水利工程电气节能设计问题与思考

安运涛

【摘要】水利工程电气节能是水利建筑节能的一个组成部分，电气节能设计已成为电气设计重要内容。在这种背景下，本文重点从自动电源技术的应用着手，分别探讨了水利工程智能电气设备的布署与设计与有效应用云端智能电气设备两大设计方面的问题与思考。

【关键词】水利工程；电气节能；智能电器设备；云端技术

当前自动电源技术已经成为电气节能设计的最主流技术，而这种技术在水利工程中也有着十分广泛的应用。自动电源切换开关技术是将整个电气设备的负载线路由一条主要电源，切换至另一备份电源的电源回路切换装置，当电气设备遇到主电源断电或供电不稳定时，能立即继续使用备份电源使负载得以正常运作。

一、水利工程智能电气设备的布署与设计

水利工程智能电气设备的布署与设计中，必须考虑几个重要问题，包括空间规划、空调规划、电力规划、安全规划、与环控规划。

（一）空间规划

应采用高密度模块化装置、并按应用分区规划。高密度模块化装置以弹性与效能为最大的考虑，可以增加使用能耗，并使扩容性增加，提升设备效率。模块化装置可以让装置的速度增快，并符合可随时扩充容量的需求，使更容易维修和管理。按照应用分区规划的不同，设备所配置的应用、特性、需求等也不同，因而应分为IT Cloud、RD Thin Client、ERP、网络通信等区，再搭配模块化基础设施，从而能够更好实现各区的工作负载状态，对设备耗能进行自动调节。

（二）空调规划

对于水利工程电气设备而言，保持智能恒溫、智能恒湿是提升设备节能效率的关键所在。可根据电气设备运行所需温度环境为电气设备设置一组温度范围，当电气设备内温度超出这个范围时便会自动启动散热或加热单元工作。也可以根据设备运行时所需要的湿度环境为电气设备设置湿度上限值，当电气设备内湿度超出这个范围时便会自动启动除湿单元工作。

（三）电力规划

这是属于全方位的电源规划与管理工作。设计过程中，应考虑供电检测与安全性原则。电气设备内部安装有供电监控单元，监测电气设备内供电系统的电流、电压，并实时在屏幕上显示电流、电压值供使用者分析。

（四）安全规划

这也即是门禁及柜门状态监控系统。设计中，可以通过生物识别的门禁系统可以更有效掌控人员的进出，尤其是施工人员的管制。而配合数据中心的空间区隔，门禁系统也进行分区分层分级授权，不同的身份依授权仅能进入特定区域。另外，数据中心最重要的安全设施便是消防系统。

（五）环控规划

目的在于进行整合式机房环境管理，实现远程集中监视、控制。安装在不同位置的几台至数百台电气设备的环境与动力系统参数可以通过网络集中显示在一台远程计算机上，远程计算机即可以是windows 平台也可以是unix 平台。操作人员通过这台计算机在办公室即可以实现对分布于工地的电气设备系统进行监控。通过整合式机房环境管理来实现实时侦测、实时反应电气设备内的环境参数，时时监控、优化运行并整合各项环境参数并实时反应事件给中央监测站，最后让数据中心管理系统来分析数据、优化运行并提供业者参考决策以掌握趋势。

（六）其它规划

包括施工现场的夜间照明、烟雾探测、开门自动照明、电话或短信报警、动态标识等。并采LED 照明灯具、变频器、可编程逻辑控制器（PLC）、人机接口（HMI）等设备，以达到节省用电、自动化、可视觉化管理的数据中心。

二、有效应用云端智能电气设备

随着服务器整并（consolidation）及虚拟化 （virtualization）展，高密度电气设备在水利工程中获得了越来越普遍的应用。目前水利工程建设中的电气设备逐步走向模块化、集成灵活化，并涵盖高管理度、高效节能、高可靠度三个主要特征。一是模块化与集成灵活。组件与系统采模块化设计，施工与维修容易，设备再利用率高，可随需扩容，提高可用性，免去重复投资的成本。高度集成能提供随插即用的基础建设解决方案，可迅速在临时办公室、会议中心布建资料中心，缩短上线时程；同时可按需求配置、随需扩容，降低不必要之初期投资，并提高使用效率。二是高管理度。中央环境管理系统，让网管人员全方位掌控机房环境、安全与能耗状态，确保运行无虞，同时提供完整的机房运作报告，简单明了，并可做为日后电气使用的最佳化的依据。三是高效节能与高可靠度。许多水利施工的电气设备在白天有大量的需求，但到了晚上，几乎没什么需求，造成设备的效率降低。高能效比的供配电及空调系统，具备整合控制，确保电气设备在高效能的状态下运行，降低运行成本，提高企业竞争力。

为确保云端技术更好的应用到水利工程建设中，满足自动化服务器采用的需求，并协助施工单位减少初期投资的浪费，降低总持有成本，电气设备模块使用应涵盖如下四部份。一是电源系统：也即不断电系统（UPS），模块化设计可弹性部署、随时扩充，有效降低企业的初期装置成本；高效率的设计，不仅大幅降低企业成本，并能符合绿色节能的的环保新概念。加上可热插拔的设计，可快速检修及维护，确保资料中心的高可用性。二是电气设备及配件：良好的散热效果，可减少局部热点发生，更符合高密度电气设备使用的需求。三是精密空调：采RowCool 电气设备式精密空调，可针对数据中心高热区域部署，解决数据中心常见的热源分布不均匀及热点问题。四是环境管理与整合：环境管理系统，搭配中央监测站以及环境监测器，可让管理人员随时掌握资料中心的最新状况，包括：UPS、PDU 及精密空调的运转情形、用电量、监视器画面、现场温、湿度及门禁系统。各种可能发生的灾害或入侵，通过简讯、App 或e-mail 提出预警及警示。

总体而言，水利工程电气节能设计的关键在于配置自动电源技术，该技术常用于需要稳定供电的电气设备与建设施工中，并提供不中断的云端服务系统，通过受内部智能控制板来做有效率的智能电源管理，从而提升电气设备的节能水平。

参考文献

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