水利工程电气节能设计探析

刘川

【摘 要】进入21世纪，人们面临着日益严重的能源危机，节约能源成了我国乃至全世界可持续发展的必然手段。电力工业既是主要的能源生产部门同时又是耗能大户，电力系统在产、供、用的过程中都存在很大的能源损耗。因此将电能节约和电能开发并举是十分有效的措施和手段。随着我国社会经济的进一步发展，经济的发展与能源的供应已经出现了越来越明显的矛盾。相关资料证明，电能的消耗占据我国资源总消耗的四分之一。因此加强水利工程电气节能设计是十分必须和重要的。下面我们就从几方面来探析水利工程电气节能设计技术。

【关键词】水利工程；电气节能；照明；配电系统

一、水利工程电气节能设计的问题

1.1 电气节能的相关规章制度不完善

在水利工程电气设计和使用方面，经常出现一些不统一的规范性文件，并且保证这些文件落实和实施的规章管理制度也不够完善。这些基础性条件的缺失就会导致进行水利工程设计和建设的过程中，许多单位只考虑自身的需求，造成水利工程电气质量不够统一，影响统一化管理。

1.2 水利工程应用的节能产品落后

根据相关资料和调查发现，我国针对水利电气节能发面的投资是比较巨大的，这也表明我国对水利工程电气节能的重视程度。只是有些相关单位的管理人员并没有好好利用国家的政策和资金支持，而是从施工材料中克扣费用，甚至有些单位还在使用国家明令禁止的淘汰产品。这些产品不但不能节能，反而还会增加能源的耗费。这种情况造成的节能产品的落后，严重影响了水利工程中电气节能技术的进步。

1.3 设计人员的认识不到位

就目前我国的基本状况而言，还有很大一部分水利工程的设计人员在进行工程设计的过程中只重视自身的利益和需求，忽略了周围其他因素对电气节能方面的需要，这就直接导致工程建成后，周围各单位企业及个人使用电力不够合适方便。因此，我国很多水利设计单位一定要加强设计人员的教育和指导，并严格要求他们在设计前了解不同电力使用者的情况，从而设计出最合理的水利工程方案。

二、水利工程电气节能设计的基本原则

（一）节能设计需满足特定的功能

设计人员进行节能设计时，应该注意设计方案能否满足工程基本功能。例如，设计人员在选择电动机功率时，不仅要保证电机能够节能，同时还要求电机能够满足工程的基本功能，如果电机连正常工作的能力都没有就更谈不上节能了。所以设计人员在考虑节能的时候一定要先考虑电机能否满足工程的基本要求。

（二）节能技术考虑绿色环保

电气工程中的节能设计不仅要保证电气设备的节能环保，还要依靠技术的节能。设计人员应该先考虑工程中是哪个部分在耗能，再针对这个耗能部分选择合理的节能技术去解决实际问题，不能盲目選择节能设备和节能技术，这样不仅达不到节能反而会增加设备的能耗。

（三）节能设计要保持经济上的合理

节能的根本目的就是要减少经济投资成本，所以节能的设计环节一定要保证科学、合理。节能设计人员要制定出切实有效的方案来节能，不能只是为了节能而节能，最终设计的节能设备或者工程不达标，导致经济上的更大花销。例如，1 台高质量节能变压器，在业内有着良好的工作口碑，但是由于工程的局限性，引入该变压器并不能让工程达到节能的水平，最后的结果也是工程设计不能达到节能水平。

三、合理选择供配电系统方案

根据用电负荷容量及其分布、用电设备特点及负荷等级，合理设计供配电系统，使系统在最佳状态下运行，使供配电系统在运行中的损耗减至最低，实现供配电系统的经济运行，达到节能的目的。设计应从下面几个方面考虑。

3.1供配电系统应尽量简单可靠，同一电压等级供电系统变配电级数不宜多于两级，尽量减少变电级数过多产生的电能损耗。

3.2合理选择供电电压等级。同等情况下，电压越高，损耗越小。水利工程主机容量一般比较大，尽量选用高压电机，减少电压等级，减少电机启动电流对电网的冲击。

3.3变电所应靠近负荷中心，低压配电间应靠近用电负荷，合理分布供电网络，使低压供电半径控制在200m以内，供电线路的电压损失已满足规范的允许值，减少线路电压损失，提高供电网络的供电质量及网络运行的经济效益。

3.4根据负荷情况合理选择变压器容量、台数，变压器负载率宜为0.7～0.85，其接线应能适应负荷变化，按经济运行原则灵活投切变压器，使变压器在最佳状态下运行，从而减少损耗。

3.5合理选择电缆、导线截面。在满足允许载流量、运行电压损失等各种技术指标的前提下，应按经济电流密度合理选择导线截面，并应从降低电能损耗、减少投资和节约有色金属等方面综合衡量。

3.6合理提高供配电系统的功率因素。在用电设备选型及调速控制方案一定的情况下，若自然功率因素达不到接入电网要求时，应进行无功功率的补偿，提高功率因素可以减少线路及变压器损耗。

四、用电设备的节能

水利节能工程设计中，合理选择用电设备也是满足节能要求的一方面。

4.1选择合适的水泵

目前新建水利工程的水泵大部分是大中型轴流样式，这类产品有多种系列供用户选择。设计中应谨慎按照实际需求，比较水泵各种指标参数，优先选择具有高效区工作能力的水泵。

4.2采用直连方式

水泵和电动机有两种连接方式：直连和齿连。直接连接要求两者具有相同的转速。大中型轴流水泵的转速较低，这就要求与之配套的电动机也必须保持低速，这类电动机体积大、效率低；齿连则是通过齿轮变速箱连接电动机和水泵，这种方式下可以选用速度较高的电动机，其体积较小，效率较高，但是日常的维护复杂，这也就决定了水利工程中应该选择直连方式比较经济划算。

五、考虑经济实际，节省无谓的能材消耗

水利工程电气设计人员应根据每个工程项目本身的特点和需求，本着水利工程在国民生产中的重要作用，合理选择电气设备，不能一味采用高档设备，这不仅不能确保设备选择的完全合理，也造成了无谓能材的损耗。

综上，水利工程中的节能设计是潜能无限的，节能设计可以贯穿整个项目的科研、设计、施工、建设、后期维护、使用等阶段。在节能设计中应该注意的是，电气设计人员应该改变现有的工作原则，先以电气节能为主要工作重心，并时时牢记自己的责任，在节能设计中不断优化自己的方案，从设计的安全性、可靠性、经济性等原则进行综合考虑，选择既能满足工程要求又能最大限度节省能源的方案。

参考文献：

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