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        水利工程電氣節(jié)能設計探究

        2020-03-01 20:44:40
        綠色環(huán)保建材 2020年1期
        關鍵詞:供配電光源電動機

        沈 靜

        上海戎合城市規(guī)劃設計有限公司

        1 引言

        隨著當前社會的不斷發(fā)展,能源的節(jié)約、高效利用也已經(jīng)成為當前社會發(fā)展主題之一。水利水電行業(yè)在發(fā)展過程當中正在轉(zhuǎn)變自身的發(fā)展觀念,加大對新技術開發(fā)及應用的投入,落實科學合理、節(jié)能降耗的設計思路。

        2 水利工程產(chǎn)生電能浪費的主要原因

        (1)相關制度規(guī)章有待健全。在水利工程電氣節(jié)能設計過程當中,經(jīng)常會出現(xiàn)規(guī)范性不足、統(tǒng)一性差的文件,以及一些時間較早的規(guī)范等等。(2)水利工程節(jié)能產(chǎn)品應用相對滯后。從當前水利工程的施工建設情況來看,存在資金投入及管理不到位,導致在實際采購及安裝過程中產(chǎn)品降低了標準的情況。(3)設計人員認識不夠到位。伴隨著水利工程的發(fā)展,還有一些設計人員還沒有轉(zhuǎn)變思想,僅重視施工的需要與利益,忽視節(jié)能設計,造成能源的浪費。因此作為從業(yè)設計人員,需在設計中重視節(jié)能,將節(jié)能落到實處。

        3 水利工程供配電節(jié)能設計

        在進行水利工程供配電設計過程當中,首先要確定項目的負荷等級,明確負荷分布及負荷容量等,根據(jù)這些內(nèi)容以及用電設備特點進行供配電方案的詳細設計,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)過程當中能源的損耗。在設計中主要考慮以下幾點:(1)在進行供配電系統(tǒng)設計時,應確保簡單可靠的原則,設備的過度或者是系統(tǒng)的復雜,就有可能會造成電能無必要的損耗。所以設計簡單可靠的供配電系統(tǒng)能夠有效降低電能的損耗,比如用電設備較多的水電站,很多設備電壓等級有不同的選擇,在設計時應盡量減少不同的電壓等級,系統(tǒng)及設備方面得到簡化,減小系統(tǒng)的復雜性,避免多級供電造成的變電設備損耗以達到節(jié)能效果。(2)在進行整體系統(tǒng)設計時,各負荷盡量靠近供配電設備布置,合理安排電纜走向,避免由于線路過長而造成的損耗。對于供配電設計中的電纜的選擇,除了要根據(jù)載流量、壓降等技術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)設計的供配電系統(tǒng)用電設備的負荷量,科學合理地進行變壓器的選擇,對變壓器的容量及臺數(shù)等進行優(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中具有良好的工作狀態(tài)。(4)提高功率因數(shù)。我國電網(wǎng)對用戶接入時的功率因數(shù)是有規(guī)定的,一般為0.85 或0.9 以上,這也是我國電網(wǎng)對電能節(jié)能降耗的明確要求。因為很多用電設備,如變壓器、電動機等,會在運行中產(chǎn)生無功電流,功率因數(shù)達不到電網(wǎng)要求,造成線路的損耗,因此我們在設計中,應安裝無功補償裝置,有效對無功電流進行處理,不僅能夠有效降低無功功率損耗,同時也能夠提高電氣設備的有功出力,達到節(jié)能目的。(5)合理選擇供電電壓。一般來說電壓越高其損耗越小,所以對于一些負荷較大的設備,如水利工程里的大功率泵組、水力發(fā)電機等,盡量采用高壓供電方案。

        4 水利工程機電設備節(jié)能設計

        選擇環(huán)保節(jié)能型電力設備,從根本上解決節(jié)能問題。在水利工程電氣節(jié)能設計中,最需要合理選擇的機電設備主要為變壓器與電動機。

        4.1 變壓器選擇

        在輸變電環(huán)節(jié)中,選擇合適的變壓器是一種很好的節(jié)能方法。以往傳統(tǒng)的變壓器在電能傳輸上會浪費大量的電力能源。因此選用節(jié)能型變壓器便尤為重要。節(jié)能變壓器不僅能夠節(jié)約能源,并且其在空載損耗降低、噪音改善等方面都有所提高。隨著材料技術的不斷發(fā)展,以及變壓器結(jié)構的不斷改進,節(jié)能型變壓器發(fā)展很快,因此,應在水利水電工程設計中使用低損耗節(jié)能型變壓器,以達到節(jié)能目的。

        4.2 電動機選擇

        水利工程中通風空調(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備,為了使電動節(jié)能降耗,必須優(yōu)化控制系統(tǒng)設計和設備選型。

        電動機選擇應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,達到節(jié)能的目的,但設備價格偏高,在應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),同樣達到節(jié)能的目的。

        5 水利過程電氣照明節(jié)能設計

        在進行照明節(jié)能設計過程當中,除了要考慮照明的視覺效果,也一定要考慮到照明的節(jié)能效果。要根據(jù)相關規(guī)范以及現(xiàn)場工作要求,合理設計照明方案。電氣照明設計主要以下幾點。

        5.1 合理利用自然光

        當前在自然界中仍然有很多能源,并沒有充分應用,自然光就屬于其中一種。所以在進行水利工程電氣照明節(jié)能設計時,應配合結(jié)構設計充分合理地利用自然光,減少人工照明的布置及使用時間,有效節(jié)約人工照明電能。

        5.2 照明設計應選擇高效光源

        光源的節(jié)能效果取決于所采用光源自身的發(fā)光效率,在進行照明設計時,應根據(jù)使用場所選擇高效節(jié)能光源,比如現(xiàn)階段節(jié)能效果明顯的LED 光源,因為其發(fā)光效率高、顯色性好、啟動方便等優(yōu)點,已漸漸成為主流。

        5.3 采用高效節(jié)能的照明燈具

        選用具有節(jié)能效應的照明燈具??茖W合理的燈具能夠有效實現(xiàn)光源的合理分配,光通量維持率高。優(yōu)質(zhì)高效的照明燈具可以更好地實現(xiàn)節(jié)能效果。

        6 結(jié)語

        綜上所述,水利工程中的節(jié)能設計潛能是無可限量的,節(jié)能設計可以貫穿整個水利公共的科研、設計、施工、建設以及后期維護等階段。作為電氣設計人員應重視電氣節(jié)能,在設計中不斷優(yōu)化自己的方案,從設計的安全性、可靠性、經(jīng)濟性等原則進行綜合考慮,選擇既滿足工程要求又能最大限度節(jié)省能源的方案。

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