浅谈水库库区移民安置点电气设计的节能措施

缪 剑

（广西水利电力勘测设计研究院，广西 南宁 530023）

我国虽然能源总量丰富，但人口众多，人均能源拥有量少，且相对一些发达国家来说能源利用率较低。为了实现“资源节约型”的社会目标，各地大力推广“节能省地”型建筑，特别是在如今水库库区移民安置点的新农村电气化建设工作中，更是提出实施“新农村、新电力、新服务”的农电发展战略，做到既要节约能源，同时又不降低质量标准，在保证使用的前提下，提高能源的利用率和综合效益。将从水库库区移民安置点建设中的电气设计方面谈一些节能措施。

1 合理的负荷计算

只有合理计算负荷，才能为选择配电变压器、导体提供可靠的依据，才能准确地计算电压损失和功率损耗，准确地计算变压器的负荷率，从而达到节能减耗的最终目的。

水库库区移民安置点的电气设计，其负荷计算大部分都是在库区实物调查已基本完成的情况下进行的，在掌握了库区移民总人数及总户数的前提下，可采用需要系数法进行计算。计算过程就不再赘述，值得一提的是，随着现在农民生活水平的提高，人均用电量也随之提高，采用旧规范中相对较小的人均负荷数值计算出的结果，会造成计算安置点规划区用电负荷总量偏小的问题，不但无法满足现阶段农村居民用电的需求，更容易造成安置点规划选择变压器容量偏小，出现在实际使用过程中变压器负荷率偏大甚至过载的现象。适当提高人均用电负荷，可使计算出的安置点总负荷更趋于合理，为变压器容量的选择提供合理依据。

2 变压器的选择

变压器的有功损耗按公式ΔP=PO+β2Pk计算，式中ΔP为变压器的有功损耗(kW)，PO为变压器的空载损耗(kW)，Pk为变压器的短路损耗(kW)，β为变压器的负载率。①PO是由铁芯的涡流损耗及漏磁耗损组成，要想降低有功损耗，就应选用节能型变压器。因为节能型变压器具有良好的制作工艺，大多采用优质冷轧取向的硅钢片，由于其特殊取向，使硅钢片的磁畴方向一致，降低了变压器电阻，从而增大了通过电流。如油浸变压器或干式变压器。②通过降低Pk来降低有功损耗。在选择变压器时，应综合考虑变压器损耗和变压器短路电流的平衡关系，选用短路阻抗合适的变压器，如铜芯变压器。③负载率为变压器额定容量和变压器运行中实际容量的比值。变压器在运行中，外界负荷经常变化，由微分法求极值可知，当负载率为50%～60%时，变压器的损耗最小，效率最高。综合初装费及运行费用，变压器的负载率取值为70%～85%时，是最为经济节能的。

3 照明节能设计

照明节能设计是电气节能设计中最重要的组成部分。

3.1 充分利用自然光

自然光是绿色能源，我们应该加以利用，安置点宅基地设计时靠近室外部分的建筑面积，门窗尺寸应该尽量增加，门窗所用的玻璃透光率也应较好，以便让更多的自然光照射到房间里面。

3.2 合理选用光源、灯具及附件

灯具的选择根据悬挂高度而定，一般安置点照明设计分为室内、室外两部分。在室外悬挂较高的场所，如道路、居民户外活动场所等地方，应选用高杆路灯或3～5 m的高庭院灯；悬挂较低的场所，如室内照明，应采用荧光灯。在选择光源时，应尽量减少白炽灯的数量，使用提供高效光源、照明器反射面的反射比较高的灯具。在采用荧光灯时，还应尽可能地采用电子镇流器，以达到节能的目的。

3.3 智能照明控制系统

该系统一根据不同时间及安置点室外空间自然光的状况，智能开启、关闭，调节照明光源。控制功能主要由时间及亮度控制模块来完成，所有模块均集中设置于室外照明配电箱或灯具接线盒内，以时控、光控及现场手动控制3种不同的控制方式，有效实现对安置点的室外照明控制，达到节能的目的。有效的照明自动控制能节约很大一部分照明用电量，很大程度上减少了照明用电的浪费，通常能节约10%的照明用电量，减少了安置点公共照明用电费用上的支出。

4 减小线路损耗

由于配电线路有电阻，电流通过时就会产生功率损耗，其公式为:P=3I2R·10-3.式中P为三相输电线路的功率损耗(kW)，I为线电流(A)，R为线路相电阻(Ω)。其中，R线路电阻在通过电流不变时，线路长度越长，则电阻值越大。电网输送电能时，在电网中就会产生功率损耗，功率损耗与线路长短、线组大小及电流量有关。降低电网中的线路损耗有以下途径:①合理减小导线长度。②合理确定安置点变压器的位置，尽量接近负荷中心，减少供电半径。③选择导线应该根据用途而定，安置点内架空干线一般用铝，家用电线一般用铜。④导线截面的选择，除了满足载流量的要求，还应适量大一些，以满足未来经济发展需要。

5 提高供配电系统的功率因数

功率因数的大小，是随负荷的性质和有功功率在视在功率中的比例决定的。要满足移民安置点民用建筑的功能要求，传输的电能总量就应是不变的，即传输有功功率是固定的，那么要提高功率因数，只能从其他方面着手。在供配电系统中，我们认识到某些用电设备会产生滞后的无功电流，它无形中增加了线路的功率损耗，这部分损耗可以通过以下方法降低：①注意提高设备自然功率因数。在民用建筑中，已采用的自然功率因数高的设备有补偿电容器的电感性用电设备、单灯安装电容器等，都可使自然功率因数提高0.185～0.195.②采用电容器就地补偿方式，将无功电流限制在需要的范围内，消除感抗引起的无功需求。就地补偿方式有高压电容补偿、低压电容补偿、集中补偿和单独就地补偿。

一般水库移民安置点多采用在变电所高压或低压侧集中补偿的方法，提高供配电系统的功率因数。

6 实际案例

6.1 大藤峡水利枢纽工程农村移民典型安置点电力系统规划可行性研究

表1 大藤峡水利枢纽工程农村移民典型安置点内电力系统规划设计汇总表

变压器容量S11-125kVA（负荷率：85%）S11-800kVA（负荷率：83%） 原公变S11-315kVA（负荷率：76%）10kV高压线路 LGJ-50 LGJ-50 LGJ-70高压线路敷设方式 架空敷设架空敷设架空敷设低压供电干线 BLV-50 BLV-35 BLV-70 BLV-70低压干线敷设方式 架空敷设架空敷设架空敷设架空敷设干线敷设方式 架空敷设架空敷设架空敷设架空敷设三、屯内低压线路支线敷设方式四、屯内照明入户线光源杆高沿建筑外墙架设绝缘铜芯线截面≥10 mm2太阳能光伏发电庭院灯具3.5 m沿建筑外墙架设绝缘铜芯线截面≥10 mm2太阳能光伏发电庭院灯具3.5 m沿建筑外墙架设绝缘铜芯线截面≥10 mm2太阳能光伏发电庭院灯具3.5 m沿建筑外墙架设绝缘铜芯线截面≥10 mm2太阳能光伏发电庭院灯具3.5 m

6.2 靖西县岜蒙水库扩容工程农村移民安置点电力系统规划初步设计

表2 靖西县岜蒙水库扩容工程农村移民典型安置点内电力系统规划设计汇总表

低压供电干线 BLV-50 BLV-50 BLV-50低压干线敷设方式 架空敷设架空敷设架空敷设干线敷设方式 架空敷设架空敷设架空敷设架空敷设支线敷设方式三、屯内低压线路光源入户线四、屯内照明杆高沿建筑外墙架设绝缘铜芯线截面≥10 mm2太阳能光伏发电庭院灯具3.5 m沿建筑外墙架设绝缘铜芯线截面≥10 mm2太阳能光伏发电庭院灯具3.5 m BLV-50架空敷设沿建筑外墙架设绝缘铜芯线截面≥10 mm2太阳能光伏发电庭院灯具3.5 m沿建筑外墙架设绝缘铜芯线截面≥10 mm2太阳能光伏发电庭院灯具3.5 m

以上两个工程实例，都是以700 W/人、公建50 W/m2的平均用电负荷作为基础进行计算规划总负荷；计算同时率按安置点内人数的多少在0.5～0.8内适当调节，一般人数越多，同时率越小，反之则越大；变压器选择S11系列低损耗节能变压器，变压器负荷率均控制在70%～85%之间，所有变压器均在低压侧进行集中补偿；变压器布置在安置点的负荷中心，以减小线路损耗；所有低压配电干线均沿建筑外墙架空架设，方便农户接入户内用电，同时减少了线路损耗；室外照明均采用3.5 m高太阳能光伏发电庭院灯具，时控及光控模块随灯具配套安装。

7 结束语

目前，在移民安置点的建筑电气设计中，很多节能措施和节能产品已被应用。当然，随着时代的变迁，未来还会出现更多先进的新技术和新产品，我们不但要勇于创新、大胆应用、精心研究，还要不断寻求应用新技术的保证措施，结合现代化科学管理手段，确保其高效保质地应用于实践，才能让其在移民安置点的民用建筑电气行业中大放光彩，才能真正实现“资源节约型、环境友好型”的社会目标。