【摘要】市政電氣工程是一項(xiàng)比較復(fù)雜且系統(tǒng)的工程，電氣設(shè)計(jì)的效果直接影響到各項(xiàng)城市基礎(chǔ)性設(shè)施的運(yùn)轉(zhuǎn)。如果電氣設(shè)計(jì)不合理，在電能輸送和使用的過程中，就會造成較大的能源損耗。在我國倡導(dǎo)節(jié)能降耗的政策背景下，市政電氣應(yīng)該實(shí)現(xiàn)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)，對電氣設(shè)備的選用和電氣線路的敷設(shè)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，優(yōu)化市政電氣的網(wǎng)絡(luò)格局，最大限度的降低能源損耗，提高市政電氣系統(tǒng)的運(yùn)行效率，推動市政電氣的可持續(xù)發(fā)展，為城市發(fā)展創(chuàng)造有利的條件。在進(jìn)行設(shè)計(jì)節(jié)能工作的過程中，我們必須要認(rèn)識到市政設(shè)備的功能性以及其使用性能，不能夠盲目追求電氣的節(jié)能而降低了電氣設(shè)備的一些使用功能。首先要保證各種市政用電設(shè)備能夠在正常以及理想化的供電設(shè)備之下來選取合適的節(jié)能方案，使電力的使用更顯合理性。

【關(guān)鍵詞】市政工程；技術(shù)措施；電氣節(jié)能

在工程設(shè)計(jì)階段中，市政電氣設(shè)計(jì)作為不可或缺環(huán)節(jié)之一，是確保電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要基礎(chǔ)前提，其直接影響到建筑行業(yè)的健康發(fā)展。伴隨社會經(jīng)濟(jì)水平的顯著提升，人們對于建筑各項(xiàng)需求逐漸增多，雖然在一定程度上為建筑業(yè)的發(fā)展帶來了發(fā)展機(jī)遇，但也不同程度的出現(xiàn)了能源短缺的問題。為了進(jìn)一步節(jié)約能源支出，并持續(xù)推進(jìn)企業(yè)發(fā)展，建筑行業(yè)逐步開始重視建筑節(jié)能問題，并在建筑電氣設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，加入減少能源消耗量的環(huán)節(jié)，促進(jìn)建筑的節(jié)能發(fā)展。

1、電氣設(shè)計(jì)中節(jié)能技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

伴隨我國社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，建筑行業(yè)發(fā)展速度迅速提升，進(jìn)入快速發(fā)展階段。與此同時，能源消耗問題也成為制約該行業(yè)發(fā)展的重要阻礙。在整個社會能源消耗總量中，建筑行業(yè)對于能源消耗占據(jù)一半以上，其中房建工程的總體能源消耗高達(dá)22%左右，總建筑耗能已超過能耗總量的48%。由此可見，我國的建筑行業(yè)的能耗問題，已經(jīng)迫在眉睫。伴隨改革開放，我國的社會經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人們的生活水平得到了顯著提高，同時，生產(chǎn)生活所帶來能源消耗也逐漸增多，能源緊缺問題也成為當(dāng)前建筑企業(yè)發(fā)展的重要阻礙因素。因此，建筑行業(yè)紛紛開始注重對節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。所謂節(jié)能技術(shù)，實(shí)質(zhì)是指運(yùn)用高效率低成本的技術(shù)知識，來提升對能源的使用效率。在整個建筑領(lǐng)域的能源消耗中，所涉及的內(nèi)容主要包括對水、電、燃?xì)獾拇罅肯?。我國居民生活能源消耗，占?jù)國內(nèi)能源消耗總量的一半以上這，節(jié)能技術(shù)的重要性顯而易見，建筑設(shè)計(jì)的節(jié)能技術(shù)，符合時代的發(fā)展要求，是推動建筑行業(yè)快速發(fā)展的不二法寶，而市政電氣專業(yè)作為整個建筑行業(yè)的一個附屬專業(yè)，雖然涉及的內(nèi)容不多，但卻起著舉足輕重的作用，正所謂經(jīng)濟(jì)發(fā)展電力先行，合理的選擇市政電氣專業(yè)的節(jié)能設(shè)計(jì)方案，也將對節(jié)約能源起到很大的幫助。

2、節(jié)能設(shè)計(jì)的主要原則

2.1保障正常用電

電氣自動化的節(jié)能設(shè)計(jì)是以正常供電為大前提的，否則如果只是達(dá)到節(jié)能目標(biāo)，但是卻影響了人們正常生活的用電，那么電氣自動化的節(jié)能設(shè)計(jì)就不再具有現(xiàn)實(shí)意義。也就是說，節(jié)能是以保證人們的正常生活為前提的。

2.2環(huán)保

研究節(jié)能設(shè)計(jì)目的是避免能源的浪費(fèi)和獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)的過程中，要選好節(jié)能材料，確保節(jié)能材料的安全實(shí)用性能和環(huán)保性。此外，對原材料也要嚴(yán)格篩選，在電氣報廢后要控制污染，這樣不但可以做到環(huán)保，還可以實(shí)現(xiàn)能源的循環(huán)利用。

2.3經(jīng)濟(jì)效益

進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時要充分考慮目前的實(shí)際情況，不可以一味地追求節(jié)能，而盲目的加大成本。電氣工程師在進(jìn)行設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，要充分考慮實(shí)際情況，最終保證電氣設(shè)備在運(yùn)行后能獲得預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益。

3、加強(qiáng)節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的舉措

3.1減少能源消耗和損失

進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)的最主要目的是減少能源的浪費(fèi)和消耗，最終減輕電網(wǎng)的負(fù)擔(dān)。在實(shí)際的操作過程當(dāng)中，減少電阻是實(shí)現(xiàn)降低能耗的一種方式，我們在中學(xué)時學(xué)習(xí)過物理，在實(shí)驗(yàn)中我們可以發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線的橫截面積、長度和材料都會對電阻的大小產(chǎn)生影響，所以我們在選擇導(dǎo)線時，要選擇電導(dǎo)率小的材料，還要盡可能地縮短供電距離，這樣可以達(dá)到降低能耗和損失的目的。

3.2化配電方案，采用變壓器節(jié)能

選擇好最優(yōu)的方案。在做好科學(xué)分析和全面搞清楚情況的基礎(chǔ)上，依據(jù)經(jīng)濟(jì)性和合理性的指標(biāo)要求，以電氣節(jié)能方面的角度考慮最優(yōu)化的設(shè)計(jì)和選擇相應(yīng)的配電方案。為了能夠減少更多的線損，同時降低電氣方面的投資，可以采用一些公用變壓器等方式，這樣就可以取得更加明顯的節(jié)能效果。比如，市政路燈照明的箱式變壓器，使用頻率較高，其可以設(shè)置成專用的變壓器，以便能夠達(dá)到減少所有電氣系統(tǒng)的變壓器的總體容量這一目的；采取節(jié)能變壓器的節(jié)能措施，因?yàn)槭姓姎馐且豁?xiàng)龐大的系統(tǒng)，耗電量較高，如果能夠根據(jù)每項(xiàng)設(shè)施的運(yùn)行特點(diǎn)而有針對性的選擇節(jié)能變壓器，可以明顯地降低許多電能方面的損耗，。另外要科學(xué)地確定所用變壓器的基本容量，并將變壓器的負(fù)載率有效地控制在0.3-0.85區(qū)間，同時盡量降低諧波的含量，加大變壓器的功率。

3.3做好線路設(shè)計(jì)，減少線路損耗

在進(jìn)行設(shè)計(jì)線路的時候，要根據(jù)實(shí)際的需求來確定最佳導(dǎo)線的截面，并且根據(jù)年度的最小費(fèi)用來設(shè)計(jì)當(dāng)前所需電流的經(jīng)濟(jì)密度。所謂最佳導(dǎo)體截面就是電纜的初始成本和能耗成本之和達(dá)到最少時的截面。例如：一根截面為3x16mm2的銅芯電纜，額定運(yùn)行電流為104A，線路阻抗約為1.1mΩ/m，線路長度為100m，則線路損耗約為3.6kW，如果按電費(fèi)為0.4元/kWh、年運(yùn)行小時為330天計(jì)算，那么每年線路損耗的費(fèi)用約為11400元；如果其他條件不變，只將電纜截面換成3x35mm2的.那么線路損耗及費(fèi)用分別約為1.65kW和5200元，可見適當(dāng)增加電纜截面積，損耗和費(fèi)用降低了一多半。電纜由16mm2增至35mm2所需的購買電纜的費(fèi)用和安裝電纜的費(fèi)用不會有太大的差別。

選擇那些電導(dǎo)率比較小的導(dǎo)線材料，通常是用銅芯導(dǎo)線作為首要選擇。在實(shí)際的操作過程中，應(yīng)當(dāng)按照不同類別的用電性質(zhì)來選擇不同的導(dǎo)線材料，比如一、二類用電地區(qū)用電負(fù)荷較大，可以采用銅芯電纜穿管或沿地下電力隧道敷設(shè)的形式，既美觀又可以減少線路損耗；由于三類地區(qū)的用電負(fù)荷比較小，所以可以選擇鋁芯類導(dǎo)線以架空的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。另外采取直線類型的線路設(shè)計(jì)，做到盡量減少迂回。倘若線路比較遠(yuǎn)，那么應(yīng)當(dāng)適當(dāng)選用那些略大一級的那類導(dǎo)線。雖然這樣可能會增加導(dǎo)線的費(fèi)用，但從長遠(yuǎn)的角度來看，可以很好地減少電能的消耗，并且也會有良好經(jīng)濟(jì)效益。

3.4做好照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

3.4.1選用節(jié)能型燈具

照明系統(tǒng)是市政電氣系統(tǒng)中的重要組成部分，在電能消耗中占據(jù)較大的比例，比如路燈和夜景亮化工程等，所以對照明系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)會有效的降低能源消耗。傳統(tǒng)的照明燈具電能的消耗量較大，所以應(yīng)該選擇節(jié)能型照明燈具，比如LED燈、電磁燈等，節(jié)能型燈具不僅能源消耗低，發(fā)光率高，并且使用壽命長，具有較好的照明效果，所以是照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的重要途徑。在條件允許的情況下，在燈具安裝時，選用可調(diào)光開關(guān)，能夠根據(jù)實(shí)際情況，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整照明效果，從而最大限度的實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

3.4.2改變照明控制

改變照明控制是照明系統(tǒng)節(jié)能的一項(xiàng)重要措施，可以有效的節(jié)約能源，避免無謂的浪費(fèi)，并且提高照明效率，降低運(yùn)行維護(hù)成本。比如根據(jù)季節(jié)的不同，對于市政路燈照明系統(tǒng)的時間可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，在夏季白天時間較長，市政路燈照明可以延遲啟動，而在冬季白天時間較短，可以提前開啟市政路燈照明系統(tǒng)，可以有效的避免電能的浪費(fèi)。還可以使用智能照明控制系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際照明需求，對光線的強(qiáng)度和照明時間進(jìn)行控制，根據(jù)環(huán)境的不同，精確控制光照強(qiáng)度，可以達(dá)到良好的照明效果，并且達(dá)到節(jié)能的目的。

3.5在公共場所使用高效能源

在節(jié)能設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，照明設(shè)計(jì)是起著重要作用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在照明設(shè)計(jì)當(dāng)中加入一些節(jié)能設(shè)計(jì)，這樣可以加強(qiáng)人們的節(jié)能意識，還可以起到很好的節(jié)能效果。高效能源就是節(jié)能設(shè)計(jì)的新型產(chǎn)物，相比于普通的照明設(shè)備，它的優(yōu)點(diǎn)是更加明亮且耐用，而且還能節(jié)省能源，所以將高效能源普遍應(yīng)用于公共場所，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能的一項(xiàng)重要舉措。

3.6盡可能提升供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)

提高供配電系統(tǒng)功率因數(shù)的提升，可在電氣節(jié)能上得到顯著效果。若想提升自然功率因數(shù)，可通過異步電機(jī)、同步電動機(jī)或可實(shí)現(xiàn)電力變壓器輕載運(yùn)行的方式來解決。無功功率的人工補(bǔ)償中，設(shè)計(jì)人員還需在使用高低壓柜集中與分散就地補(bǔ)償?shù)姆绞?。此外，在設(shè)計(jì)過程中，盡可能選用三相負(fù)荷，以達(dá)到平衡的目的，提升用電設(shè)備的功率因數(shù)，運(yùn)用合理的容量和地點(diǎn)加以無功補(bǔ)償。

3.7注重新能源的開發(fā)與利用

在市政電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中，開發(fā)新能源是重要的節(jié)能措施，通過新能源的開發(fā)與利用，可以有效的降低能源消耗，并且有利于環(huán)境保護(hù)，真正的實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。新能源的開發(fā)利用已經(jīng)成為我國能源發(fā)展的主要方向，新能源也可以稱之為清潔能源，這是一種可以持續(xù)利用的能源。我國的日照資源比較豐富，所以可以充分的利用這一優(yōu)勢進(jìn)行太陽能的開發(fā)利用，比如太陽能發(fā)電、太陽能供熱和太陽能熱水器等，主要是通過合理的布局和設(shè)計(jì)，利用太陽光的照射，將其轉(zhuǎn)化為需要的能源，并且進(jìn)行儲存，最終應(yīng)用于市政電氣設(shè)計(jì)中。在有些地區(qū)還可以利用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電，比如路燈的節(jié)能設(shè)計(jì)，既可以利用風(fēng)能，又能夠利用太陽能，在路燈桿進(jìn)行風(fēng)能和太陽能裝置設(shè)計(jì)，在白天將風(fēng)能和太陽能轉(zhuǎn)化為電能儲存在裝置內(nèi)部，在夜間將這些電能用于照明，可大大的降低能源消耗。近些年在全國各地的一些大型公園及部分農(nóng)村地區(qū)已經(jīng)逐步開始使用了儲能式太陽能路燈，它可以根據(jù)一天內(nèi)的天空自然亮度和人們處于各種環(huán)境下需要的亮度來自動調(diào)節(jié)燈的亮度，它的優(yōu)點(diǎn)是：節(jié)能、安全、環(huán)保、耐用、科技含量高、維護(hù)費(fèi)用低、安裝組件積木化、供電自主靈活。

3.8有源濾波器的使用

電氣設(shè)備在運(yùn)行過程當(dāng)中，無法避免的會出現(xiàn)諧波，它會使電氣設(shè)備的質(zhì)量受損，而且如果諧波高頻作用在電網(wǎng)上，會使電壓不穩(wěn)定，影響正常供電和電氣設(shè)備的運(yùn)行。此外，諧波會削減電機(jī)的壽命。如果能運(yùn)用有源濾波器就會有效地避免這些情況的發(fā)生，雖然它的價格相對較高，但是它的效果也是更為明顯。所以有源濾波器的使用是很有必要性的。

3.9供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

在一般大型市政工程項(xiàng)目中，負(fù)荷等級通常為二級。因此，可靠的供電系統(tǒng)是保證項(xiàng)目運(yùn)行的基本保障。其供配電系統(tǒng)的節(jié)能措施，應(yīng)靈活考慮布置變電站。將變電站盡量布置在靠近負(fù)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(fù)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(guān)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(yīng)根據(jù)負(fù)荷容量及分布情況，對負(fù)荷進(jìn)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(jì)角度根據(jù)年投資和年運(yùn)行費(fèi)用，選取負(fù)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(fù)荷率在30%～75%時，是經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)，負(fù)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(yùn)行，以達(dá)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(shè)計(jì)中，也應(yīng)當(dāng)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(hù)，可降低電能損失，提高配電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

另外，功率因數(shù)是評價配電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要標(biāo)志之一，大量的無功電能消耗設(shè)備使用效率。因此，合理的使用無功補(bǔ)償裝置，如動態(tài)補(bǔ)償無功裝置，可以提高功率因數(shù)達(dá)到節(jié)能目的。

結(jié)語：

而今我們國家人民的生活水日益提高，人們生活也越來越離不開電能，但是我們國家的現(xiàn)狀是電能的消耗和浪費(fèi)現(xiàn)象比較嚴(yán)重，如果不對這個問題加以解決，那么可能未來在供電方面會出現(xiàn)癱瘓，影響人們的正常生活。所以我們國家一定要重視對電氣自動化的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的研究，以此來讓人們的生活更加有保障。

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