市政電氣節(jié)能設計措施分析

【摘要】市政電氣工程是一項比較復雜且系統(tǒng)的工程，電氣設計的效果直接影響到各項城市基礎性設施的運轉。如果電氣設計不合理，在電能輸送和使用的過程中，就會造成較大的能源損耗。在我國倡導節(jié)能降耗的政策背景下，市政電氣應該實現(xiàn)電氣節(jié)能設計，對電氣設備的選用和電氣線路的敷設進行合理的設計，優(yōu)化市政電氣的網絡格局，最大限度的降低能源損耗，提高市政電氣系統(tǒng)的運行效率，推動市政電氣的可持續(xù)發(fā)展，為城市發(fā)展創(chuàng)造有利的條件。在進行設計節(jié)能工作的過程中，我們必須要認識到市政設備的功能性以及其使用性能，不能夠盲目追求電氣的節(jié)能而降低了電氣設備的一些使用功能。首先要保證各種市政用電設備能夠在正常以及理想化的供電設備之下來選取合適的節(jié)能方案，使電力的使用更顯合理性。

【關鍵詞】市政工程；技術措施；電氣節(jié)能

在工程設計階段中，市政電氣設計作為不可或缺環(huán)節(jié)之一，是確保電力系統(tǒng)正常運行的重要基礎前提，其直接影響到建筑行業(yè)的健康發(fā)展。伴隨社會經濟水平的顯著提升，人們對于建筑各項需求逐漸增多，雖然在一定程度上為建筑業(yè)的發(fā)展帶來了發(fā)展機遇，但也不同程度的出現(xiàn)了能源短缺的問題。為了進一步節(jié)約能源支出，并持續(xù)推進企業(yè)發(fā)展，建筑行業(yè)逐步開始重視建筑節(jié)能問題，并在建筑電氣設計環(huán)節(jié)中，加入減少能源消耗量的環(huán)節(jié)，促進建筑的節(jié)能發(fā)展。

1、電氣設計中節(jié)能技術應用現(xiàn)狀

伴隨我國社會經濟的持續(xù)發(fā)展，建筑行業(yè)發(fā)展速度迅速提升，進入快速發(fā)展階段。與此同時，能源消耗問題也成為制約該行業(yè)發(fā)展的重要阻礙。在整個社會能源消耗總量中，建筑行業(yè)對于能源消耗占據(jù)一半以上，其中房建工程的總體能源消耗高達22%左右，總建筑耗能已超過能耗總量的48%。由此可見，我國的建筑行業(yè)的能耗問題，已經迫在眉睫。伴隨改革開放，我國的社會經濟飛速發(fā)展，人們的生活水平得到了顯著提高，同時，生產生活所帶來能源消耗也逐漸增多，能源緊缺問題也成為當前建筑企業(yè)發(fā)展的重要阻礙因素。因此，建筑行業(yè)紛紛開始注重對節(jié)能技術的應用。所謂節(jié)能技術，實質是指運用高效率低成本的技術知識，來提升對能源的使用效率。在整個建筑領域的能源消耗中，所涉及的內容主要包括對水、電、燃氣的大量消耗。我國居民生活能源消耗，占據(jù)國內能源消耗總量的一半以上這，節(jié)能技術的重要性顯而易見，建筑設計的節(jié)能技術，符合時代的發(fā)展要求，是推動建筑行業(yè)快速發(fā)展的不二法寶，而市政電氣專業(yè)作為整個建筑行業(yè)的一個附屬專業(yè)，雖然涉及的內容不多，但卻起著舉足輕重的作用，正所謂經濟發(fā)展電力先行，合理的選擇市政電氣專業(yè)的節(jié)能設計方案，也將對節(jié)約能源起到很大的幫助。

2、節(jié)能設計的主要原則

2.1保障正常用電

電氣自動化的節(jié)能設計是以正常供電為大前提的，否則如果只是達到節(jié)能目標，但是卻影響了人們正常生活的用電，那么電氣自動化的節(jié)能設計就不再具有現(xiàn)實意義。也就是說，節(jié)能是以保證人們的正常生活為前提的。

2.2環(huán)保

研究節(jié)能設計目的是避免能源的浪費和獲得更多的經濟效益。在進行節(jié)能設計的過程中，要選好節(jié)能材料，確保節(jié)能材料的安全實用性能和環(huán)保性。此外，對原材料也要嚴格篩選，在電氣報廢后要控制污染，這樣不但可以做到環(huán)保，還可以實現(xiàn)能源的循環(huán)利用。

2.3經濟效益

進行節(jié)能設計時要充分考慮目前的實際情況，不可以一味地追求節(jié)能，而盲目的加大成本。電氣工程師在進行設計過程當中，要充分考慮實際情況，最終保證電氣設備在運行后能獲得預期的經濟效益。

3、加強節(jié)能設計技術的舉措

3.1減少能源消耗和損失

進行節(jié)能設計的最主要目的是減少能源的浪費和消耗，最終減輕電網的負擔。在實際的操作過程當中，減少電阻是實現(xiàn)降低能耗的一種方式，我們在中學時學習過物理，在實驗中我們可以發(fā)現(xiàn)導線的橫截面積、長度和材料都會對電阻的大小產生影響，所以我們在選擇導線時，要選擇電導率小的材料，還要盡可能地縮短供電距離，這樣可以達到降低能耗和損失的目的。

3.2化配電方案，采用變壓器節(jié)能

選擇好最優(yōu)的方案。在做好科學分析和全面搞清楚情況的基礎上，依據(jù)經濟性和合理性的指標要求，以電氣節(jié)能方面的角度考慮最優(yōu)化的設計和選擇相應的配電方案。為了能夠減少更多的線損，同時降低電氣方面的投資，可以采用一些公用變壓器等方式，這樣就可以取得更加明顯的節(jié)能效果。比如，市政路燈照明的箱式變壓器，使用頻率較高，其可以設置成專用的變壓器，以便能夠達到減少所有電氣系統(tǒng)的變壓器的總體容量這一目的；采取節(jié)能變壓器的節(jié)能措施，因為市政電氣是一項龐大的系統(tǒng)，耗電量較高，如果能夠根據(jù)每項設施的運行特點而有針對性的選擇節(jié)能變壓器，可以明顯地降低許多電能方面的損耗，。另外要科學地確定所用變壓器的基本容量，并將變壓器的負載率有效地控制在0.3-0.85區(qū)間，同時盡量降低諧波的含量，加大變壓器的功率。

3.3做好線路設計，減少線路損耗

在進行設計線路的時候，要根據(jù)實際的需求來確定最佳導線的截面，并且根據(jù)年度的最小費用來設計當前所需電流的經濟密度。所謂最佳導體截面就是電纜的初始成本和能耗成本之和達到最少時的截面。例如：一根截面為3x16mm2的銅芯電纜，額定運行電流為104A，線路阻抗約為1.1mΩ/m，線路長度為100m，則線路損耗約為3.6kW，如果按電費為0.4元/kWh、年運行小時為330天計算，那么每年線路損耗的費用約為11400元；如果其他條件不變，只將電纜截面換成3x35mm2的.那么線路損耗及費用分別約為1.65kW和5200元，可見適當增加電纜截面積，損耗和費用降低了一多半。電纜由16mm2增至35mm2所需的購買電纜的費用和安裝電纜的費用不會有太大的差別。

選擇那些電導率比較小的導線材料，通常是用銅芯導線作為首要選擇。在實際的操作過程中，應當按照不同類別的用電性質來選擇不同的導線材料，比如一、二類用電地區(qū)用電負荷較大，可以采用銅芯電纜穿管或沿地下電力隧道敷設的形式，既美觀又可以減少線路損耗；由于三類地區(qū)的用電負荷比較小，所以可以選擇鋁芯類導線以架空的形式進行設計。另外采取直線類型的線路設計，做到盡量減少迂回。倘若線路比較遠，那么應當適當選用那些略大一級的那類導線。雖然這樣可能會增加導線的費用，但從長遠的角度來看，可以很好地減少電能的消耗，并且也會有良好經濟效益。

3.4做好照明系統(tǒng)節(jié)能設計

3.4.1選用節(jié)能型燈具

照明系統(tǒng)是市政電氣系統(tǒng)中的重要組成部分，在電能消耗中占據(jù)較大的比例，比如路燈和夜景亮化工程等，所以對照明系統(tǒng)進行節(jié)能設計會有效的降低能源消耗。傳統(tǒng)的照明燈具電能的消耗量較大，所以應該選擇節(jié)能型照明燈具，比如LED燈、電磁燈等，節(jié)能型燈具不僅能源消耗低，發(fā)光率高，并且使用壽命長，具有較好的照明效果，所以是照明系統(tǒng)節(jié)能設計的重要途徑。在條件允許的情況下，在燈具安裝時，選用可調光開關，能夠根據(jù)實際情況，適當?shù)恼{整照明效果，從而最大限度的實現(xiàn)節(jié)能。

3.4.2改變照明控制

改變照明控制是照明系統(tǒng)節(jié)能的一項重要措施，可以有效的節(jié)約能源，避免無謂的浪費，并且提高照明效率，降低運行維護成本。比如根據(jù)季節(jié)的不同，對于市政路燈照明系統(tǒng)的時間可以進行調節(jié)，在夏季白天時間較長，市政路燈照明可以延遲啟動，而在冬季白天時間較短，可以提前開啟市政路燈照明系統(tǒng)，可以有效的避免電能的浪費。還可以使用智能照明控制系統(tǒng)，根據(jù)實際照明需求，對光線的強度和照明時間進行控制，根據(jù)環(huán)境的不同，精確控制光照強度，可以達到良好的照明效果，并且達到節(jié)能的目的。

3.5在公共場所使用高效能源

在節(jié)能設計的過程當中，照明設計是起著重要作用的關鍵環(huán)節(jié)。在照明設計當中加入一些節(jié)能設計，這樣可以加強人們的節(jié)能意識，還可以起到很好的節(jié)能效果。高效能源就是節(jié)能設計的新型產物，相比于普通的照明設備，它的優(yōu)點是更加明亮且耐用，而且還能節(jié)省能源，所以將高效能源普遍應用于公共場所，是實現(xiàn)節(jié)能的一項重要舉措。

3.6盡可能提升供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)

提高供配電系統(tǒng)功率因數(shù)的提升，可在電氣節(jié)能上得到顯著效果。若想提升自然功率因數(shù)，可通過異步電機、同步電動機或可實現(xiàn)電力變壓器輕載運行的方式來解決。無功功率的人工補償中，設計人員還需在使用高低壓柜集中與分散就地補償?shù)姆绞?。此外，在設計過程中，盡可能選用三相負荷，以達到平衡的目的，提升用電設備的功率因數(shù)，運用合理的容量和地點加以無功補償。

3.7注重新能源的開發(fā)與利用

在市政電氣節(jié)能設計中，開發(fā)新能源是重要的節(jié)能措施，通過新能源的開發(fā)與利用，可以有效的降低能源消耗，并且有利于環(huán)境保護，真正的實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。新能源的開發(fā)利用已經成為我國能源發(fā)展的主要方向，新能源也可以稱之為清潔能源，這是一種可以持續(xù)利用的能源。我國的日照資源比較豐富，所以可以充分的利用這一優(yōu)勢進行太陽能的開發(fā)利用，比如太陽能發(fā)電、太陽能供熱和太陽能熱水器等，主要是通過合理的布局和設計，利用太陽光的照射，將其轉化為需要的能源，并且進行儲存，最終應用于市政電氣設計中。在有些地區(qū)還可以利用風能進行發(fā)電，比如路燈的節(jié)能設計，既可以利用風能，又能夠利用太陽能，在路燈桿進行風能和太陽能裝置設計，在白天將風能和太陽能轉化為電能儲存在裝置內部，在夜間將這些電能用于照明，可大大的降低能源消耗。近些年在全國各地的一些大型公園及部分農村地區(qū)已經逐步開始使用了儲能式太陽能路燈，它可以根據(jù)一天內的天空自然亮度和人們處于各種環(huán)境下需要的亮度來自動調節(jié)燈的亮度，它的優(yōu)點是：節(jié)能、安全、環(huán)保、耐用、科技含量高、維護費用低、安裝組件積木化、供電自主靈活。

3.8有源濾波器的使用

電氣設備在運行過程當中，無法避免的會出現(xiàn)諧波，它會使電氣設備的質量受損，而且如果諧波高頻作用在電網上，會使電壓不穩(wěn)定，影響正常供電和電氣設備的運行。此外，諧波會削減電機的壽命。如果能運用有源濾波器就會有效地避免這些情況的發(fā)生，雖然它的價格相對較高，但是它的效果也是更為明顯。所以有源濾波器的使用是很有必要性的。

3.9供配電系統(tǒng)節(jié)能設計

在一般大型市政工程項目中，負荷等級通常為二級。因此，可靠的供電系統(tǒng)是保證項目運行的基本保障。其供配電系統(tǒng)的節(jié)能措施，應靈活考慮布置變電站。將變電站盡量布置在靠近負荷中心的位置，這樣電纜的初始投資大大降低，同時，也有效地減少因距離問題而產生的線路損耗，起到降低供電成本的作用。變電站的位置選擇同樣影響供電的安全性能。越靠近負荷中心供電，穩(wěn)定性越高。

變壓器是供配電系統(tǒng)的“心臟”，如何合理的選擇變壓器，是關系到整個供配電系統(tǒng)的最重要因素。在考慮選擇方案時，應根據(jù)負荷容量及分布情況，對負荷進行合理分配，確定變壓器供電范圍。同時考慮變壓器效率，再從經濟角度根據(jù)年投資和年運行費用，選取負荷與容量相配的變壓器，并使其工作在高效區(qū)內。一般情況下負荷率在30%～75%時，是經濟運行區(qū)，負荷率在50%～60%時，變壓器效率最高。同時防止變壓器輕載或空載運行，以達到變壓器節(jié)能的目的。目前，我國推薦使用節(jié)能型變壓器型號為油浸式變壓器S11系列、干式變壓器SC10系列以及非晶合金變壓器SH11系列。

同時，在工程設計中，也應當做到盡量使供配電系統(tǒng)簡單化。減少配電級數(shù)，一般不超過三級，易管理維護，可降低電能損失，提高配電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

另外，功率因數(shù)是評價配電系統(tǒng)經濟運行的重要標志之一，大量的無功電能消耗設備使用效率。因此，合理的使用無功補償裝置，如動態(tài)補償無功裝置，可以提高功率因數(shù)達到節(jié)能目的。

結語：

而今我們國家人民的生活水日益提高，人們生活也越來越離不開電能，但是我們國家的現(xiàn)狀是電能的消耗和浪費現(xiàn)象比較嚴重，如果不對這個問題加以解決，那么可能未來在供電方面會出現(xiàn)癱瘓，影響人們的正常生活。所以我們國家一定要重視對電氣自動化的節(jié)能設計技術的研究，以此來讓人們的生活更加有保障。

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