節(jié)能技術(shù)在市政工程電氣設計中的應用

秦海珠

摘 要： 目前我國市政行業(yè)發(fā)展日益迅速，在市政工作中對于能源的消耗即隨之增加，而這些能源消耗主要之一為電能，因此，為了緩解國家能源短缺的問題，節(jié)能在市政工程電氣設計中成為了一項重要的工作。本文以污水處理廠為例，主要介紹了市政工程電氣設計的基本情況，從供配電系統(tǒng)節(jié)能設計、節(jié)能設備、照明節(jié)能設計、智能控制的優(yōu)化設計等方面探究了節(jié)能技術(shù)在市政工程電氣設計中的應用，為了給相關人士一定的借鑒作用，讓更多人員了解到節(jié)能的重要性。

關鍵詞： 能源短缺；市政工程；電氣設計；節(jié)能

引言

當今社會科技水平日益迅速發(fā)展，隨機帶來了市場經(jīng)濟的發(fā)展，居民的生活水平不斷提高，人口數(shù)量越來越多，從而涌現(xiàn)了越來越多的環(huán)境問題，日益增多的能源消耗，很大程度地限制了人類社會的發(fā)展。現(xiàn)階段，全球各個國家都在積極采取環(huán)保措施來改善環(huán)境、減少污染。節(jié)能是指提高能源的利用率、降低能源消耗的各種行動，也是改善能源問題的最重要和最有效的措施。

在“十二五”期間，我國對于城鎮(zhèn)化的發(fā)展邁入新篇章，預測每年城鎮(zhèn)化率會有所提高，從到2015年的52%提高到2030年的約65%，這標志著我國市政行業(yè)邁向高速發(fā)展和建設期。根據(jù)我國的節(jié)能法規(guī)定：節(jié)約能源，即為改善對于能源消耗控制的管理，采取經(jīng)濟合理、技術(shù)完善、為社會大眾及環(huán)境認可的措施，從生產(chǎn)和消耗能源的各項環(huán)節(jié)，杜絕浪費能源，減少能源消耗損失和污物排放，從而合理、有效地對能源利用。那么當前市政電氣優(yōu)化設計的關鍵問題就是如何節(jié)約能源？這是工作人員在電氣節(jié)能技術(shù)中主要研究的工作。

一、市政工程電氣設計概況

市政是指城市的各項城市管理工作，包括污水處理、給水排水、園林綠化、環(huán)境衛(wèi)生、公共交通、橋梁、路燈、城市防洪等公共工程。市政工程電氣設計主要涵蓋供電配電設施、配電設備、保護變配電系統(tǒng)、防雷與接地、照明、火災自動警報系統(tǒng)、自動化智能控制等多個方面。若要在市政工程電氣系統(tǒng)中節(jié)約能源，就應從設計階段作為起點開始采取措施，結(jié)合社會經(jīng)濟效應等因素，優(yōu)化技術(shù)手段，從而實現(xiàn)節(jié)約能源的戰(zhàn)略。在合理設計供配電系統(tǒng)、優(yōu)選節(jié)能電氣、照明設備、優(yōu)化設計自動化控制系統(tǒng)等方面采取實際措施，即可達到節(jié)約能源的成效。以下主要從這幾方面具體闡述節(jié)能技術(shù)。

二、供配電系統(tǒng)節(jié)能設計

在常見的污水處理廠等大型的市政工程中，負荷等級一般是二級。所以，工程項目平穩(wěn)進行主要依靠完整的供配電系統(tǒng)。對于供配電系統(tǒng)的節(jié)能來說，可以在布置變電站的方面入手。首先，變電站的位置牽扯著整個供配電系統(tǒng)的安全性能，變電站離負荷中心越近，供電越穩(wěn)定；其次，變電站接近負荷中心，可以縮短電纜的距離，減少電纜投資成本，還可大幅度減少因距離產(chǎn)生的電量損耗，供電能源也大大降低。

變壓器對于供配電系統(tǒng)來說，是最主要的部分，堪比人體的心臟。選擇合適的變壓器對于工程的供配電系統(tǒng)來說是一項艱巨的任務。首先應確定好變壓器的供電范圍，可以結(jié)合負荷容量和分布狀況，合理分配負荷。其次，根據(jù)企業(yè)投資和運行的費用，從經(jīng)濟方面入手，選定容量負荷適配的變壓器，設置在高效區(qū)內(nèi)工作，及負荷為50%-60%之間，同時也要注意避免使變壓器空載或過載運行，從而達到變壓器節(jié)能。國內(nèi)通常使用的一些節(jié)能變壓器包括：干式變壓器SC10系列、油浸式變壓器S11系列和非晶合金變壓器SH11系列等。

與此同時，盡可能合理地進行工程設計，簡化配送制度，降低配電水平，一般不超過三級，保證維修方便，可以減少功率損耗，保證供配電系統(tǒng)穩(wěn)定地運行。 此外，功率因數(shù)是檢測配電系統(tǒng)經(jīng)濟功能的重要指標，大量無功的功耗會降低設備的效率。 所以，合理使用如動態(tài)補償無功裝置等無功補償裝置可以提高功率因數(shù)，從而達到節(jié)能目標。

三、節(jié)能設備的選擇

節(jié)能設備的選擇應首先考慮具備合理的降低設計參數(shù)，避免不必要的能源浪費。 在市政工程的污水處理中，大型負荷設施如污水處理廠或各類泵站，電梯泵，大風機等都是能源消耗的主要設備。發(fā)動機難啟動時，起動電機的電流一般會達到額定電流的4？7倍。當發(fā)動機數(shù)量大，容量相對較多時，相互疊加的啟動電流將會導致配電網(wǎng)電流明顯下降，對其他設備的正常運行造成了嚴重的影響，尤其是電流較低時，導致其他設備無法達到額定功率，甚至影響其他設備的壽命。不但嚴重影響其他網(wǎng)絡設備的正常運行，甚至導致電力波動，離開凈出穩(wěn)定。同時，啟動電流包含大量高次諧波，由于高頻諧振會影響電源電路參數(shù)，導致繼電器故障故障，自動控制故障等故障。因此，通用風機泵的大負載可用于變頻器或軟起動器。逆變器控制的電機的原理是，以保持發(fā)動機在一對恒定回轉(zhuǎn)速度，頻率電壓提前調(diào)整揮發(fā)性，更高的頻率，電壓和電源電壓類似于引擎實現(xiàn)平穩(wěn)啟動，以減少引擎目前的啟動動力，以實現(xiàn)網(wǎng)絡影響。此外，當使用軟起動發(fā)動機時，逐漸增加輸出電壓，發(fā)動機逐漸加速，直到發(fā)動機以機械性能的額定電壓運行，實現(xiàn)平穩(wěn)啟動，減少啟動電流，對電機的沖擊降到最低，實現(xiàn)能源的節(jié)約。

四、照明節(jié)能設計

照明設備也是污水處理廠較為重要的工作設備，如果采用節(jié)能設計方案，能夠大幅度的降低能源的消耗。在處理車間和辦公樓都采用較為節(jié)能的LED燈具，同時，設計過程中要加入智能控制系統(tǒng)，對無人工作區(qū)域設置聲控或者遠程監(jiān)控控制開關，能最大限度的降低能源消耗。節(jié)能控制系統(tǒng)還應該具備對亮度調(diào)節(jié)功能，在污水處理廠里，需要強光的區(qū)域不是特別多，加入一些控制原件就可以實現(xiàn)對光強的控制。在照明設備使用過程中，還需要定期經(jīng)營維護保養(yǎng)，以便于提高燈具和控制系統(tǒng)壽命，做到最佳的節(jié)能效果。

五、智能自動化控制的優(yōu)化設計

污水處理廠的電氣設備數(shù)量龐大，而且每種設備都需要不同的用電標準，因此需要選擇一種智能控制的方法統(tǒng)一的對這些電氣進行控制。在計算機網(wǎng)絡背景下，先進的控制技術(shù)都是依賴于計算機系統(tǒng)實現(xiàn)對所有電氣設備進行控制。計算機系統(tǒng)可以實現(xiàn)軟件編程，節(jié)能優(yōu)化設計，從而實現(xiàn)自動控制的同時還節(jié)約了能源。自動控制的原理就在于通過程序設計，然后結(jié)合各類傳感器零件對電氣設備進行合理的監(jiān)控，在需要的情況下執(zhí)行通電工作或者斷電停工工作的操作。自動化控制系統(tǒng)雖然在污水處理廠建設過程中投資比例所占不多，但是其發(fā)揮的巨大作用是非常有效的，尤其是在節(jié)能方面，是任何方法都無法取代的。對降低污水工人的工作強度，減少工人工作負擔和責任，降低污水處理廠的運營成本，提升經(jīng)濟效益都有非常大的幫助。對于污水處理質(zhì)量來說也有重要意義。目前，各行各業(yè)都在自動控制領域不斷突破創(chuàng)新，對于民生類企業(yè)更需要從先進的技術(shù)出發(fā)，做好生產(chǎn)管理。

結(jié)束語

在市政工程的電氣設計中，工作人員應以節(jié)能為基礎，考慮實用性、可行性，保證安全和經(jīng)濟效益，多角度來加強電氣設計。這對于設計者的能力要求十分嚴苛，也是市政工作者需要加大力度控制管理的一項工作。相信市政工程會采用先進科學的手段，結(jié)合高效高產(chǎn)的節(jié)能設備，為我國整體的節(jié)能目標打下良好的基礎。

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