关于水利水电工程中电气节能设计的应用分析

何克拉

【摘要】近年来，电气节能技术不断取得新的进步，随着电气节能技术在水利水电工程中的应用，水利水电工程中的能源消耗持续降低，对能源的节约做出了十分突出的贡献，但是目前水利水电工程中电气节能设计还存在诸多问题，本文就水利水电工程中电气节能设计存在的问题进行了分析，对水利水电工程电气节能设计应用提出了一些观点和看法。

【关键词】水利水电；电气节能设计；应用

前言

在我国经济取得快速发展的同时，能源供需矛盾也逐步显现出来，绿色可持续发展是十三五规划中的重要内容之一，企业发展必须摆脱高能耗的代价，水利水电作为现代能源的重要组成部分，如何节能降耗是水利水电企业热切关注的问题，以往水利水电工程中的电气设计没有针对节能降耗进行专门研究，随着电力需求的不断增加，随着对节能降耗重视程度的提高，水利水电工程中的电气节能问题受到重视。如何在当前新形势下做好电气节能设计，为节能降耗提供有力保障是电气节能技术设计面临的重大课题。

1、水利水电工程中电气节能设计存在的问题

水利水电工程中的电气节能设计存在的问题诸多，首先，关于水利水电工程中电气节能设计的规章制度不够细致，没有体系完善的节能规定。企业是以利益为首要目标的集体，当没有明确节能规章制度约束时，企业一般会将经济效益放到首位。目前水利水电工程中电气节能设计缺乏制度规范，因此水利水电工程的电气节能设计都是从企业自身效益角度出发，电气节能设计的质量参差不齐。其次，我国水利水电工程中使用的电气节能设备性能落后，由于一些先进的电气节能设备费用昂贵，很多公司管理层对于先进电气节能产品望而生畏，部分企业出于节约费用考虑会采用性能差的电器产品，但是性能差的电气设备只能是增加电能的耗费。最后，电气设计人员节能意识不足，在工程设计过程中部分设计人员片面追求经济效益，没有全局规划工程布局，在设备投用后常出现设备运行状况不良的情况，电气设备的不正常运行或损坏对节能降耗只能起到负作用。

2、水利水电工程中电气节能设计的原则

水利水电工程中的节能设计应该遵循满足工程设计功能、技术节能环保、经济效益高的设计原则，不能以降低水利水电工程功能作为节能的代价。满足工程设计功能是指电气设备的选型应该合理，例如在电动机选型时功率必须满足需求，如果电动机的功率无法支持系统正常运行，那么考虑节能是没有实际意义的。技术节能环保是指在电气节能设计时应该结合实际情况设计电气方案，不仅对设备有节能要求，对设计方案也要有节能要求，例如在选取变压器时首先要选取高品质的变压器，然后结合实际负载和频率要求进行综合设计。经济效益高是指在实际设计中也不可单纯的以节能至上，要綜合分析实际效益，例如在选择变压器时如果直接选择节能等级最高、价格最昂贵的变压器，没有结合实际需求，若在实际运行中根本不需要如此高等级的变压器，那么这从某些角度考虑也是不节能的一种表现。

3、水利水电工程中电气节能的应用

3.1 选用适合的节能变压器

变压器是输变电中能耗较多的设备之一，目前使用中的变压器总能耗占总发电量的百分之十左右，如果变压器的能耗能够降低则每年将可以节约非常多的电量。变压器的能耗主要集中在负载损耗和空载损耗上，空载损耗主要是由变压器本身决定，具体来说是由变压器铁芯材料和变压器的结构决定，负载损耗主要由导体的横截面积和线圈的材质决定。随着技术的不断进步，节能型变压器得到了快速发展，选用非晶合金作为铁芯的变压器能耗可以降低五分之四。节能变压器具有效率高、噪音低、重量轻、损耗低、节能、抗冲击等明显优势，因此变压器选型应在满足工程设计前提下选用节能型变压器。

3.2 供配电系统的合理设计

供配电系统的设计应该根据负荷等级、负荷分布进行合理设计，使电力系统运行在最佳状态，这样可以减少电力系统运行过程中产生的损耗，有利于电力系统的高效、安全运行，有利于电力系统的节能降耗。第一，供配电系统的设计应该简洁实用，电压等级相同的供电系统变配电级数应该控制在两级内，减少由于变电级数过多造成的多余损耗。第二，供电电压等级选择要合理，在实际运行中供电电压等级越高损耗越小，水利水电工程中使用的主机容量十分庞大，因此应该尽量选择供电电压等级高的电机。第三，根据实际负荷的情况合理选择变压器的数量及容量，变压器的接线方式应该可以满足负荷变动的影响，按照经济合理的原则切换变压器的使用，使系统运行在最佳状态，减少损耗。第四，选择横截面积合适，材质合适的电缆，在满足电流输送的前提下选择合适的输电电缆，减少在电能输送过程中的损耗。第五，根据实际情况合理提高电力系统的功率因数，当电力系统在运行中出现自然功率因数无法满足电网接入要求时，可以采取无功功率补偿的措施提高功率因素，这样可以减少变压器及电路的损耗。第六，机电设备布局安排要合理，一些对散热要求高的设备应该放置于通风状况良好的位置，通过使用自然通风减少机械通风的能耗，变压器间等热量产生多的房间应该与需要保持低温的房间之间采用隔热措施。

3.3 设计合理的辅助设备控制系统

辅助设备控制系统一般包括：闸门启闭机控制系统、公用控制系统、机组辅助系统、通风空调控制系统。该系统的直接控制对象是电动机，而电动机是水利水电工程中耗能最多的设备之一，为了让电动机合理运行降低耗能，需要设计合理的控制系统和选用合适的控制设备。可以考虑在上述辅助设备控制系统中采用变频器启动或者软启动，这样可以有效的改善电机启动时的运行特征，电机的启动电流会大大降低，有利于减小电机启动电流对电网的冲击，有利于节能降耗。

3.4 节能照明设备的合理设计

照明设备的节能设计要以不降低作业的光照需求、不降低照明质量为前提，选用高效光源以减少照明系统的电能损耗。高效照明设备主要是光源高效，高效光源具有显著的特点，其发光效率高、启动快捷方便、使用寿命长、性价比高，根据不同位置的光源要求选择适用的光源将有利于能源的节约。

一般可以考虑以下几种措施：第一，充分利用自然光，自然光是清洁无损耗的光源，在水利水电设计时应该充分考虑自然光的应用，将自然光与室内照明设备相配合。第二，选择高效、寿命长、效率高的照明灯，在庞大的水利工程里面包含众多的车间、控制室，应该根据具体场合选择照明灯，在众多的控制室内可以使用荧光灯，在车间可以考虑采用高频无极荧光灯，在灯具的安装位置较低的地方采用荧光灯，在灯具安装位置较高的地方应该选用金卤灯或者高压钠灯，在灯具位置维护不方便的位置应该选择高频无极荧光灯。

在照明设备的节能设计中应该根据水利水电工程不同位置对色温、照明度及显示指数选择不同的照明设备，合理的节能照明设备不仅可以节能降耗，更能够有效的传达节能降耗的理念，有利于提高作业人员的工作效率和工作质量。

4、针对水利水电设计人员采取的措施

合理的电力系统设计是节能的前提，提高水利水电工程的电气节能效果要靠优秀的电力系统设计，优秀的电力系统设计需要优秀的设计人员，因此需要全面把关，提高人员的综合素质，提高设计的团队的综合实力，提升设计人员的设计能力，因此应该做好设计人员的激励措施、培训措施、绩效评估措施，考虑引进精英设计人员。另外，要做好前期资料收集工作，详细的资料有利于设计人员做出更合理的设计。

结语：

水利水电工程中的电气节能是一项重要内容，设计人员应该结合实际情况，综合考虑节能性、经济性、安全性、可靠性，合理选择电气设备，科学配置电力系统设施，优化电力系统设计方案，为水利水电系统的节能做出新的贡献。

参考文献：

[1]卢飞；关于水利工程电气节能设计的问题探讨[J]；中国科技投资；2014年26期

[2]张金凤；刍议水利工程电气节能设计[J]；科技信息（科学教研）；2014年35期

[3]黄杰维；水电工程电气节能设计探讨[J]；机电信息；2014年03期

[4]卢飞；关于水利工程电气节能设计的问题探讨[J]；中国科技投资；2015年06期