水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計研究

魯鵬

【摘要】最近幾年，因?yàn)槲覈袌霭l(fā)生了巨大的改變，加快了發(fā)展的腳步，促使經(jīng)濟(jì)提高和能源的供給二者之間產(chǎn)生了極大的沖突。根據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示，我國能源總體消耗當(dāng)中，電能占據(jù)了1/4的比重，除此之外，人口數(shù)量較多，這一國情也是造成我國電能使用量巨大的原因之一。下面將進(jìn)一步闡述，水利水電工程電氣節(jié)能的具體設(shè)計。

【關(guān)鍵詞】水利水電工程；電氣節(jié)能；設(shè)計；研究

導(dǎo)言：

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動下，社會對于能源的需求不斷增大，能源供需矛盾越發(fā)突出。在這種情況下，我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展開始從注重速度向著可持續(xù)發(fā)展以及綠色經(jīng)濟(jì)的層面轉(zhuǎn)變，節(jié)能降耗成了一個普遍性問題。在水利水電工程中，做好電氣節(jié)能設(shè)計，能夠有效減少電氣設(shè)備在運(yùn)行環(huán)節(jié)的能耗，為可持續(xù)發(fā)展的推進(jìn)提供良好的保障。

1、水利水電工程中節(jié)能設(shè)計存在的問題

1.1水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)備落后。節(jié)能設(shè)備設(shè)計和生產(chǎn)的成本較高所以價值比較昂貴，我國很多企業(yè)為了節(jié)約成本選擇采用傳統(tǒng)的節(jié)能設(shè)備，沒有研發(fā)或引進(jìn)先進(jìn)的節(jié)能設(shè)備，但事實(shí)上，傳統(tǒng)的節(jié)能設(shè)備反而會增加電能的消耗，從而增加生產(chǎn)成本，而先進(jìn)的節(jié)能設(shè)備雖然在研發(fā)或引進(jìn)時耗費(fèi)較多，但長期使用就會節(jié)約大量的電能，從而節(jié)省成本。

1.2水利水電工程電氣設(shè)計人員的節(jié)能意識比較淡薄。在設(shè)計過程中設(shè)計人員一味地追求經(jīng)濟(jì)效益，而沒有進(jìn)行綜合的考慮，前瞻能力有所欠缺，沒有考慮設(shè)計的節(jié)能設(shè)備在投入使用之后可能運(yùn)行的情況，導(dǎo)致電氣節(jié)能設(shè)備經(jīng)常在投入使用后由于不正常運(yùn)行或損壞等問題而無法繼續(xù)使用，更別提減少對能源的損耗了。

1.3水利水電工程中關(guān)于電器節(jié)能設(shè)計的規(guī)章制度不夠完善，尚未做出明確的規(guī)定。眾所周知，利益是企業(yè)建立和發(fā)展的根本出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，企業(yè)一切活動都是為了獲取經(jīng)濟(jì)效益而進(jìn)行的，如果沒有明確的法律條文的規(guī)定，在沒有違法的基礎(chǔ)上企業(yè)永遠(yuǎn)將利益獲取放置在第一位。因此，沒有法律嚴(yán)格的約束，不同企業(yè)的電器節(jié)能設(shè)計的水平也不盡相同。

2、水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計的措施

2.1系統(tǒng)方案設(shè)計

在對供配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計時，需要考慮用電負(fù)荷的分布狀況及負(fù)荷等級，以確保系統(tǒng)能夠保證最佳的運(yùn)行狀態(tài)，盡可能減少運(yùn)行環(huán)節(jié)的能源消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的預(yù)期目標(biāo)。在對供配電方案進(jìn)行設(shè)計時，需要關(guān)注幾個方面的問題：一是必須保證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性好，同一電壓等級供電系統(tǒng)的變配電級數(shù)以一級或者兩級為最佳，避免變配電級數(shù)過多導(dǎo)致電能損耗增大的問題；二是必須確保供電電壓合理，在其他條件相同的情況下，電壓越高則損耗越小，考慮到水利水電工程的裝機(jī)容量較大，應(yīng)該優(yōu)先選擇高壓電機(jī)來減少啟動電流對于電網(wǎng)的沖擊；三是應(yīng)該將變電所設(shè)置在負(fù)荷中心附近，對配網(wǎng)進(jìn)行合理布局，確保低壓供電的半徑不超過200m，減少線損，提升供電質(zhì)量；四是應(yīng)該從負(fù)荷情況出發(fā)，對變壓器的容量和數(shù)量進(jìn)行明確，保證變壓器的接線可以滿足負(fù)荷變化的要求，在進(jìn)行變壓器投切時，不僅需要滿足基本的性能需求，還應(yīng)該關(guān)注其運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，減少不必要的損耗；五是應(yīng)該適當(dāng)提高系統(tǒng)功率因數(shù)，在必要的情況下，可以進(jìn)行無功補(bǔ)償，以此來減少變壓器和線路引發(fā)的損耗。

2.2輔助控制系統(tǒng)設(shè)計

在水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計中，輔助控制系統(tǒng)包括了公用設(shè)備控制系統(tǒng)、通風(fēng)空調(diào)控制系統(tǒng)、閘門啟閉控制系統(tǒng)以及機(jī)組輔助系統(tǒng)等，系統(tǒng)主要的可控制對象是電動機(jī)。為了能夠在保證電動機(jī)穩(wěn)定可靠運(yùn)行的前提下，降低其在運(yùn)行過程中的能耗，需要做好設(shè)備選型溝通，并對控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。可以根據(jù)電動機(jī)的實(shí)際運(yùn)行工況，對其啟動方式進(jìn)行合理選擇：在公用設(shè)備控制系統(tǒng)和記住輔助系統(tǒng)中，可以采用軟啟動器啟動，其他系統(tǒng)可以選擇軟啟動器啟動，也可以選擇變頻器啟動。通過這樣的方式，能夠?qū)﹄妱訖C(jī)的啟動特性進(jìn)行改善，有效降低啟動過程中的瞬時電流，在保證電網(wǎng)穩(wěn)定安全運(yùn)行的同時，也可以有效滿足水利水電工程節(jié)能降耗的需求。

2.3變壓器選型

在輸變電環(huán)節(jié)，變壓器是最為核心的設(shè)備，同時也是能耗大戶。相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，變壓器損耗占據(jù)了系統(tǒng)總發(fā)電量的10%，降損潛力巨大。為了更好地推動《中華人民共和國節(jié)約能源法》的實(shí)施，國家標(biāo)準(zhǔn)管理委員會于2006年頒布了《三相配電變壓器能效限定值及節(jié)能評價值》的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對變壓器選型進(jìn)行了簡要說明，以期提升變壓器運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，降低其在運(yùn)行過程中的能源消耗。從變壓器損耗類型分析，可以分為兩種，一是空載損耗，主要由變壓器設(shè)備本身的鐵芯材質(zhì)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定；二是負(fù)載損耗，通常取決于導(dǎo)體的截面以及線圈的材質(zhì)。在技術(shù)發(fā)展的帶動下，變壓器的結(jié)構(gòu)越發(fā)合理，使用的材料也在不斷改進(jìn)，節(jié)能型變壓器逐漸在市中嶄露頭角，能夠非常有效地降低變壓器的運(yùn)行能耗，以非晶合金鐵芯變壓器為例，其空載損耗僅為常規(guī)變壓器的1/5。就目前而言，應(yīng)用最為廣泛的節(jié)能變壓器是S11系列變壓器，與之前的S9系列相比，負(fù)載損耗基本相同，但是空載損耗降低了75%以上，與常規(guī)變壓器相比，具有自重小、噪音低、效率高、抗沖擊等優(yōu)點(diǎn)，節(jié)能效果顯著。因此，在水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計中，應(yīng)該優(yōu)先選擇節(jié)能型變壓器。

結(jié)束語

通過本文對水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計的進(jìn)一步分析和闡述，使我們了解到要想把節(jié)能的工作做到最好，就必須在節(jié)能的設(shè)計當(dāng)中下功夫，根據(jù)實(shí)際水利施工情況，查找那些可節(jié)能的空間。但又必須保證水利工程的基本功能，不能盲目為了節(jié)能而忽略水利工程的功能，這是水利工程節(jié)能需要注意的。因此，希望通過本文的闡述，能夠給水利水電工程電氣節(jié)能方面提供有價值的依據(jù)，從根本上減少能源損耗，滿足人們對水利水電方面的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙興奎.淺談水電工程電氣節(jié)能設(shè)計中存在的問題及優(yōu)化措施[J].機(jī)電信息，2014，30：125+127.

[2]任冬勤.《水利水電工程節(jié)能設(shè)計導(dǎo)則（送審稿）》審查會議在京召開[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2016，01：18.

[3]宋升，郭元元.水利水電工程中節(jié)能降耗分析與評價[J].河南水利與南水北調(diào)，2015，04：45～46.

[4]郭振斌.淺談水利水電工程中節(jié)能降耗分析與評價[J].能源與節(jié)能，2014，07：39～40+119.