水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計(jì)研究

文/李大健 吉林省長(zhǎng)春市石頭口門(mén)水庫(kù)管理局 吉林長(zhǎng)春 130524

水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計(jì)研究

文/李大健 吉林省長(zhǎng)春市石頭口門(mén)水庫(kù)管理局 吉林長(zhǎng)春 130524

在提倡節(jié)能環(huán)保，節(jié)約能源的全球經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)背景下，電氣節(jié)能作為水利水電工程節(jié)能的重要部分，受到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。本文將從水利水電工程電氣節(jié)能的重要性作為切入點(diǎn)，對(duì)水利水電工程中電氣節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行深入的研究，以期為提升水利水電工程電氣節(jié)能水平貢獻(xiàn)綿薄之力。

水利水電；電氣節(jié)能；節(jié)能設(shè)計(jì)

一、水利水電工程電氣節(jié)能的重要性

隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)能源緊缺的問(wèn)題日益嚴(yán)峻，供需矛盾日漸突出，綠色經(jīng)濟(jì)與可持續(xù)發(fā)展概念成為了我國(guó)乃至全世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)方向。傳統(tǒng)的粗放型經(jīng)營(yíng)、掠奪式開(kāi)發(fā)以及高能耗的工業(yè)正逐步面臨淘汰。水利水電行業(yè)作為主要的能源生產(chǎn)部門(mén)，以及能源消耗大戶(hù)，因此，水利水電行業(yè)應(yīng)積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，加大對(duì)節(jié)能降耗技術(shù)的投入，以有效的降低能源消耗。近年來(lái)，我國(guó)水利水電行業(yè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，其用電需求急劇上升，加上我國(guó)地域條件具有一定的特殊性，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電能供應(yīng)不足的問(wèn)題。因此，加強(qiáng)水利水電工程電力節(jié)能設(shè)計(jì)具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的思路與配置

1.變壓器的節(jié)能

變壓器是供電系統(tǒng)的核心設(shè)備，同時(shí)也是耗能大戶(hù)。相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)變壓器的總能耗占電力系統(tǒng)總發(fā)電量的10%左右。那么如若變壓器的能耗每降低1%，那么一年可以節(jié)約上百億度電。因此降低變壓器的能源損耗已是必然的發(fā)展趨勢(shì)。常見(jiàn)的變壓器損耗主要有負(fù)載損耗與空載損耗兩種。其中，負(fù)載損耗主要是由導(dǎo)體截面以及線(xiàn)圈的材質(zhì)決定的。空載損耗主要是由變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及變壓器鐵芯材質(zhì)決定的。因此在選擇變壓器時(shí)，應(yīng)優(yōu)選損耗低、效率高的新型節(jié)能產(chǎn)品。例如，當(dāng)前我國(guó)正推廣使用的S11系列低損耗變壓器，與以往的S9系列相比，其負(fù)載損耗相等，但空載損耗卻低了75%左右。

2.供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)用電設(shè)備的特點(diǎn)、用電負(fù)荷容量、等級(jí)以及分布情況來(lái)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)供配電系統(tǒng)的低耗、高效、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。在供配電節(jié)能設(shè)計(jì)中主要應(yīng)從以下幾方面進(jìn)行考慮：①供配電系統(tǒng)應(yīng)盡可能的簡(jiǎn)單、可靠，在電壓等級(jí)相同的情況下，應(yīng)盡量將供電系統(tǒng)的變配電級(jí)數(shù)控制在兩級(jí)以?xún)?nèi)，以降低由于電壓等級(jí)過(guò)多而造成的電能損耗。②科學(xué)布設(shè)供電網(wǎng)絡(luò)，保持低壓供電半徑不超過(guò)200m。低壓配電間應(yīng)靠近用電負(fù)荷，變電所應(yīng)靠近負(fù)荷中心，將供電線(xiàn)路的電損控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，以降低線(xiàn)路電壓的損耗。③依據(jù)供電線(xiàn)路的實(shí)際負(fù)荷情況來(lái)科學(xué)的選擇變壓器的臺(tái)數(shù)、容量，其中變壓器的負(fù)載率以0.7～0.85為宜，確保其接線(xiàn)可以適應(yīng)負(fù)荷變化。④選擇適宜的導(dǎo)線(xiàn)截面與電纜。應(yīng)在滿(mǎn)足運(yùn)行電壓、荷載流量損失等指標(biāo)的基礎(chǔ)上，綜合節(jié)約有色金屬、降低投資、減少電能損耗以及經(jīng)濟(jì)電流密度等多方面因素考慮，來(lái)合理的選擇電纜與導(dǎo)線(xiàn)截面。

3.用電設(shè)備的節(jié)能設(shè)計(jì)

3.1 選用適宜的水泵

當(dāng)前，我國(guó)大多數(shù)新建的水利水電工程都是采用大中型軸流樣式的水泵，該類(lèi)產(chǎn)品的系列較多，所以用戶(hù)的選擇性也較大。在節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照實(shí)際需求，對(duì)水泵的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行比較，并從中選擇出較為較為高效的水泵。

3.2 采用直連方式

水泵與電動(dòng)機(jī)主要有齒連與直連兩種連接方式。齒連是指利用齒輪變速箱來(lái)將水泵與電動(dòng)機(jī)相連接。其選用的電動(dòng)機(jī)具有效率高，速度快、體積小的優(yōu)點(diǎn)，而其缺點(diǎn)在于日常維護(hù)較為復(fù)雜；直連則要求水泵與電動(dòng)機(jī)具有相同的轉(zhuǎn)速，而通常情況下，大中型軸流水泵的轉(zhuǎn)速都不高，所以相配套的電動(dòng)機(jī)往往速度較低，其選用的電動(dòng)機(jī)相對(duì)來(lái)說(shuō)效率較低，體積偏大，而其優(yōu)點(diǎn)在于日常維護(hù)較為方便。基于經(jīng)濟(jì)性能角度來(lái)說(shuō)，在水利水電工程中選用直連方式較為適宜。

4.機(jī)電設(shè)備的節(jié)能設(shè)計(jì)

4.1 選擇節(jié)能環(huán)保的電力設(shè)備

電力設(shè)備主要可從輸變電環(huán)節(jié)與發(fā)電環(huán)節(jié)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，主要有：輸變電環(huán)節(jié)的節(jié)能電力設(shè)備（智能節(jié)能設(shè)備、無(wú)功補(bǔ)償裝置、變頻調(diào)速裝置以及低損耗變壓器等）和發(fā)電環(huán)節(jié)的節(jié)能電力設(shè)備（清潔能源、脫硫設(shè)備以及清潔高效發(fā)電設(shè)備）。例如，電動(dòng)機(jī)功率較大的，可以選擇變頻調(diào)速器，以提升電機(jī)輕載時(shí)的效率，起到節(jié)能的效果。但該種設(shè)備價(jià)格較高，經(jīng)濟(jì)適用性不強(qiáng)，所以在使用時(shí)往往會(huì)受到限制；又如，發(fā)電機(jī)的主變壓器、空氣冷卻器等設(shè)備，應(yīng)盡可能的選擇換熱效率高的產(chǎn)品，以助于減少濾水器、供水泵以及空氣冷卻器等設(shè)備的容量，減少冷卻水量的要求，減少用電負(fù)荷。

4.2 合理布設(shè)機(jī)電設(shè)備

由于機(jī)電設(shè)備功耗大，所以常常會(huì)散發(fā)大量的熱量，因此，應(yīng)盡可能的將需要散熱的機(jī)電設(shè)備放置在通風(fēng)良好的場(chǎng)地；此外，應(yīng)將需要配備空調(diào)的設(shè)備房間與會(huì)散發(fā)大量熱量的變壓器室的隔墻采取隔熱措施。

5.照明的節(jié)能設(shè)計(jì)

照明節(jié)能設(shè)計(jì)指的是在照明質(zhì)量得以保證、不影響正常作業(yè)視覺(jué)要求的基礎(chǔ)上，盡可能利用光能，采用高效光源，以降低照明系統(tǒng)中光能的損耗。具體措施如下：

5.1 充分利用自然光

在電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)將電氣專(zhuān)業(yè)與土建等相關(guān)專(zhuān)業(yè)相結(jié)合，以科學(xué)合理的利用自然光，并將自然光與室內(nèi)人工照明互相配合，以最大限度的減少人工照明所產(chǎn)生的電能損耗。

5.2 選擇高效光源

高效光源是指顯色性能好、性?xún)r(jià)比高、發(fā)光率高、啟動(dòng)便捷、使用壽命長(zhǎng)的光源。高效光源并不是價(jià)格越貴，其效果就越好，而是應(yīng)根據(jù)工作場(chǎng)所的實(shí)際情況來(lái)選擇最適合的光源，才能達(dá)到高效節(jié)能的目的。例如：對(duì)沒(méi)有顯色性要求的工作場(chǎng)所，可選擇壽命長(zhǎng)、光效高的高壓鈉燈；有顯色性要求的場(chǎng)所，可選擇陶瓷金鹵燈；燈具安裝較高的場(chǎng)所，可選用中顯色的高壓鈉燈或金鹵燈；燈具安裝較高，而日常維護(hù)較為不便的場(chǎng)所，如機(jī)械車(chē)間或較高的廳堂，可以選擇光效高、壽命長(zhǎng)的高頻無(wú)極熒光燈；燈具安裝較低的場(chǎng)所，如室內(nèi)操作間，可以選用熒光燈；一般沒(méi)有裝飾性要求的場(chǎng)所，可選擇直管熒光燈。

[1]杜愛(ài)平.基于節(jié)能理念的電氣設(shè)計(jì)優(yōu)化研究[J].科技致富向?qū)В?013，54(58)

[2]柴清瑤.淺析電氣節(jié)能設(shè)計(jì)在工程中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，32 (25)