水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計分析

姜曼 包仁帥

【摘 要】在進行水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計時，應遵循適應性、節(jié)能性、經(jīng)濟性等基本原則，平衡好電氣系統(tǒng)的基本功能、建設(shè)管理成本以及節(jié)能降耗性能。為了達成節(jié)能目標，在設(shè)計是時，應選擇合適的變壓器，優(yōu)化變壓器設(shè)計安裝，同時，合理進行供配電系統(tǒng)設(shè)計及照明系統(tǒng)設(shè)計。

【關(guān)鍵詞】水利水電工程；電氣節(jié)能設(shè)計；分析

我國作為農(nóng)業(yè)大國，對于水利水電工程的建設(shè)是極為重視的，為了平衡各地水資源分布，解決因為氣候因素造成的干旱、洪水問題，并利用水資源進行發(fā)電，國家大力興建水利工程，修建壩、堤、溢洪道、水閘、渠道、魚道等水工建筑物[1]。在建設(shè)水利水電工程時，進行電氣節(jié)能設(shè)計，能夠有效減少電氣設(shè)備運行能耗，優(yōu)化水利水電工程運行的社會效益及生態(tài)效益，貫徹落實綠色環(huán)保、節(jié)能降耗理念，推動我國的可持續(xù)發(fā)展。

1.水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計的基本原則

1.1適應性

在水利水電工程電氣設(shè)計中，應用節(jié)能技術(shù)，首先應遵循適應性這一基礎(chǔ)設(shè)計原則，即技術(shù)的應用必須與建筑內(nèi)部電氣應用需求相適應，這樣才能夠保證電氣系統(tǒng)的正常安全運行。水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計，是為了減少能源的消耗，推動社會的可持續(xù)發(fā)展，但這一切都建立在電氣系統(tǒng)功效正常發(fā)揮的基礎(chǔ)上，因為節(jié)能設(shè)計的作用是錦上添花，以電氣系統(tǒng)的功效犧牲來實現(xiàn)節(jié)能，是不可行的。

1.2節(jié)能性

顯而易見，水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計，目的在于節(jié)約能源，降低能耗，在具體實施過程中，可以體現(xiàn)在多個方面，比如說，將一些非必要的、不切實際的電氣裝置去除，降低非必要能耗，或者說，優(yōu)化電氣設(shè)備設(shè)計與配置，降低設(shè)備能耗，避免資源浪費?？茖W合理的水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計，能夠在保證水利水電工程應有功能的基礎(chǔ)上，進一步優(yōu)化其性能。

1.3經(jīng)濟性

水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計，意味著需要使用一些先進的綠色環(huán)保材料，一些新穎的設(shè)計理念，創(chuàng)新總是需要花費更多的時間與精力。設(shè)計師要做的，就是平衡好設(shè)計效率、建設(shè)成本等因素，在達成節(jié)能目標的同時，盡量減小資金消耗，尋求能源節(jié)約與經(jīng)費節(jié)約的平衡點，同時確保設(shè)計方案的可實施性，以免影響到工程進展。

2.水利水電工程的電氣節(jié)能設(shè)計

2.1變壓器選型

在輸變電環(huán)節(jié)，變壓器作為承擔電流、電壓轉(zhuǎn)換職能的核心電氣設(shè)備，能耗較大，據(jù)統(tǒng)計，變壓器損耗占據(jù)系統(tǒng)總發(fā)電量的10%[2]。因此，在系統(tǒng)設(shè)計時，應合理選擇變壓器，具體方案如下：①嚴選變壓器制作材料。在變壓器各構(gòu)件的原材料選擇上，應該遵循持續(xù)更新的原則，合理應用各類新材料，靈活運用銅材料，比如說電柜和電線中的硅材料，就可以以銅材料代替，這樣可有效降低變壓器空載運行狀態(tài)下的能耗；②優(yōu)化變壓器設(shè)計安裝。根據(jù)工程運行需求，優(yōu)化變壓器的設(shè)計，選取合適的接線方法，選擇合適容量的變壓器，如若變壓器容量過小，會長期處于超載狀態(tài)，能耗大，其變壓器使用壽命縮短，如果變壓器容量過大，會長期處于輕載狀態(tài)，導致電能浪費現(xiàn)象，而且，應該根據(jù)實際情況，設(shè)置合適數(shù)量的變壓器，如若需要應用不少于兩臺的變壓器，可并聯(lián)設(shè)置增大變壓器安全性，提高電力系統(tǒng)功率。

2.2供配電系統(tǒng)設(shè)計

進行供配電系統(tǒng)設(shè)計時，設(shè)計時應該根據(jù)電負荷分布及等級，優(yōu)化設(shè)計方案，使系統(tǒng)處于最佳運行狀態(tài)的同時，降低能耗。為了實現(xiàn)節(jié)能設(shè)計，應該注意以下幾點事項：①盡量簡化供配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，同時保證其穩(wěn)定性，同一電壓等級供電系統(tǒng)的變配電級數(shù)以一級或兩級為最佳，以免因為變配電級數(shù)過多增加能耗；②合理設(shè)計供電電壓，因為能耗與電壓是成反比的，基于水利水電工程裝機容量較大的考慮，可優(yōu)先選用高壓電機，來降低啟動電流對于電網(wǎng)的沖擊；③將變電所設(shè)置于負荷中心附近，優(yōu)化配電網(wǎng)絡(luò)布局，低壓供電半徑設(shè)計在200m以內(nèi)，以減少線損；④給予系統(tǒng)電力負荷，合理設(shè)計變壓器的容量及數(shù)量，確保變壓器接線滿足系統(tǒng)負荷變化要求，在進行變壓器投切時，平衡好其基本性能與運行效益，降低能耗。

2.3照明系統(tǒng)設(shè)計

在進行照明系統(tǒng)設(shè)計時，可采取以下節(jié)能方式：①充分利用自然光。優(yōu)化土建工程設(shè)計，保證建筑內(nèi)部采光，充分利用自然光源，輔以人工光照，確保建筑內(nèi)部良好的照明環(huán)境；②選擇高效光源。根據(jù)建筑照明系統(tǒng)設(shè)計方案，及各區(qū)域照明需求，綜合燈具的照明強度、節(jié)能性、經(jīng)濟性、安全性，選擇高效光源，在水利水電工程中，室內(nèi)操作間可設(shè)置熒光燈，科研部門可設(shè)置高壓鈉燈，機械車間可設(shè)置高頻無極熒光燈，而且，在燈具選擇時，應該參照《建筑照明設(shè)計標準》中的要求，比如說燈具安裝高度較低時，宜選擇光效良好、顯色性強的熒光燈，若無特殊要求，可選用便于更換的直管熒光燈；如果燈具安裝高度較高，且有著較高的顯色性要求，應用選擇陶瓷金鹵燈，若無顯色要求，可選擇中顯色高壓鈉燈，若該場所燈具維護不變，則可選擇使用壽命長的高頻無極熒光燈[3]。

3.結(jié)語

水是生命的源泉，水利水電工程的建設(shè)，可促進水資源的合理配置，解決干旱地帶水資源短缺的問題，并以清潔的方式生產(chǎn)電力能源。一直以來，我國對于水利工程的建設(shè)都是比較重視的，歷史上出現(xiàn)了都江堰、靈渠、京杭大運河等著名的水利工程，而這項事業(yè)的發(fā)展，水利工程功能趨于多元化，在水資源調(diào)節(jié)基礎(chǔ)上，增加了發(fā)電的功能，對于國家農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟發(fā)展造成了不可忽視的影響。水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計，是一種新型的設(shè)計理念，能夠降低電力能源的消耗，與當今能源稀缺的現(xiàn)狀是相吻合，值得推廣落實。

【參考文獻】

[1]馬玉生.關(guān)于公共建筑低壓電氣設(shè)計節(jié)能的應用與研究思路構(gòu)建[J].智能城市，2019，5（08）：137-138.

[2]丁綿鋼，李明惠，馮雨沁，周煜，陶金.建筑電氣設(shè)計中的節(jié)能技術(shù)初探[J].山西建筑，2018，44（20）：182-184.

[3]解志剛.關(guān)于綠色建筑中電氣節(jié)能設(shè)計的應用解析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2018（13）：50-51.