水利工程电气节能设计探究

2020-03-01沈静

绿色环保建材 2020年1期

关键词：供配电光源电动机

沈静

上海戎合城市规划设计有限公司

1 引言

随着当前社会的不断发展，能源的节约、高效利用也已经成为当前社会发展主题之一。水利水电行业在发展过程当中正在转变自身的发展观念，加大对新技术开发及应用的投入，落实科学合理、节能降耗的设计思路。

2 水利工程产生电能浪费的主要原因

（1）相关制度规章有待健全。在水利工程电气节能设计过程当中，经常会出现规范性不足、统一性差的文件，以及一些时间较早的规范等等。（2）水利工程节能产品应用相对滞后。从当前水利工程的施工建设情况来看，存在资金投入及管理不到位，导致在实际采购及安装过程中产品降低了标准的情况。（3）设计人员认识不够到位。伴随着水利工程的发展，还有一些设计人员还没有转变思想，仅重视施工的需要与利益，忽视节能设计，造成能源的浪费。因此作为从业设计人员，需在设计中重视节能，将节能落到实处。

3 水利工程供配电节能设计

在进行水利工程供配电设计过程当中，首先要确定项目的负荷等级，明确负荷分布及负荷容量等，根据这些内容以及用电设备特点进行供配电方案的详细设计，保证在满足正常功能的前提下，实现有效的能源节约，同时也降低生产过程当中能源的损耗。在设计中主要考虑以下几点：（1）在进行供配电系统设计时，应确保简单可靠的原则，设备的过度或者是系统的复杂，就有可能会造成电能无必要的损耗。所以设计简单可靠的供配电系统能够有效降低电能的损耗，比如用电设备较多的水电站，很多设备电压等级有不同的选择，在设计时应尽量减少不同的电压等级，系统及设备方面得到简化，减小系统的复杂性，避免多级供电造成的变电设备损耗以达到节能效果。（2）在进行整体系统设计时，各负荷尽量靠近供配电设备布置，合理安排电缆走向，避免由于线路过长而造成的损耗。对于供配电设计中的电缆的选择，除了要根据载流量、压降等技术要求选择合理的电缆截面以外，还要考虑降损、节约有色金属等方面。（3）根据设计的供配电系统用电设备的负荷量，科学合理地进行变压器的选择，对变压器的容量及台数等进行优化，使之能够经济灵活的投切运行，保证变压器在正常工作过程当中具有良好的工作状态。（4）提高功率因数。我国电网对用户接入时的功率因数是有规定的，一般为0.85 或0.9 以上，这也是我国电网对电能节能降耗的明确要求。因为很多用电设备，如变压器、电动机等，会在运行中产生无功电流，功率因数达不到电网要求，造成线路的损耗，因此我们在设计中，应安装无功补偿装置，有效对无功电流进行处理，不仅能够有效降低无功功率损耗，同时也能够提高电气设备的有功出力，达到节能目的。（5）合理选择供电电压。一般来说电压越高其损耗越小，所以对于一些负荷较大的设备，如水利工程里的大功率泵组、水力发电机等，尽量采用高压供电方案。

4 水利工程机电设备节能设计

选择环保节能型电力设备，从根本上解决节能问题。在水利工程电气节能设计中，最需要合理选择的机电设备主要为变压器与电动机。

4.1 变压器选择

在输变电环节中，选择合适的变压器是一种很好的节能方法。以往传统的变压器在电能传输上会浪费大量的电力能源。因此选用节能型变压器便尤为重要。节能变压器不仅能够节约能源，并且其在空载损耗降低、噪音改善等方面都有所提高。随着材料技术的不断发展，以及变压器结构的不断改进,节能型变压器发展很快，因此，应在水利水电工程设计中使用低损耗节能型变压器，以达到节能目的。

4.2 电动机选择

水利工程中通风空调控制系统、机组辅助系统、闸门启闭机控制系统，水泵控制系统等，控制对象主要为电动机，电动机是直接的大容量耗能设备，为了使电动节能降耗，必须优化控制系统设计和设备选型。

电动机选择应提高电动机功率因素，降低无功损耗，选用高效率电动机，并且应合理选择电动机启动方式。对功率较大的电动机可以采用变频调速器，可提高电机在轻载时的效率，达到节能的目的，但设备价格偏高，在应用中受到一定的限制。另一种节能方式是采用软启动器，它启动平稳，启动电流不超过3倍，可保证电网电压的波动在规范要求的范围内，同样达到节能的目的。