水利水电工程电气节能设计研究

文/李大健 吉林省长春市石头口门水库管理局 吉林长春 130524

水利水电工程电气节能设计研究

文/李大健 吉林省长春市石头口门水库管理局 吉林长春 130524

在提倡节能环保，节约能源的全球经济市场背景下，电气节能作为水利水电工程节能的重要部分，受到了社会各界的广泛关注。本文将从水利水电工程电气节能的重要性作为切入点，对水利水电工程中电气节能设计进行深入的研究，以期为提升水利水电工程电气节能水平贡献绵薄之力。

水利水电；电气节能；节能设计

一、水利水电工程电气节能的重要性

随着我国市场经济的高速发展，我国能源紧缺的问题日益严峻，供需矛盾日渐突出，绿色经济与可持续发展概念成为了我国乃至全世界经济发展的主导方向。传统的粗放型经营、掠夺式开发以及高能耗的工业正逐步面临淘汰。水利水电行业作为主要的能源生产部门，以及能源消耗大户，因此，水利水电行业应积极响应国家号召，加大对节能降耗技术的投入，以有效的降低能源消耗。近年来，我国水利水电行业规模逐渐扩大，其用电需求急剧上升，加上我国地域条件具有一定的特殊性，经常会出现电能供应不足的问题。因此，加强水利水电工程电力节能设计具有极其重要的现实意义。

二、水利水电工程电气节能设计的思路与配置

1.变压器的节能

变压器是供电系统的核心设备，同时也是耗能大户。相关调查数据显示，我国变压器的总能耗占电力系统总发电量的10%左右。那么如若变压器的能耗每降低1%，那么一年可以节约上百亿度电。因此降低变压器的能源损耗已是必然的发展趋势。常见的变压器损耗主要有负载损耗与空载损耗两种。其中，负载损耗主要是由导体截面以及线圈的材质决定的。空载损耗主要是由变压器的内部结构以及变压器铁芯材质决定的。因此在选择变压器时，应优选损耗低、效率高的新型节能产品。例如，当前我国正推广使用的S11系列低损耗变压器，与以往的S9系列相比，其负载损耗相等，但空载损耗却低了75%左右。

2.供配电系统的节能设计

供配电系统的节能设计应根据用电设备的特点、用电负荷容量、等级以及分布情况来进行科学的设计，以实现供配电系统的低耗、高效、经济的运行。在供配电节能设计中主要应从以下几方面进行考虑：①供配电系统应尽可能的简单、可靠，在电压等级相同的情况下，应尽量将供电系统的变配电级数控制在两级以内，以降低由于电压等级过多而造成的电能损耗。②科学布设供电网络，保持低压供电半径不超过200m。低压配电间应靠近用电负荷，变电所应靠近负荷中心，将供电线路的电损控制在标准范围内，以降低线路电压的损耗。③依据供电线路的实际负荷情况来科学的选择变压器的台数、容量，其中变压器的负载率以0.7～0.85为宜，确保其接线可以适应负荷变化。④选择适宜的导线截面与电缆。应在满足运行电压、荷载流量损失等指标的基础上，综合节约有色金属、降低投资、减少电能损耗以及经济电流密度等多方面因素考虑，来合理的选择电缆与导线截面。

3.用电设备的节能设计

3.1 选用适宜的水泵

当前，我国大多数新建的水利水电工程都是采用大中型轴流样式的水泵，该类产品的系列较多，所以用户的选择性也较大。在节能设计过程中，应严格按照实际需求，对水泵的各项参数指标进行比较，并从中选择出较为较为高效的水泵。

3.2 采用直连方式

水泵与电动机主要有齿连与直连两种连接方式。齿连是指利用齿轮变速箱来将水泵与电动机相连接。其选用的电动机具有效率高，速度快、体积小的优点，而其缺点在于日常维护较为复杂；直连则要求水泵与电动机具有相同的转速，而通常情况下，大中型轴流水泵的转速都不高，所以相配套的电动机往往速度较低，其选用的电动机相对来说效率较低，体积偏大，而其优点在于日常维护较为方便。基于经济性能角度来说，在水利水电工程中选用直连方式较为适宜。

4.机电设备的节能设计

4.1 选择节能环保的电力设备

电力设备主要可从输变电环节与发电环节进行节能设计，主要有：输变电环节的节能电力设备（智能节能设备、无功补偿装置、变频调速装置以及低损耗变压器等）和发电环节的节能电力设备（清洁能源、脱硫设备以及清洁高效发电设备）。例如，电动机功率较大的，可以选择变频调速器，以提升电机轻载时的效率，起到节能的效果。但该种设备价格较高，经济适用性不强，所以在使用时往往会受到限制；又如，发电机的主变压器、空气冷却器等设备，应尽可能的选择换热效率高的产品，以助于减少滤水器、供水泵以及空气冷却器等设备的容量，减少冷却水量的要求，减少用电负荷。

4.2 合理布设机电设备

由于机电设备功耗大，所以常常会散发大量的热量，因此，应尽可能的将需要散热的机电设备放置在通风良好的场地；此外，应将需要配备空调的设备房间与会散发大量热量的变压器室的隔墙采取隔热措施。

5.照明的节能设计

照明节能设计指的是在照明质量得以保证、不影响正常作业视觉要求的基础上，尽可能利用光能，采用高效光源，以降低照明系统中光能的损耗。具体措施如下：

5.1 充分利用自然光

在电气设计过程中，设计人员应将电气专业与土建等相关专业相结合，以科学合理的利用自然光，并将自然光与室内人工照明互相配合，以最大限度的减少人工照明所产生的电能损耗。

5.2 选择高效光源

高效光源是指显色性能好、性价比高、发光率高、启动便捷、使用寿命长的光源。高效光源并不是价格越贵，其效果就越好，而是应根据工作场所的实际情况来选择最适合的光源，才能达到高效节能的目的。例如：对没有显色性要求的工作场所，可选择寿命长、光效高的高压钠灯；有显色性要求的场所，可选择陶瓷金卤灯；灯具安装较高的场所，可选用中显色的高压钠灯或金卤灯；灯具安装较高，而日常维护较为不便的场所，如机械车间或较高的厅堂，可以选择光效高、寿命长的高频无极荧光灯；灯具安装较低的场所，如室内操作间，可以选用荧光灯；一般没有装饰性要求的场所，可选择直管荧光灯。

[1]杜爱平.基于节能理念的电气设计优化研究[J].科技致富向导，2013，54(58)

[2]柴清瑶.浅析电气节能设计在工程中的应用[J].科技创新与应用，2014，32 (25)