水利水电工程电气节能设计研究

鲁鹏

【摘要】最近几年，因为我国市场发生了巨大的改变，加快了发展的脚步，促使经济提高和能源的供给二者之间产生了极大的冲突。根据有关调查显示，我国能源总体消耗当中，电能占据了1/4的比重，除此之外，人口数量较多，这一国情也是造成我国电能使用量巨大的原因之一。下面将进一步阐述，水利水电工程电气节能的具体设计。

【关键词】水利水电工程；电气节能；设计；研究

导言：

在经济发展的带动下，社会对于能源的需求不断增大，能源供需矛盾越发突出。在这种情况下，我国的经济发展开始从注重速度向着可持续发展以及绿色经济的层面转变，节能降耗成了一个普遍性问题。在水利水电工程中，做好电气节能设计，能够有效减少电气设备在运行环节的能耗，为可持续发展的推进提供良好的保障。

1、水利水电工程中节能设计存在的问题

1.1水利水电工程电气节能设备落后。节能设备设计和生产的成本较高所以价值比较昂贵，我国很多企业为了节约成本选择采用传统的节能设备，没有研发或引进先进的节能设备，但事实上，传统的节能设备反而会增加电能的消耗，从而增加生产成本，而先进的节能设备虽然在研发或引进时耗费较多，但长期使用就会节约大量的电能，从而节省成本。

1.2水利水电工程电气设计人员的节能意识比较淡薄。在设计过程中设计人员一味地追求经济效益，而没有进行综合的考虑，前瞻能力有所欠缺，没有考虑设计的节能设备在投入使用之后可能运行的情况，导致电气节能设备经常在投入使用后由于不正常运行或损坏等问题而无法继续使用，更别提减少对能源的损耗了。

1.3水利水电工程中关于电器节能设计的规章制度不够完善，尚未做出明确的规定。众所周知，利益是企业建立和發展的根本出发点和落脚点，企业一切活动都是为了获取经济效益而进行的，如果没有明确的法律条文的规定，在没有违法的基础上企业永远将利益获取放置在第一位。因此，没有法律严格的约束，不同企业的电器节能设计的水平也不尽相同。

2、水利水电工程电气节能设计的措施

2.1系统方案设计

在对供配电系统进行设计时，需要考虑用电负荷的分布状况及负荷等级，以确保系统能够保证最佳的运行状态，尽可能减少运行环节的能源消耗，实现节能减排的预期目标。在对供配电方案进行设计时，需要关注几个方面的问题：一是必须保证系统结构简单，稳定性好，同一电压等级供电系统的变配电级数以一级或者两级为最佳，避免变配电级数过多导致电能损耗增大的问题；二是必须确保供电电压合理，在其他条件相同的情况下，电压越高则损耗越小，考虑到水利水电工程的装机容量较大，应该优先选择高压电机来减少启动电流对于电网的冲击；三是应该将变电所设置在负荷中心附近，对配网进行合理布局，确保低压供电的半径不超过200m，减少线损，提升供电质量；四是应该从负荷情况出发，对变压器的容量和数量进行明确，保证变压器的接线可以满足负荷变化的要求，在进行变压器投切时，不仅需要满足基本的性能需求，还应该关注其运行的经济性，减少不必要的损耗；五是应该适当提高系统功率因数，在必要的情况下，可以进行无功补偿，以此来减少变压器和线路引发的损耗。

2.2辅助控制系统设计

在水利水电工程电气节能设计中，辅助控制系统包括了公用设备控制系统、通风空调控制系统、闸门启闭控制系统以及机组辅助系统等，系统主要的可控制对象是电动机。为了能够在保证电动机稳定可靠运行的前提下，降低其在运行过程中的能耗，需要做好设备选型沟通，并对控制系统进行优化设计。可以根据电动机的实际运行工况，对其启动方式进行合理选择：在公用设备控制系统和记住辅助系统中，可以采用软启动器启动，其他系统可以选择软启动器启动，也可以选择变频器启动。通过这样的方式，能够对电动机的启动特性进行改善，有效降低启动过程中的瞬时电流，在保证电网稳定安全运行的同时，也可以有效满足水利水电工程节能降耗的需求。

2.3变压器选型

在输变电环节，变压器是最为核心的设备，同时也是能耗大户。相关统计数据表明，变压器损耗占据了系统总发电量的10%，降损潜力巨大。为了更好地推动《中华人民共和国节约能源法》的实施，国家标准管理委员会于2006年颁布了《三相配电变压器能效限定值及节能评价值》的相关标准，对变压器选型进行了简要说明，以期提升变压器运行的稳定性和可靠性，降低其在运行过程中的能源消耗。从变压器损耗类型分析，可以分为两种，一是空载损耗，主要由变压器设备本身的铁芯材质和内部结构决定；二是负载损耗，通常取决于导体的截面以及线圈的材质。在技术发展的带动下，变压器的结构越发合理，使用的材料也在不断改进，节能型变压器逐渐在市中崭露头角，能够非常有效地降低变压器的运行能耗，以非晶合金铁芯变压器为例，其空载损耗仅为常规变压器的1/5。就目前而言，应用最为广泛的节能变压器是S11系列变压器，与之前的S9系列相比，负载损耗基本相同，但是空载损耗降低了75%以上，与常规变压器相比，具有自重小、噪音低、效率高、抗冲击等优点，节能效果显著。因此，在水利水电工程电气节能设计中，应该优先选择节能型变压器。

结束语

通过本文对水利水电工程电气节能设计的进一步分析和阐述，使我们了解到要想把节能的工作做到最好，就必须在节能的设计当中下功夫，根据实际水利施工情况，查找那些可节能的空间。但又必须保证水利工程的基本功能，不能盲目为了节能而忽略水利工程的功能，这是水利工程节能需要注意的。因此，希望通过本文的阐述，能够给水利水电工程电气节能方面提供有价值的依据，从根本上减少能源损耗，满足人们对水利水电方面的要求。

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