试论市政工程电气设计与相应节能措施分析

摘要：国家各类工程项目的节能水平，受到社会广泛的关注。在市政工程实施过程中，电气设施与社会的稳定发展紧密相关，在国家可持续发展方针政策指引下，积极进行市政工程电气节能设计，成为一种必然趋势。提高电气工程使用效率，解决能源紧张问题，降低社会发展的能源负担，可以从电气设计角度进行完善和优化。

关键词：市政工程、电气设计、节能措施、运行性能

市政工程的电气节能设计，需要在工程各供配电系统、照明系统等重要系统中通过选择适当的电气设备、优化电气性能等方式，显著地降低能源消耗，实现节能目标。

一、市政工程电气节能设计原则

（一）环保节能原则

市政工程是城市发展中重要的基础性设施，尤其在城市进程化当中，为城市居民提供了重要的生活保障。在国家可持续发展目标当中，市政工程也要遵循环保节能的原则，在保证城市正常秩序的同时，有效节约资源，提高资源利用效率，避免资源浪费。目前，市政工程当中，电气工程项目是主要的资源消耗方面。加强市政工程的电气节能设计，对促进国家节能发展有着重要意义。市政工程的电气设计，要符合现代节能目标，要从设计方式、材料选择等多方面进行综合考虑。随着国家对节能环保支持力度的加大，已经出现了很多节能材料可供市政工程的选择[1]。节能材料在原有市政工程实施质量、性能等基础之上，运用节能环保理念，在材料中更好地突出了降低电气污染以及提高电气效能的优势，很多的市政工程材料，在工程项目达到使用年限后都可以进行回收再利用，还有很多材料可以满足市政工程升级换代的需求，从而更好地实现节能设计目的。

（二）正常供电原则

市政工程关系到整个城市的有序运行，尤其是市政工程中很多设施都需要持续稳定的供电，在进行市政工程节能设计时，就需要立足于市政工程实施实际情况[2]。如果仅仅追求节能目标，忽视了市政工程正常的供电秩序，将会导致市政设施难以持续为城市居民提供正常服务。在市政工程电气设计中，既要保证节能目标，又要维护供电秩序，就需要积极引入科学的设计理念，以市政工程的社会服务性为依托，并在此基础上提高设计水平，优化电气设计方案，在电气自动化运行中去解决节能问题。

（三）经济效益原则

市政工程實施过程中，要想符合社会进步发展的需要，就要提高市政工程经济效益，不能以成本损失作为代价来换得市政电气的节能效果。在现代经济市场环境下，市政工程的经济效益水平，关系到市政工程能否更好地发展和完善。在市政工程电气设计中，节能目标固然重要，但在设计过程中也要充分考虑到成本节约目标[3]。市政工程电气设计，要符合国家可持续发展的方针战略，就要结合节能与效益等几个方面，通过科学合理的设计方式去维护科学节能减排成效，以市政工程实际情况为基础，全面优化电气设计过程，完善电气工程模式。

二、市政工程电气设计节能措施

（一）市政供配电系统电气节能

1.合理设计供配电所布局

市政工程电气设计中，为了更好地满足不同市政用电需要，需要在设计供配电所时合理布局，以便提高供配电所的供电覆盖能力及为用电设备提供更有效的电能。对于供配电系统而言，线路损失的能耗会随着供配电所与用电市政工程设施之间距离的增加而增大，这就需要尽量保证两者之间距离的合理性，跟供配电系统的传输测试，一般要控制在一定范围内时，供配电质量更加稳定有效，这也是重要的市政电气供配电设计需求。由于市政用电设施比如路灯、公交站台，交通监控路口等，用电量较小，且分散，变电所设置较密会造成浪费，较远无法保证供电质量及加大线路损耗，因此市政项目中供电半径一般控制在800m左右。在供配电所内设置集中无功补偿装置，以提高供电系统的功率因数，使其达到0.9以上，可提高用电质量，减少线路的功率损失，提高电网输电效率、节约电能，降低生产成本。因此合理布置供配电所、设置无功补偿装置是节能设计的重要举措。

2.合理选用市政变压器类型

市政工程电气设计中，变压器类型和容量选择也会影响到节能目标。在选择变压器时，应根据容量大小及使用环境等选择变压器类型。市政道路上主要用电设施为路灯照明设施、公交站台照明、交通监控设施及智慧灯杆上加载的5G基站、监控摄像头、环境监测、LED显示屏等用电设施。由于市政道路周边空间有限，一般设置户外的小容量、分散布置的箱式变电站，因此推荐采用干式变压器。干式变压器的冷却方式为空气自冷或强迫风冷，其散热方式为气道散热，具有安全，难燃，防火，无污染，可直接安装在负荷中心，免维护，安装简便，综合运行成本低，防潮性能好，可在百分百湿度下运行，停运后不惊预干燥既可投入运行，较油浸式变压器更节能、环保。变压器应选择低耗电的变压器，尽量位于负荷中心。

变压器容量的选择上，如果选择过大，就会形成“大马拉小车”的现象，不仅增加设备投资，还会使变压器长期处于空载状态，使无功损失增加。容量选择过小，将会使变压器长期处于过负荷状态，易烧毁变压器。因此，正确选择变压器容量是电网降损节能的重要措施之一。变压器的容量跟其负荷息息相关，应通过精确的计算及合理的预留选择变压器的容量，使变压器的负载率在0.7左右。

3.提高供配电系统性能、降低电线路损耗

供配电系统作为市政工程电气设计的重要内容，在节能方面需要综合考虑到系统性能提升。系统性能与配电级数紧密相关。供配电级数越多，所需要的能源消耗就越大。因此要尽量优化供配电系统结构，通过降低级数来保证能耗损失在一定范围之内。

市政配电线路也是较大的能耗过程，在设计节能电气模式时，要对输电线路进行严格监测，以确定有效的能耗范围。在选择供电线路的电缆时，要使用导电性能好、电流密度高的电缆，这样可以有效提高输电效率，不仅能够缩短电力传输时间，同时也可以减少电能损耗，减少电缆使用。

（二）市政照明系统电气节能

市政工程中，照明系统是非常重要的电气设施之一，不合理的照明易造成极大的经济损失和能源流失。

照明系统中最大的能耗是灯具，因此在灯具光源的选择上应该选择节能、高效、显色性好、使用寿命长的光源。与传统灯泡相比，LED光源以其发光效率高，光源稳定，点亮无延迟、发热量小、耗电低、显色性高、寿命长、可进行模组替换、实现分组控制、光色多样等特点广泛应用于市政道路照明系统中。照明灯具也应具有单灯无功补偿装置，使其功率因数不低于0.9。

灯具功率的大小也直接影响电能消耗量，因此灯具功率应根据不同场景，不同道路等级进行合理选择，避免过度设计造成能源浪费、光污染。

通过管理手段，利用光控、时间控制等措施对灯具进行合理的开关控制也能达到节能的目的。例如道路侧照明灯具因需要保障夜间车辆的通行照明要求，需要在天黑至天亮全夜保持亮灯状态，但是后半夜机动车道侧车辆稀少，机动车道灯具可采用后半夜降功率运行的方式实现节能效果，后半夜绝大部分居民休息，路上行人几不可见，因此人行道側灯具仅提供前半夜照明。时间上也可根据季节变换进行调整，或通过光控，根据环境照度的变化进行灯具的开关控制。

结束语：

市政工程在国家发展中发挥着重要作用，市政工程中的电气设施为人们生活水平的提升做出了重要辅助。随着世界能源趋于紧张，节能也成为市政工程电气设计的重要宗旨。市政工程电气设计，要符合环保节能原则、正常供电原则、经济效益原则等原则，并在此基础上积极运用科学合理的设计理念和技术，通过降低电气设施的能耗水平来实现节能目标。

参考文献：

[1]卢世江，凌益萍.试析市政电气工程设计中常见的问题及措施[J].建筑工程技术与设计，2020，（9）：3188.

[2]隋玉芬，李文军.市政工程电气系统节能降耗技术措施探讨[J].建筑工程技术与设计，2018，（28）：2032.

[3]孙惠玉，杨安平，王媛媛， 等.电气规划设计中的节能措施[J].城市建设理论研究（电子版），2016，（13）：70-70.

[4]兰俊铮.城镇污水处理厂供配电系统设计节能及优化措施[J].中国科技投资，2018，（21）：125.

[5]谢金华.市政工程电气系统节能降耗技术措施探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2015，（15）：3036-3037.

[6]余庭照.市政工程电气系统节能降耗技术措施探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2015，5（14）：2890.

作者简介：陈华（1982.10），性别：女;籍贯：陕西;民族：汉;学历：本科;职称：工程师：职务：电气专业负责人：论文研究方向：电气节能;