鄧大龍 趙士鵬 張丹

摘?要：社會的快速發(fā)展加大了對各類資源和能源的需求，使社會范圍內(nèi)的資源和能源供給問題日益突出?？焖侔l(fā)展的經(jīng)濟和資源、能源應(yīng)用的不平衡引起了廣泛的重視，社會經(jīng)濟發(fā)展也逐漸從追求速度轉(zhuǎn)變到追求綠色的可持續(xù)發(fā)展。因此，要求水利水電工程在發(fā)展建設(shè)過程中需要采取一種低碳環(huán)保的電氣使用節(jié)能方式，從而確保水利水電工程更加符合可持續(xù)發(fā)展需求。

關(guān)鍵詞：水利工程;電氣節(jié)能;原則

一、 電氣節(jié)能設(shè)計的基本原則

（一）應(yīng)滿足基本的功能需求

在進(jìn)行電氣節(jié)能設(shè)計時，制訂與設(shè)計的方案應(yīng)充分滿足工程的基本功能與需求。比如，設(shè)計人員在對電動機進(jìn)行選擇時，應(yīng)先考慮是否可以滿足實際的工作需求，再去考慮其是否可以節(jié)能降耗;如果它無法滿足正常的工作需求，其所具有的節(jié)能功能就缺乏相應(yīng)的實際價值與意義。因此，在對工程進(jìn)行設(shè)計時，必須優(yōu)先考慮是否可以滿足基本的功能與需求。

（二）經(jīng)濟性原則

節(jié)能的主要目的就是降低經(jīng)濟方面的投入。因此，節(jié)能的設(shè)計階段必須要確保其科學(xué)性和合理性。節(jié)能設(shè)計工作者，必須保證節(jié)能編制計劃的可行性，利用項目節(jié)能設(shè)計的形式達(dá)到節(jié)能目的，不可以僅僅為了節(jié)能去節(jié)能，導(dǎo)致設(shè)計出的工程不符合標(biāo)準(zhǔn)，將會促使產(chǎn)生更大的投入成本。

二、 水利工程電氣節(jié)能設(shè)計

（一）水利工程供配電節(jié)能設(shè)計

在進(jìn)行水利工程供配電設(shè)計過程當(dāng)中，首先要確定項目的負(fù)荷等級，明確負(fù)荷分布及負(fù)荷容量等，根據(jù)這些內(nèi)容以及用電設(shè)備特點進(jìn)行供配電方案的詳細(xì)設(shè)計，保證在滿足正常功能的前提下，實現(xiàn)有效的能源節(jié)約，同時也降低生產(chǎn)過程當(dāng)中能源的損耗。在設(shè)計中主要考慮以下幾點：（1）在進(jìn)行供配電系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)確保簡單可靠的原則，設(shè)備的過度或者是系統(tǒng)的復(fù)雜，就有可能會造成電能無必要的損耗。所以設(shè)計簡單可靠的供配電系統(tǒng)能夠有效降低電能的損耗，比如用電設(shè)備較多的水電站，很多設(shè)備電壓等級有不同的選擇，在設(shè)計時應(yīng)盡量減少不同的電壓等級，系統(tǒng)及設(shè)備方面得到簡化，減小系統(tǒng)的復(fù)雜性，避免多級供電造成的變電設(shè)備損耗以達(dá)到節(jié)能效果;（2）在進(jìn)行整體系統(tǒng)設(shè)計時，各負(fù)荷盡量靠近供配電設(shè)備布置，合理安排電纜走向，避免由于線路過長而造成的損耗。對于供配電設(shè)計中的電纜的選擇，除了要根據(jù)載流量、壓降等技術(shù)要求選擇合理的電纜截面以外，還要考慮降損、節(jié)約有色金屬等方面;（3）根據(jù)設(shè)計的供配電系統(tǒng)用電設(shè)備的負(fù)荷量，科學(xué)合理地進(jìn)行變壓器的選擇，對變壓器的容量及臺數(shù)等進(jìn)行優(yōu)化，使之能夠經(jīng)濟靈活的投切運行，保證變壓器在正常工作過程當(dāng)中具有良好的工作狀態(tài)。

（二）水利工程機電設(shè)備節(jié)能設(shè)計

1. 變壓器選擇

變壓器在水利水電工程輸配電耗能中占據(jù)較大的比例，總體耗能較大。為此，水利水電工程的節(jié)能設(shè)計需要科學(xué)設(shè)計和優(yōu)化變壓器的參數(shù)。在變壓器生產(chǎn)工藝和制造水平的不斷提升下，變壓器的性能參數(shù)也得到了改善。在整個水利水電工程中，人們開始選擇應(yīng)用低能耗系列變壓器，并在滿足水電站用電需求和最大負(fù)荷要求的基礎(chǔ)上優(yōu)化變壓器的運行方式。在技術(shù)的發(fā)展支持下變壓器的結(jié)構(gòu)也變得更加合理，使用的材料也不斷改善，節(jié)能變壓器成為一種流行的應(yīng)用型號。現(xiàn)階段，應(yīng)用最為廣泛的變壓器型號是S11變壓器，和之前的S9型號變壓器相比，負(fù)載荷載損耗基本相同，但是空載損耗基本上降低了75%左右。且這個型號的變壓器和以往型號的變壓器相比具備自身重量小、噪聲低、使用效率高的良好效果。

2. 電動機選擇

水利工程中通風(fēng)空調(diào)控制系統(tǒng)、機組輔助系統(tǒng)、閘門啟閉機控制系統(tǒng)，水泵控制系統(tǒng)等，控制對象主要為電動機，電動機是直接的大容量耗能設(shè)備，為了使電動節(jié)能降耗，必須優(yōu)化控制系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備選型。電動機選擇應(yīng)提高電動機功率因素，降低無功損耗，選用高效率電動機，并且應(yīng)合理選擇電動機啟動方式。對功率較大的電動機可以采用變頻調(diào)速器，可提高電機在輕載時的效率，達(dá)到節(jié)能的目的，但設(shè)備價格偏高，在應(yīng)用中受到一定的限制。另一種節(jié)能方式是采用軟啟動器，它啟動平穩(wěn)，啟動電流不超過3倍，可保證電網(wǎng)電壓的波動在規(guī)范要求的范圍內(nèi)，同樣達(dá)到節(jié)能的目的。

（三）照明設(shè)計

1. 合理利用自然光

在進(jìn)行水利工程設(shè)計時，需根據(jù)實際的地理、地質(zhì)情況，做出最為科學(xué)、合理的水利工程方案與規(guī)劃;其中最為關(guān)鍵的一點在于，應(yīng)充分、全面地對當(dāng)?shù)氐牡匦?、地質(zhì)等因素進(jìn)行研究與利用。而進(jìn)行照明節(jié)能系統(tǒng)的設(shè)計也應(yīng)遵循這一原則，根據(jù)實際的照明情況，充分發(fā)揮自然光的作用，借此達(dá)到降低能耗、節(jié)約資源的目的。因此，設(shè)計人員應(yīng)在充分利用自然采光，并滿足照明需求的同時，最大限度控制電能照明設(shè)備的應(yīng)用。

2. 選擇高效光源進(jìn)行應(yīng)用

選用高效的照明器材可謂電氣節(jié)能設(shè)計的基礎(chǔ)。根據(jù)工作場所的要求，需要選用控光性能合理，反射系數(shù)高，透射系數(shù)合理，控光性能過管的燈具。在目前的技術(shù)條件下，選擇緊湊型熒光燈逐漸取代傳統(tǒng)的白熾燈，可以節(jié)省電力資源達(dá)到七成以上。目前已經(jīng)運用得極為廣泛。運用低耗能鎮(zhèn)流器，如電子鎮(zhèn)流器，取代傳統(tǒng)電感鎮(zhèn)流器，對于電力的節(jié)省也是非常明顯的。

三、 結(jié)語

綜上所述，作為現(xiàn)階段工程建設(shè)中的重要內(nèi)容，水利工程的電氣節(jié)能設(shè)計是極為重要的。因此，電氣設(shè)計工作人員應(yīng)做好全面、充分的準(zhǔn)備工作，再進(jìn)行電氣節(jié)能設(shè)計;同時，需從安全性、穩(wěn)定性以及可靠性等方面著手，選擇低能耗的設(shè)備與設(shè)施，從而實現(xiàn)降低能耗的設(shè)計目標(biāo)，促進(jìn)經(jīng)濟效益的全面提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅利磊.淺議水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計[J].建材與裝飾，2017（30）.

作者簡介：鄧大龍，趙士鵬，張丹，天津市水利勘測設(shè)計院。