水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計研究

【摘要】在提倡節(jié)能環(huán)保，節(jié)約能源的全球經(jīng)濟(jì)市場背景下，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，對水利水電工程中電氣節(jié)能設(shè)計進(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。

【關(guān)鍵詞】水利水電；電氣節(jié)能；節(jié)能設(shè)計

一、水利水電工程電氣節(jié)能的重要性

隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國能源緊缺的問題日益嚴(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、掠奪式開發(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，以及能源消耗大戶，因此，水利水電行業(yè)應(yīng)積極響應(yīng)國家號召，加大對節(jié)能降耗技術(shù)的投入，以有效的降低能源消耗。近年來，我國水利水電行業(yè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，其用電需求急劇上升，加上我國地域條件具有一定的特殊性，經(jīng)常會出現(xiàn)電能供應(yīng)不足的問題。因此，加強(qiáng)水利水電工程電力節(jié)能設(shè)計具有極其重要的現(xiàn)實意義。

二、水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計的思路與配置

1. 變壓器的節(jié)能

變壓器是供電系統(tǒng)的核心設(shè)備，同時也是耗能大戶。相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國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。常見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，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

供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計應(yīng)根據(jù)用電設(shè)備的特點、用電負(fù)荷容量、等級以及分布情況來進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計，以實現(xiàn)供配電系統(tǒng)的低耗、高效、經(jīng)濟(jì)的運行。在供配電節(jié)能設(shè)計中主要應(yīng)從以下幾方面進(jìn)行考慮：①供配電系統(tǒng)應(yīng)盡可能的簡單、可靠，在電壓等級相同的情況下，應(yīng)盡量將供電系統(tǒng)的變配電級數(shù)控制在兩級以內(nèi)，以降低由于電壓等級過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，將供電線路的電損控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，以降低線路電壓的損耗。③依據(jù)供電線路的實際負(fù)荷情況來科學(xué)的選擇變壓器的臺數(shù)、容量，其中變壓器的負(fù)載率以0.7～0.85為宜，確保其接線可以適應(yīng)負(fù)荷變化。④選擇適宜的導(dǎo)線截面與電纜。應(yīng)在滿足運行電壓、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，來合理的選擇電纜與導(dǎo)線截面。

3. 用電設(shè)備的節(jié)能設(shè)計

3.1 選用適宜的水泵

當(dāng)前，我國大多數(shù)新建的水利水電工程都是采用大中型軸流樣式的水泵，該類產(chǎn)品的系列較多，所以用戶的選擇性也較大。在節(jié)能設(shè)計過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照實際需求，對水泵的各項參數(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將水泵與電動機(jī)相連接。其選用的電動機(jī)具有效率高，速度快、體積小的優(yōu)點，而其缺點在于日常維護(hù)較為復(fù)雜；直連則要求水泵與電動機(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，所以相配套的電動機(jī)往往速度較低，其選用的電動機(jī)相對來說效率較低，體積偏大，而其優(yōu)點在于日常維護(hù)較為方便。基于經(jīng)濟(jì)性能角度來說，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

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，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)輕載時的效率，起到節(jié)能的效果。但該種設(shè)備價格較高，經(jīng)濟(jì)適用性不強(qiáng)，所以在使用時往往會受到限制；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)良好的場地；此外，應(yīng)將需要配備空調(diào)的設(shè)備房間與會散發(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

照明節(jié)能設(shè)計指的是在照明質(zhì)量得以保證、不影響正常作業(yè)視覺要求的基礎(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)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)將電氣專業(yè)與土建等相關(guān)專業(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、性價比高、發(fā)光率高、啟動便捷、使用壽命長的光源。高效光源并不是價格越貴，其效果就越好，而是應(yīng)根據(jù)工作場所的實際情況來選擇最適合的光源，才能達(dá)到高效節(jié)能的目的。例如：對沒有顯色性要求的工作場所，可選擇壽命長、光效高的高壓鈉燈；有顯色性要求的場所，可選擇陶瓷金鹵燈；燈具安裝較高的場所，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)較為不便的場所，如機(jī)械車間或較高的廳堂，可以選擇光效高、壽命長的高頻無極熒光燈；燈具安裝較低的場所，如室內(nèi)操作間，可以選用熒光燈；一般沒有裝飾性要求的場所，可選擇直管熒光燈。

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