熊甜

摘 要：隨著市政行業(yè)的迅速發(fā)展其消耗的能源也在迅速增長，而消耗的能源大部分都是以電能的方式消耗的，因此在能源日益短缺的今天，關于市政工程電氣的節(jié)能問題顯得尤為重要。文章敘述了市政電氣節(jié)能的重要性，從設計角度提出合理設計供配電系統(tǒng)、優(yōu)選電氣設備、照明燈具、優(yōu)化智能控制系統(tǒng)等方面，對市政工程電氣節(jié)能設計進行了分析。

關鍵詞：市政；電氣設計；節(jié)能

引言

隨著社會的不斷進步與科學技術的不斷發(fā)展，受到人口增長和經(jīng)濟發(fā)展的影響，環(huán)境問題越來越突出。目前，世界各國都采取了一系列措施來減少污染，改善環(huán)境。其中，能源消費日益增長，成為制約人類發(fā)展的最重要因素。節(jié)約能源是指增加能源利用，減少能源消耗的一系列行為，是關鍵的也是最直接有效的解決能源問題的重要措施。

“十二五”期間，中國城鎮(zhèn)化發(fā)展進入新階段，預計城鎮(zhèn)化率年均提高，到2015年達到52%左右，到2030年達到65%左右。我國的市政行業(yè)也進入高速建設和發(fā)展期。根據(jù)《中華人民共和國節(jié)約能源法》所稱節(jié)約能源，是指加強用能管理，采取技術上可行、經(jīng)濟上合理以及環(huán)境和社會可以承受的措施，從能源生產(chǎn)到消費的各個環(huán)節(jié)，降低消耗、減少損失和污染物排放、制止浪費，有效、合理地利用能源。如何做到節(jié)能，是目前市政電氣優(yōu)化設計的核心問題所在。這也是未來市政工程電氣節(jié)能技術的攻關方向。

1 市政工程電氣設計概況

市政是指城市道路、橋梁、給排水、污水處理、城市防洪、園林、道路綠化、路燈、環(huán)境衛(wèi)生等城市公用事業(yè)工程。

市政工程電氣設計包括供配電系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)的保護、配電設備、照明、防雷與接地、智能自動化控制、火災自動報警系統(tǒng)等。市政工程電氣系統(tǒng)節(jié)能，首先應從設計階段著手，通過技術優(yōu)化，結(jié)合經(jīng)濟、社會效應等條件實現(xiàn)節(jié)能目的。在設計階段應以優(yōu)化設計為主切入點，其中供配電系統(tǒng)節(jié)能設計、節(jié)能設備的選擇、照明節(jié)能設計、智能自動化控制的優(yōu)化設計，通過切實可行的具體措施，可以達到節(jié)能效果。以下是具體的市政工程電氣節(jié)能設計措施。

2 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(chǎn)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(jīng)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(nèi)。一般情況下負荷率在30%～75%時，是經(jīng)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(jīng)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，可以提高功因素達到節(jié)能目的。

3 節(jié)能設備的選擇

節(jié)能設備的選擇首先應考慮合理、合適地降低設計參數(shù)，避免不必要的功率浪費。其次在選擇設備時，應采用新技術、新工藝的節(jié)能設備。在市政工程中，大型負荷供電設備有如污水廠或泵站的各類水泵、提升泵、大型風機等。電機硬啟動時，啟動電流是額定電流的4～7倍，當電機的容量相對較大時，過大的啟動電流會導致配電網(wǎng)絡電壓急劇下降，嚴重影響同電網(wǎng)其他設備的正常運行，甚至引發(fā)功率振蕩，使電網(wǎng)失去穩(wěn)定。同時，起動電流中含有大量的高次諧波，會與電網(wǎng)電路參數(shù)引起高頻諧振，造成繼電保護誤動作、自動控制失靈等故障。因此，一般風機水泵類大型負荷可采用變頻器或軟起動器。變頻器控制電機原理是在調(diào)速時使電機保持恒轉(zhuǎn)矩，頻率隨電壓調(diào)整正向波動，當?shù)竭_最高頻率時，電壓和供電電壓相仿，以達到讓電機平穩(wěn)啟動，減少電機啟動瞬間的大電流對電網(wǎng)的沖擊的目的。同樣還有使用軟啟動器啟動電動機時，輸出電壓逐漸增加，電動機逐漸加速，直到電動機工作在額定電壓的機械特性上，實現(xiàn)平滑啟動，降低啟動電流，避免啟動過流跳閘。

4 照明節(jié)能設計

市政工程中的照明設計主要分為建筑照明和道路照明兩類。根據(jù)《建筑照明設計標準》（GB50034）以及《城市道路照明設計標準》（CJJ45）的節(jié)能要求規(guī)定，可從光源及其附屬裝置的選擇、照明設計方案三方面進行優(yōu)化。

在建筑照明中，如廠房、車間、泵房應采用高效節(jié)能型光源，大型車間、泵房、廠房等開闊型空間建筑優(yōu)先考慮采用高壓鈉燈、LED燈、金屬鹵化物燈、等高效節(jié)能型光源。儀表間、配電室、辦公室、值班室等場所應采用三基色細管徑熒光燈、緊湊型熒光燈等。在道路照明中，可選用LED、高壓鈉燈等氣體放電燈，且氣體放電燈線路功率因數(shù)不應小于0.85。同時，在條件合適的地方，可考慮使用太陽能、風光互補等新型清潔型能源路燈。燈具附屬裝置的選擇也可以起到節(jié)能作用，不同類型的鎮(zhèn)流器，其功耗有所不同。目前市面上主要有三種整流器：普通電感型、節(jié)能型電感型、電子型。在考慮照明節(jié)能時，建議使用低損耗的鎮(zhèn)流器。

設計時可考慮智能照明控制系統(tǒng)的應用，使照明燈具控制方式更加合理。智能照明控制系統(tǒng)包括智能調(diào)光、開關調(diào)節(jié)、延時控制、場景設置等，是借助于各種不同的“預設置”控制方式和控制元件，對不同時間、不同環(huán)境的光照度進行精確設置和合理管理，實現(xiàn)照明人性化，提高管理水平，延長燈具使用壽命，節(jié)約能源。

5 智能自動化控制的優(yōu)化設計

隨著計算機網(wǎng)絡、控制技術的發(fā)展，信息交互溝通已覆蓋工廠的現(xiàn)場設備層、控制和管理各個層次。大型市政項目，如污水廠、自來水廠、大型泵站、城市綜合管溝等，這些都需要自動化控制系統(tǒng)。自動化系統(tǒng)的投資占設備總投資的10%左右，但發(fā)揮的作用卻是巨大的。采用控制中心的智能化精確控制系統(tǒng)，結(jié)合項目實際情況，采取相應的措施對系統(tǒng)進行節(jié)能。自動控制能夠按照指令或預設程序?qū)C器設備、分析儀表、檢測按照規(guī)定指令進行自動作業(yè)。起到降低勞動強度，保障生產(chǎn)質(zhì)量、提高工作效率的作用。目前，工業(yè)控制化網(wǎng)絡正在向有線和無線相結(jié)合的方向發(fā)展，無線技術及智能傳感器技術的結(jié)合，為各種自動化設備的通信提供了更靈活的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)和高寬帶數(shù)據(jù)鏈路，進一步發(fā)展了工業(yè)控制的通信性能。能夠?qū)刂葡到y(tǒng)的節(jié)能起到很好的節(jié)能效果。

6 結(jié)束語

在市政工程的電氣設計中，設計人員應充分重視節(jié)能設計。從設計階段著手，綜合考慮安全性、可靠性、經(jīng)濟性等方面，選擇合理的供配電系統(tǒng)方案、采用先進高效節(jié)能設備、利用科學的控制及管理手段，為整個項目的后期運行節(jié)約能耗打下基礎。

參考文獻

[1]熊偉，陳小宜.關于污水處理廠電氣節(jié)能措施[J].科技傳播，2013（2）.

[2]黎娟.建筑電氣設計節(jié)能綜述[J].現(xiàn)代建筑電氣，2012（8）.

[3]林輝.無源及有源濾波裝置在污水處理中的應用研究[J].廣東電力，2009（8）.