楊菊

【摘 要】低碳經(jīng)濟(jì)理念的發(fā)展，使得水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電等一系列清潔可再生能源得到了普及，水利水電工程的數(shù)量不斷增加。做好水利水電工程的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)，對(duì)于提升工程的運(yùn)行效果意義重大，同時(shí)也能夠更好地迎合節(jié)能降耗的客觀要求。論文從水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的意義出發(fā)，對(duì)其有效措施進(jìn)行了分析和探討。

【Abstract】The development of the low carbon economy has made a series of clean and renewable energy sources have been popularized， such as hydropower， wind power， photovoltaic power generation， etc.， and the number of water conservancy and hydropower projects has been increasing. Electrical energy saving design of water conservancy and hydropower projects is of great significance for improving the operation effect of the project， and it can better meet the objective requirements of energy conservation and consumption reduction. Starting from the significance of electrical energy saving design of water conservancy and hydropower projects， this paper analyzes and discusses the effective measures.

【關(guān)鍵詞】水利水電工程；電氣節(jié)能；設(shè)計(jì)

【Keywords】water conservancy and hydropower projects； electrical energy saving； design

【中圖分類(lèi)號(hào)】TV5 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）07-0160-02

1 引言

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動(dòng)下，社會(huì)對(duì)于能源的需求不斷增大，能源供需矛盾越發(fā)突出。在這種情況下，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展開(kāi)始從注重速度向著可持續(xù)發(fā)展以及綠色經(jīng)濟(jì)的層面轉(zhuǎn)變，節(jié)能降耗成了一個(gè)普遍性問(wèn)題。在水利水電工程中，做好電氣節(jié)能設(shè)計(jì)，能夠有效減少電氣設(shè)備在運(yùn)行環(huán)節(jié)的能耗，為可持續(xù)發(fā)展的推進(jìn)提供良好的保障。

2 水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的意義

我國(guó)具備豐富的水利資源，為發(fā)展水利水電工程提供了優(yōu)秀的基礎(chǔ)條件，尤其是在社會(huì)對(duì)于電力需求不斷增長(zhǎng)的背景下，作為一種清潔可再生的能源，水電得到了前所未有的發(fā)展，水利水電工程的數(shù)量也在持續(xù)增加。在新時(shí)期，節(jié)能減排是經(jīng)濟(jì)建設(shè)的首要任務(wù)，而在政府部門(mén)提出的“十二五”規(guī)劃中，也明確指出，應(yīng)該大力推進(jìn)節(jié)能減排改造，將綠色環(huán)保工程作為發(fā)展的核心所在。從電氣設(shè)備本身的運(yùn)行分析，如果其長(zhǎng)時(shí)間處于滿(mǎn)負(fù)荷或者超負(fù)荷狀態(tài)，很容易出現(xiàn)各種各樣的故障和問(wèn)題，引發(fā)相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)事故，在這種情況下，就要求做好水利水電工程的節(jié)能降耗工作。通過(guò)對(duì)最新的電氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，可以改進(jìn)水利水電工程中存在的問(wèn)題，在保證安全的同時(shí)，弱化風(fēng)險(xiǎn)隱患，將用電環(huán)節(jié)產(chǎn)生的能耗降到最低。因此，無(wú)論是利用電氣節(jié)能技術(shù)進(jìn)行既有工程的改造，還是開(kāi)展新工程的建設(shè)，都能夠取得良好的節(jié)能效果[1]。

3 水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的措施

3.1 變壓器選型

在輸變電環(huán)節(jié)，變壓器是最為核心的設(shè)備，同時(shí)也是能耗大戶(hù)。相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，變壓器損耗占據(jù)了系統(tǒng)總發(fā)電量的10%，降損潛力巨大。為了更好地推動(dòng)《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》的實(shí)施，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)管理委員會(huì)于2006年頒布了《三相配電變壓器能效限定值及節(jié)能評(píng)價(jià)值》的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)變壓器選型進(jìn)行了簡(jiǎn)要說(shuō)明，以期提升變壓器運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，降低其在運(yùn)行過(guò)程中的能源消耗。從變壓器損耗類(lèi)型分析，可以分為兩種，一是空載損耗，主要由變壓器設(shè)備本身的鐵芯材質(zhì)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定；二是負(fù)載損耗，通常取決于導(dǎo)體的截面以及線圈的材質(zhì)。在技術(shù)發(fā)展的帶動(dòng)下，變壓器的結(jié)構(gòu)越發(fā)合理 ，使用的材料也在不斷改進(jìn)，節(jié)能型變壓器逐漸在市場(chǎng)中嶄露頭角，能夠非常有效地降低變壓器的運(yùn)行能耗，以非晶合金鐵芯變壓器為例，其空載損耗僅為常規(guī)變壓器的1/5。就目前而言，應(yīng)用最為廣泛的節(jié)能變壓器是S11系列變壓器，與之前的S9系列相比，負(fù)載損耗基本相同，但是空載損耗降低了75%以上，與常規(guī)變壓器相比，具有自重小、噪音低、效率高、抗沖擊等優(yōu)點(diǎn)，節(jié)能效果顯著。因此，在水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中，應(yīng)該優(yōu)先選擇節(jié)能型變壓器[2]。

3.2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

在對(duì)供配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮用電負(fù)荷的分布狀況及負(fù)荷等級(jí)，以確保系統(tǒng)能夠保證最佳的運(yùn)行狀態(tài)，盡可能減少運(yùn)行環(huán)節(jié)的能源消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的預(yù)期目標(biāo)。在對(duì)供配電方案進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要關(guān)注幾個(gè)方面的問(wèn)題：一是必須保證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，同一電壓等級(jí)供電系統(tǒng)的變配電級(jí)數(shù)以一級(jí)或者兩級(jí)為最佳，避免變配電級(jí)數(shù)過(guò)多導(dǎo)致電能損耗增大的問(wèn)題；二是必須確保供電電壓合理，在其他條件相同的情況下，電壓越高則損耗越小，考慮到水利水電工程的裝機(jī)容量較大，應(yīng)該優(yōu)先選擇高壓電機(jī)來(lái)減少啟動(dòng)電流對(duì)于電網(wǎng)的沖擊；三是應(yīng)該將變電所設(shè)置在負(fù)荷中心附近，對(duì)配網(wǎng)進(jìn)行合理布局，確保低壓供電的半徑不超過(guò)200m，減少線損，提升供電質(zhì)量；四是應(yīng)該從負(fù)荷情況出發(fā)，對(duì)變壓器的容量和數(shù)量進(jìn)行明確，保證變壓器的接線可以滿(mǎn)足負(fù)荷變化的要求，在進(jìn)行變壓器投切時(shí)，不僅需要滿(mǎn)足基本的性能需求，還應(yīng)該關(guān)注其運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，減少不必要的損耗；五是應(yīng)該適當(dāng)提高系統(tǒng)功率因數(shù)，在必要的情況下，可以進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，以此來(lái)減少變壓器和線路引發(fā)的損耗[3]。endprint

3.3 輔助控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中，輔助控制系統(tǒng)包括了公用設(shè)備控制系統(tǒng)、通風(fēng)空調(diào)控制系統(tǒng)、閘門(mén)啟閉控制系統(tǒng)以及機(jī)組輔助系統(tǒng)等，系統(tǒng)主要的可控制對(duì)象是電動(dòng)機(jī)。為了能夠在保證電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定可靠運(yùn)行的前提下，降低其在運(yùn)行過(guò)程中的能耗，需要做好設(shè)備選型溝通，并對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行工況，對(duì)其啟動(dòng)方式進(jìn)行合理選擇：在公用設(shè)備控制系統(tǒng)和記住輔助系統(tǒng)中，可以采用軟啟動(dòng)器啟動(dòng)，其他系統(tǒng)可以選擇軟啟動(dòng)器啟動(dòng)，也可以選擇變頻器啟動(dòng)。通過(guò)這樣的方式，能夠?qū)﹄妱?dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性進(jìn)行改善，有效降低啟動(dòng)過(guò)程中的瞬時(shí)電流，在保證電網(wǎng)穩(wěn)定安全運(yùn)行的同時(shí)，也可以有效滿(mǎn)足水利水電工程節(jié)能降耗的需求。

3.4 照明節(jié)能設(shè)計(jì)

光源的選擇是照明節(jié)能設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在，具體來(lái)講，可以根據(jù)不同工作場(chǎng)所的需求，選擇不同的光源，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，同時(shí)不能影響照明的質(zhì)量[4]。具體來(lái)講，照明節(jié)能設(shè)計(jì)的措施包括以下幾點(diǎn)：

①自然光的利用：在進(jìn)行電氣節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該加強(qiáng)與土建工程等的相互配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)于自然光的充分利用，通過(guò)自然光與人工光源的相互配合，達(dá)到良好的節(jié)能效果。

②高效光源的選擇：在對(duì)照明高效光源進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)該以發(fā)光效率高、啟動(dòng)方便、使用壽命長(zhǎng)、性?xún)r(jià)比高等為基本原則，根據(jù)不同的場(chǎng)所選擇不同的光源。例如，在室內(nèi)操作間，可以選擇熒光燈；在科研部門(mén)，可以選擇高壓鈉燈；在機(jī)械車(chē)間，可以選擇高頻無(wú)極熒光燈。參考《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)要求，在對(duì)高效光源進(jìn)行選擇時(shí)，還需要關(guān)注幾個(gè)方面的內(nèi)容：一是如果安裝高度較低，可以選擇光效良好、顯色性強(qiáng)的熒光燈，而且如果沒(méi)有特殊要求，應(yīng)該選擇標(biāo)準(zhǔn)的直管熒光燈，便于進(jìn)行更換；二是在燈具安裝高度較高的場(chǎng)所，如果環(huán)境對(duì)于顯色性有著較高的要求，可以選擇陶瓷金鹵燈；如果沒(méi)有特殊的顯色要求，則可以選擇中顯色高壓鈉燈；三是在安裝高度較高，同時(shí)維護(hù)不便的場(chǎng)所，優(yōu)先選擇高頻無(wú)極熒光燈，這種燈具的光效高，顯色性好，而且使用壽命較長(zhǎng)。

③綠色環(huán)保照明：在照明節(jié)能設(shè)計(jì)中，不僅強(qiáng)調(diào)節(jié)能，還應(yīng)該關(guān)注綠色環(huán)保，避免燈光對(duì)于生產(chǎn)生活的影響。因此，在水利水電工程照明設(shè)計(jì)中，需要在關(guān)注基本照明需求的同時(shí)，考慮照明效果，確保設(shè)計(jì)能夠切實(shí)滿(mǎn)足不同場(chǎng)所對(duì)于照度、色溫等的不同需求[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

在水利水電工程中，電氣節(jié)能設(shè)計(jì)非常重要，關(guān)系著節(jié)能降耗的順利實(shí)現(xiàn)。對(duì)于設(shè)計(jì)人員而言，應(yīng)該從工程的實(shí)際情況出發(fā)，做好電氣設(shè)計(jì)方案的選擇，從可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性以及節(jié)能性等方面進(jìn)行綜合考慮，盡可能減少不必要的電能損耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的預(yù)期目標(biāo)，推動(dòng)水利水電工程的穩(wěn)定健康發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

【1】王麗花.水利工程電氣節(jié)能設(shè)計(jì)問(wèn)題與思考[J].中外企業(yè)家，2013（11）：223.

【2】劉俊青，唐演.淺議水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計(jì)[J].水能經(jīng)濟(jì)，2015（23）：25.

【3】藍(lán)雪梅.淺議水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計(jì)[J].通訊世界，2015（23）：195-196.

【4】何克拉.關(guān)于水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用分析[J].水能經(jīng)濟(jì)，2016（5）：31-32.

【5】李樹(shù)國(guó).水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計(jì)研究[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2016（8）：65.endprint