以其發(fā)光效率高，光源穩(wěn)定，點亮無延遲、發(fā)熱量小、耗電低、顯色性高、壽命長、可進行模組替換、實現(xiàn)分組控制、光色多樣等特點廣泛應用于市政道路照明系統(tǒng)中。照明燈具也應具有單燈無功補償裝置，使其功率因數(shù)不低于0.9。

燈具功率的大小也直接影響電能消耗量，因此燈具功率應根據(jù)不同場景，不同道路等級進行合理選擇，避免過度設計造成能源浪費、光污染。

通過管理手段，利用光控、時間控制等措施對燈具進行合理的開關控制也能達到節(jié)能的目的。例如道路側照明燈具因需要保障夜間車輛的通行照明要求，需要在天黑至天亮全夜保持亮燈狀態(tài)，但是后半夜機動車道側車輛稀少，機動車道燈具可采用后半夜降功率運行的方式實現(xiàn)節(jié)能效果，后半夜絕大部分居民休息，路上行人幾不可見，因此人行道側燈具僅提供前半夜照明。時間上也可根據(jù)季節(jié)變換進行調整，或通過光控，根據(jù)環(huán)境照度的變化進行燈具的開關控制。

結束語：

市政工程在國家發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，市政工程中的電氣設施為人們生活水平的提升做出了重要輔助。隨著世界能源趨于緊張，節(jié)能也成為市政工程電氣設計的重要宗旨。市政工程電氣設計，要符合環(huán)保節(jié)能原則、正常供電原則、經濟效益原則等原則，并在此基礎上積極運用科學合理的設計理念和技術，通過降低電氣設施的能耗水平來實現(xiàn)節(jié)能目標。

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作者簡介：陳華（1982.10），性別：女;籍貫：陜西;民族：漢;學歷：本科;職稱：工程師：職務：電氣專業(yè)負責人：論文研究方向：電氣節(jié)能;