水利水電工程電氣節能設計研究

文/李大健 吉林省長春市石頭口門水庫管理局 吉林長春 130524

水利水電工程電氣節能設計研究

文/李大健 吉林省長春市石頭口門水庫管理局 吉林長春 130524

在提倡節能環保，節約能源的全球經濟市場背景下，電氣節能作為水利水電工程節能的重要部分，受到了社會各界的廣泛關注。本文將從水利水電工程電氣節能的重要性作為切入點，對水利水電工程中電氣節能設計進行深入的研究，以期為提升水利水電工程電氣節能水平貢獻綿薄之力。

水利水電；電氣節能；節能設計

一、水利水電工程電氣節能的重要性

隨著我國市場經濟的高速發展，我國能源緊缺的問題日益嚴峻，供需矛盾日漸突出，綠色經濟與可持續發展概念成為了我國乃至全世界經濟發展的主導方向。傳統的粗放型經營、掠奪式開發以及高能耗的工業正逐步面臨淘汰。水利水電行業作為主要的能源生產部門，以及能源消耗大戶，因此，水利水電行業應積極響應國家號召，加大對節能降耗技術的投入，以有效的降低能源消耗。近年來，我國水利水電行業規模逐漸擴大，其用電需求急劇上升，加上我國地域條件具有一定的特殊性，經常會出現電能供應不足的問題。因此，加強水利水電工程電力節能設計具有極其重要的現實意義。

二、水利水電工程電氣節能設計的思路與配置

1.變壓器的節能

變壓器是供電系統的核心設備，同時也是耗能大戶。相關調查數據顯示，我國變壓器的總能耗占電力系統總發電量的10%左右。那么如若變壓器的能耗每降低1%，那么一年可以節約上百億度電。因此降低變壓器的能源損耗已是必然的發展趨勢。常見的變壓器損耗主要有負載損耗與空載損耗兩種。其中，負載損耗主要是由導體截面以及線圈的材質決定的。空載損耗主要是由變壓器的內部結構以及變壓器鐵芯材質決定的。因此在選擇變壓器時，應優選損耗低、效率高的新型節能產品。例如，當前我國正推廣使用的S11系列低損耗變壓器，與以往的S9系列相比，其負載損耗相等，但空載損耗卻低了75%左右。

2.供配電系統的節能設計

供配電系統的節能設計應根據用電設備的特點、用電負荷容量、等級以及分布情況來進行科學的設計，以實現供配電系統的低耗、高效、經濟的運行。在供配電節能設計中主要應從以下幾方面進行考慮：①供配電系統應盡可能的簡單、可靠，在電壓等級相同的情況下，應盡量將供電系統的變配電級數控制在兩級以內，以降低由于電壓等級過多而造成的電能損耗。②科學布設供電網絡，保持低壓供電半徑不超過200m。低壓配電間應靠近用電負荷，變電所應靠近負荷中心，將供電線路的電損控制在標準范圍內，以降低線路電壓的損耗。③依據供電線路的實際負荷情況來科學的選擇變壓器的臺數、容量，其中變壓器的負載率以0.7～0.85為宜，確保其接線可以適應負荷變化。④選擇適宜的導線截面與電纜。應在滿足運行電壓、荷載流量損失等指標的基礎上，綜合節約有色金屬、降低投資、減少電能損耗以及經濟電流密度等多方面因素考慮，來合理的選擇電纜與導線截面。

3.用電設備的節能設計

3.1 選用適宜的水泵

當前，我國大多數新建的水利水電工程都是采用大中型軸流樣式的水泵，該類產品的系列較多，所以用戶的選擇性也較大。在節能設計過程中，應嚴格按照實際需求，對水泵的各項參數指標進行比較，并從中選擇出較為較為高效的水泵。

3.2 采用直連方式

水泵與電動機主要有齒連與直連兩種連接方式。齒連是指利用齒輪變速箱來將水泵與電動機相連接。其選用的電動機具有效率高，速度快、體積小的優點，而其缺點在于日常維護較為復雜；直連則要求水泵與電動機具有相同的轉速，而通常情況下，大中型軸流水泵的轉速都不高，所以相配套的電動機往往速度較低，其選用的電動機相對來說效率較低，體積偏大，而其優點在于日常維護較為方便。基于經濟性能角度來說，在水利水電工程中選用直連方式較為適宜。

4.機電設備的節能設計

4.1 選擇節能環保的電力設備

電力設備主要可從輸變電環節與發電環節進行節能設計，主要有：輸變電環節的節能電力設備（智能節能設備、無功補償裝置、變頻調速裝置以及低損耗變壓器等）和發電環節的節能電力設備（清潔能源、脫硫設備以及清潔高效發電設備）。例如，電動機功率較大的，可以選擇變頻調速器，以提升電機輕載時的效率，起到節能的效果。但該種設備價格較高，經濟適用性不強，所以在使用時往往會受到限制；又如，發電機的主變壓器、空氣冷卻器等設備，應盡可能的選擇換熱效率高的產品，以助于減少濾水器、供水泵以及空氣冷卻器等設備的容量，減少冷卻水量的要求，減少用電負荷。

4.2 合理布設機電設備

由于機電設備功耗大，所以常常會散發大量的熱量，因此，應盡可能的將需要散熱的機電設備放置在通風良好的場地；此外，應將需要配備空調的設備房間與會散發大量熱量的變壓器室的隔墻采取隔熱措施。

5.照明的節能設計

照明節能設計指的是在照明質量得以保證、不影響正常作業視覺要求的基礎上，盡可能利用光能，采用高效光源，以降低照明系統中光能的損耗。具體措施如下：

5.1 充分利用自然光

在電氣設計過程中，設計人員應將電氣專業與土建等相關專業相結合，以科學合理的利用自然光，并將自然光與室內人工照明互相配合，以最大限度的減少人工照明所產生的電能損耗。

5.2 選擇高效光源

高效光源是指顯色性能好、性價比高、發光率高、啟動便捷、使用壽命長的光源。高效光源并不是價格越貴，其效果就越好，而是應根據工作場所的實際情況來選擇最適合的光源，才能達到高效節能的目的。例如：對沒有顯色性要求的工作場所，可選擇壽命長、光效高的高壓鈉燈；有顯色性要求的場所，可選擇陶瓷金鹵燈；燈具安裝較高的場所，可選用中顯色的高壓鈉燈或金鹵燈；燈具安裝較高，而日常維護較為不便的場所，如機械車間或較高的廳堂，可以選擇光效高、壽命長的高頻無極熒光燈；燈具安裝較低的場所，如室內操作間，可以選用熒光燈；一般沒有裝飾性要求的場所，可選擇直管熒光燈。

[1]杜愛平.基于節能理念的電氣設計優化研究[J].科技致富向導，2013，54(58)

[2]柴清瑤.淺析電氣節能設計在工程中的應用[J].科技創新與應用，2014，32 (25)