水利工程電氣節能設計探究

沈 靜

上海戎合城市規劃設計有限公司

1 引言

隨著當前社會的不斷發展，能源的節約、高效利用也已經成為當前社會發展主題之一。水利水電行業在發展過程當中正在轉變自身的發展觀念，加大對新技術開發及應用的投入，落實科學合理、節能降耗的設計思路。

2 水利工程產生電能浪費的主要原因

（1）相關制度規章有待健全。在水利工程電氣節能設計過程當中，經常會出現規范性不足、統一性差的文件，以及一些時間較早的規范等等。（2）水利工程節能產品應用相對滯后。從當前水利工程的施工建設情況來看，存在資金投入及管理不到位，導致在實際采購及安裝過程中產品降低了標準的情況。（3）設計人員認識不夠到位。伴隨著水利工程的發展，還有一些設計人員還沒有轉變思想，僅重視施工的需要與利益，忽視節能設計，造成能源的浪費。因此作為從業設計人員，需在設計中重視節能，將節能落到實處。

3 水利工程供配電節能設計

在進行水利工程供配電設計過程當中，首先要確定項目的負荷等級，明確負荷分布及負荷容量等，根據這些內容以及用電設備特點進行供配電方案的詳細設計，保證在滿足正常功能的前提下，實現有效的能源節約，同時也降低生產過程當中能源的損耗。在設計中主要考慮以下幾點：（1）在進行供配電系統設計時，應確保簡單可靠的原則，設備的過度或者是系統的復雜，就有可能會造成電能無必要的損耗。所以設計簡單可靠的供配電系統能夠有效降低電能的損耗，比如用電設備較多的水電站，很多設備電壓等級有不同的選擇，在設計時應盡量減少不同的電壓等級，系統及設備方面得到簡化，減小系統的復雜性，避免多級供電造成的變電設備損耗以達到節能效果。（2）在進行整體系統設計時，各負荷盡量靠近供配電設備布置，合理安排電纜走向，避免由于線路過長而造成的損耗。對于供配電設計中的電纜的選擇，除了要根據載流量、壓降等技術要求選擇合理的電纜截面以外，還要考慮降損、節約有色金屬等方面。（3）根據設計的供配電系統用電設備的負荷量，科學合理地進行變壓器的選擇，對變壓器的容量及臺數等進行優化，使之能夠經濟靈活的投切運行，保證變壓器在正常工作過程當中具有良好的工作狀態。（4）提高功率因數。我國電網對用戶接入時的功率因數是有規定的，一般為0.85 或0.9 以上，這也是我國電網對電能節能降耗的明確要求。因為很多用電設備，如變壓器、電動機等，會在運行中產生無功電流，功率因數達不到電網要求，造成線路的損耗，因此我們在設計中，應安裝無功補償裝置，有效對無功電流進行處理，不僅能夠有效降低無功功率損耗，同時也能夠提高電氣設備的有功出力，達到節能目的。（5）合理選擇供電電壓。一般來說電壓越高其損耗越小，所以對于一些負荷較大的設備，如水利工程里的大功率泵組、水力發電機等，盡量采用高壓供電方案。

4 水利工程機電設備節能設計

選擇環保節能型電力設備，從根本上解決節能問題。在水利工程電氣節能設計中，最需要合理選擇的機電設備主要為變壓器與電動機。

4.1 變壓器選擇

在輸變電環節中，選擇合適的變壓器是一種很好的節能方法。以往傳統的變壓器在電能傳輸上會浪費大量的電力能源。因此選用節能型變壓器便尤為重要。節能變壓器不僅能夠節約能源，并且其在空載損耗降低、噪音改善等方面都有所提高。隨著材料技術的不斷發展，以及變壓器結構的不斷改進,節能型變壓器發展很快，因此，應在水利水電工程設計中使用低損耗節能型變壓器，以達到節能目的。

4.2 電動機選擇

水利工程中通風空調控制系統、機組輔助系統、閘門啟閉機控制系統，水泵控制系統等，控制對象主要為電動機，電動機是直接的大容量耗能設備，為了使電動節能降耗，必須優化控制系統設計和設備選型。

電動機選擇應提高電動機功率因素，降低無功損耗，選用高效率電動機，并且應合理選擇電動機啟動方式。對功率較大的電動機可以采用變頻調速器，可提高電機在輕載時的效率，達到節能的目的，但設備價格偏高，在應用中受到一定的限制。另一種節能方式是采用軟啟動器，它啟動平穩，啟動電流不超過3倍，可保證電網電壓的波動在規范要求的范圍內，同樣達到節能的目的。

5 水利過程電氣照明節能設計

在進行照明節能設計過程當中，除了要考慮照明的視覺效果，也一定要考慮到照明的節能效果。要根據相關規范以及現場工作要求，合理設計照明方案。電氣照明設計主要以下幾點。

5.1 合理利用自然光

當前在自然界中仍然有很多能源，并沒有充分應用，自然光就屬于其中一種。所以在進行水利工程電氣照明節能設計時，應配合結構設計充分合理地利用自然光，減少人工照明的布置及使用時間，有效節約人工照明電能。

5.2 照明設計應選擇高效光源

光源的節能效果取決于所采用光源自身的發光效率，在進行照明設計時，應根據使用場所選擇高效節能光源，比如現階段節能效果明顯的LED 光源，因為其發光效率高、顯色性好、啟動方便等優點，已漸漸成為主流。

5.3 采用高效節能的照明燈具

選用具有節能效應的照明燈具。科學合理的燈具能夠有效實現光源的合理分配，光通量維持率高。優質高效的照明燈具可以更好地實現節能效果。

6 結語

綜上所述，水利工程中的節能設計潛能是無可限量的，節能設計可以貫穿整個水利公共的科研、設計、施工、建設以及后期維護等階段。作為電氣設計人員應重視電氣節能，在設計中不斷優化自己的方案，從設計的安全性、可靠性、經濟性等原則進行綜合考慮，選擇既滿足工程要求又能最大限度節省能源的方案。