關(guān)于水利水電工程中電氣節(jié)能設(shè)計的應(yīng)用分析

何克拉

【摘要】近年來，電氣節(jié)能技術(shù)不斷取得新的進步，隨著電氣節(jié)能技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用，水利水電工程中的能源消耗持續(xù)降低，對能源的節(jié)約做出了十分突出的貢獻，但是目前水利水電工程中電氣節(jié)能設(shè)計還存在諸多問題，本文就水利水電工程中電氣節(jié)能設(shè)計存在的問題進行了分析，對水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計應(yīng)用提出了一些觀點和看法。

【關(guān)鍵詞】水利水電；電氣節(jié)能設(shè)計；應(yīng)用

前言

在我國經(jīng)濟取得快速發(fā)展的同時，能源供需矛盾也逐步顯現(xiàn)出來，綠色可持續(xù)發(fā)展是十三五規(guī)劃中的重要內(nèi)容之一，企業(yè)發(fā)展必須擺脫高能耗的代價，水利水電作為現(xiàn)代能源的重要組成部分，如何節(jié)能降耗是水利水電企業(yè)熱切關(guān)注的問題，以往水利水電工程中的電氣設(shè)計沒有針對節(jié)能降耗進行專門研究，隨著電力需求的不斷增加，隨著對節(jié)能降耗重視程度的提高，水利水電工程中的電氣節(jié)能問題受到重視。如何在當(dāng)前新形勢下做好電氣節(jié)能設(shè)計，為節(jié)能降耗提供有力保障是電氣節(jié)能技術(shù)設(shè)計面臨的重大課題。

1、水利水電工程中電氣節(jié)能設(shè)計存在的問題

水利水電工程中的電氣節(jié)能設(shè)計存在的問題諸多，首先，關(guān)于水利水電工程中電氣節(jié)能設(shè)計的規(guī)章制度不夠細致，沒有體系完善的節(jié)能規(guī)定。企業(yè)是以利益為首要目標的集體，當(dāng)沒有明確節(jié)能規(guī)章制度約束時，企業(yè)一般會將經(jīng)濟效益放到首位。目前水利水電工程中電氣節(jié)能設(shè)計缺乏制度規(guī)范，因此水利水電工程的電氣節(jié)能設(shè)計都是從企業(yè)自身效益角度出發(fā)，電氣節(jié)能設(shè)計的質(zhì)量參差不齊。其次，我國水利水電工程中使用的電氣節(jié)能設(shè)備性能落后，由于一些先進的電氣節(jié)能設(shè)備費用昂貴，很多公司管理層對于先進電氣節(jié)能產(chǎn)品望而生畏，部分企業(yè)出于節(jié)約費用考慮會采用性能差的電器產(chǎn)品，但是性能差的電氣設(shè)備只能是增加電能的耗費。最后，電氣設(shè)計人員節(jié)能意識不足，在工程設(shè)計過程中部分設(shè)計人員片面追求經(jīng)濟效益，沒有全局規(guī)劃工程布局，在設(shè)備投用后常出現(xiàn)設(shè)備運行狀況不良的情況，電氣設(shè)備的不正常運行或損壞對節(jié)能降耗只能起到負作用。

2、水利水電工程中電氣節(jié)能設(shè)計的原則

水利水電工程中的節(jié)能設(shè)計應(yīng)該遵循滿足工程設(shè)計功能、技術(shù)節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟效益高的設(shè)計原則，不能以降低水利水電工程功能作為節(jié)能的代價。滿足工程設(shè)計功能是指電氣設(shè)備的選型應(yīng)該合理，例如在電動機選型時功率必須滿足需求，如果電動機的功率無法支持系統(tǒng)正常運行，那么考慮節(jié)能是沒有實際意義的。技術(shù)節(jié)能環(huán)保是指在電氣節(jié)能設(shè)計時應(yīng)該結(jié)合實際情況設(shè)計電氣方案，不僅對設(shè)備有節(jié)能要求，對設(shè)計方案也要有節(jié)能要求，例如在選取變壓器時首先要選取高品質(zhì)的變壓器，然后結(jié)合實際負載和頻率要求進行綜合設(shè)計。經(jīng)濟效益高是指在實際設(shè)計中也不可單純的以節(jié)能至上，要綜合分析實際效益，例如在選擇變壓器時如果直接選擇節(jié)能等級最高、價格最昂貴的變壓器，沒有結(jié)合實際需求，若在實際運行中根本不需要如此高等級的變壓器，那么這從某些角度考慮也是不節(jié)能的一種表現(xiàn)。

3、水利水電工程中電氣節(jié)能的應(yīng)用

3.1 選用適合的節(jié)能變壓器

變壓器是輸變電中能耗較多的設(shè)備之一，目前使用中的變壓器總能耗占總發(fā)電量的百分之十左右，如果變壓器的能耗能夠降低則每年將可以節(jié)約非常多的電量。變壓器的能耗主要集中在負載損耗和空載損耗上，空載損耗主要是由變壓器本身決定，具體來說是由變壓器鐵芯材料和變壓器的結(jié)構(gòu)決定，負載損耗主要由導(dǎo)體的橫截面積和線圈的材質(zhì)決定。隨著技術(shù)的不斷進步，節(jié)能型變壓器得到了快速發(fā)展，選用非晶合金作為鐵芯的變壓器能耗可以降低五分之四。節(jié)能變壓器具有效率高、噪音低、重量輕、損耗低、節(jié)能、抗沖擊等明顯優(yōu)勢，因此變壓器選型應(yīng)在滿足工程設(shè)計前提下選用節(jié)能型變壓器。

3.2 供配電系統(tǒng)的合理設(shè)計

供配電系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該根據(jù)負荷等級、負荷分布進行合理設(shè)計，使電力系統(tǒng)運行在最佳狀態(tài)，這樣可以減少電力系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的損耗，有利于電力系統(tǒng)的高效、安全運行，有利于電力系統(tǒng)的節(jié)能降耗。第一，供配電系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該簡潔實用，電壓等級相同的供電系統(tǒng)變配電級數(shù)應(yīng)該控制在兩級內(nèi)，減少由于變電級數(shù)過多造成的多余損耗。第二，供電電壓等級選擇要合理，在實際運行中供電電壓等級越高損耗越小，水利水電工程中使用的主機容量十分龐大，因此應(yīng)該盡量選擇供電電壓等級高的電機。第三，根據(jù)實際負荷的情況合理選擇變壓器的數(shù)量及容量，變壓器的接線方式應(yīng)該可以滿足負荷變動的影響，按照經(jīng)濟合理的原則切換變壓器的使用，使系統(tǒng)運行在最佳狀態(tài)，減少損耗。第四，選擇橫截面積合適，材質(zhì)合適的電纜，在滿足電流輸送的前提下選擇合適的輸電電纜，減少在電能輸送過程中的損耗。第五，根據(jù)實際情況合理提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，當(dāng)電力系統(tǒng)在運行中出現(xiàn)自然功率因數(shù)無法滿足電網(wǎng)接入要求時，可以采取無功功率補償?shù)拇胧┨岣吖β室蛩?，這樣可以減少變壓器及電路的損耗。第六，機電設(shè)備布局安排要合理，一些對散熱要求高的設(shè)備應(yīng)該放置于通風(fēng)狀況良好的位置，通過使用自然通風(fēng)減少機械通風(fēng)的能耗，變壓器間等熱量產(chǎn)生多的房間應(yīng)該與需要保持低溫的房間之間采用隔熱措施。

3.3 設(shè)計合理的輔助設(shè)備控制系統(tǒng)

輔助設(shè)備控制系統(tǒng)一般包括：閘門啟閉機控制系統(tǒng)、公用控制系統(tǒng)、機組輔助系統(tǒng)、通風(fēng)空調(diào)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的直接控制對象是電動機，而電動機是水利水電工程中耗能最多的設(shè)備之一，為了讓電動機合理運行降低耗能，需要設(shè)計合理的控制系統(tǒng)和選用合適的控制設(shè)備?？梢钥紤]在上述輔助設(shè)備控制系統(tǒng)中采用變頻器啟動或者軟啟動，這樣可以有效的改善電機啟動時的運行特征，電機的啟動電流會大大降低，有利于減小電機啟動電流對電網(wǎng)的沖擊，有利于節(jié)能降耗。

3.4 節(jié)能照明設(shè)備的合理設(shè)計

照明設(shè)備的節(jié)能設(shè)計要以不降低作業(yè)的光照需求、不降低照明質(zhì)量為前提，選用高效光源以減少照明系統(tǒng)的電能損耗。高效照明設(shè)備主要是光源高效，高效光源具有顯著的特點，其發(fā)光效率高、啟動快捷方便、使用壽命長、性價比高，根據(jù)不同位置的光源要求選擇適用的光源將有利于能源的節(jié)約。

一般可以考慮以下幾種措施：第一，充分利用自然光，自然光是清潔無損耗的光源，在水利水電設(shè)計時應(yīng)該充分考慮自然光的應(yīng)用，將自然光與室內(nèi)照明設(shè)備相配合。第二，選擇高效、壽命長、效率高的照明燈，在龐大的水利工程里面包含眾多的車間、控制室，應(yīng)該根據(jù)具體場合選擇照明燈，在眾多的控制室內(nèi)可以使用熒光燈，在車間可以考慮采用高頻無極熒光燈，在燈具的安裝位置較低的地方采用熒光燈，在燈具安裝位置較高的地方應(yīng)該選用金鹵燈或者高壓鈉燈，在燈具位置維護不方便的位置應(yīng)該選擇高頻無極熒光燈。

在照明設(shè)備的節(jié)能設(shè)計中應(yīng)該根據(jù)水利水電工程不同位置對色溫、照明度及顯示指數(shù)選擇不同的照明設(shè)備，合理的節(jié)能照明設(shè)備不僅可以節(jié)能降耗，更能夠有效的傳達節(jié)能降耗的理念，有利于提高作業(yè)人員的工作效率和工作質(zhì)量。

4、針對水利水電設(shè)計人員采取的措施

合理的電力系統(tǒng)設(shè)計是節(jié)能的前提，提高水利水電工程的電氣節(jié)能效果要靠優(yōu)秀的電力系統(tǒng)設(shè)計，優(yōu)秀的電力系統(tǒng)設(shè)計需要優(yōu)秀的設(shè)計人員，因此需要全面把關(guān)，提高人員的綜合素質(zhì)，提高設(shè)計的團隊的綜合實力，提升設(shè)計人員的設(shè)計能力，因此應(yīng)該做好設(shè)計人員的激勵措施、培訓(xùn)措施、績效評估措施，考慮引進精英設(shè)計人員。另外，要做好前期資料收集工作，詳細的資料有利于設(shè)計人員做出更合理的設(shè)計。

結(jié)語：

水利水電工程中的電氣節(jié)能是一項重要內(nèi)容，設(shè)計人員應(yīng)該結(jié)合實際情況，綜合考慮節(jié)能性、經(jīng)濟性、安全性、可靠性，合理選擇電氣設(shè)備，科學(xué)配置電力系統(tǒng)設(shè)施，優(yōu)化電力系統(tǒng)設(shè)計方案，為水利水電系統(tǒng)的節(jié)能做出新的貢獻。

參考文獻：

[1]盧飛；關(guān)于水利工程電氣節(jié)能設(shè)計的問題探討[J]；中國科技投資；2014年26期

[2]張金鳳；芻議水利工程電氣節(jié)能設(shè)計[J]；科技信息（科學(xué)教研）；2014年35期

[3]黃杰維；水電工程電氣節(jié)能設(shè)計探討[J]；機電信息；2014年03期

[4]盧飛；關(guān)于水利工程電氣節(jié)能設(shè)計的問題探討[J]；中國科技投資；2015年06期