水利水電工程電氣節能設計

摘要：節能已成為當前我國各行業可持續發展和環境保護的一項重要任務，水利工程建設的快速發展也同樣需要進行節能降耗設計。本文從水利水電工程電氣節能設計的重要意義入手，重點對當前其電氣節能設計中存在的問題進行了分析研究，并有針對性的提出了相關的技術及管理措施，以供同行參考。

關鍵詞：水利水電；電氣；節能；設計

1.引言

隨著經濟的發展，人類面臨的環境和能源問題也日益嚴峻。而作為能源創造工程，水利水電工程也是能源消耗較大的工程，因此在水電工程中，應樹立節能環保理念，以“重需求、低消耗、新技術、促環保”為原則，不斷優化電氣節能設計，以求最大限度節約能源，有效提高利用率，從而實現經濟與環境效益的最大化。

2.水利水電工程中電氣節能技術的重要意義

節能減排是我國新時期建設的首要任務，在我國“十二五”規劃中也提出了推進節能減排改造的要求，綠色環保節能工程已經成為今后發展的重點。而且長期的高負荷用電還會導致風險事故的發生，嚴重危害人民的生命財產安全，這些都是水利工程節能發展的需求所在。而新型電氣技術的應用可以從多方面改進以往水利工程中存在的能耗和風險過高問題，減少供電傳輸中在線路和網絡中損耗的能源，同時將節能設備及材料應用到工程之中，將用電過程中能源損耗降低。

3.當前水利水電工程電氣節能設計中存在的問題

3.1電氣節能設備落后，能源利用率低下

目前，水電工程的規模在不斷擴大，但對于電氣設備更新和升級的投入卻沒有跟上，水電工程中基本以大功率、高能耗的電氣設備為主，使用時間較長，技術和型號相對落后，甚至一些被國家明令禁止的產品和設備也在普遍使用。此外，大量灰塵和顆粒物的長時間吸附，使設備的散熱性大大降低，絕緣性也變差，不僅造成了能源上的過多消耗，也帶來了安全上的隱患。

3.2節能設計缺乏有效的標準和依據，技術水平落后

電氣節能設計的另一個關鍵問題是技術問題，節能技術落后，節能化設計缺乏有效的標準和依據，經濟技術分析不全面，導致設計的質量難以保證，效益不高。例如，電氣設備線路出現電路迂回的問題，造成線路上能源損耗嚴重；諧波治理和無功補償設備的安裝點設置不合理，造成額外消耗；在綜合分析變壓器費用問題時，沒有折算變壓器的經濟優化費用等。

3.3電氣系統的自動化和統一化控制管理水平較低

電氣自動化控制是水電行業未來發展的趨勢，它不僅能大大降低人工勞動強度，增強傳輸信息的及時性、準確性，也減少了發生事故的可能性，保證了設備正常運行。然而，目前我國大部分水電工程電氣系統缺乏智能化、自動化設計，電氣系統的統一化和系統化控制管理水平低，缺乏多系統之間的集成管理和自動化分析、調控。單純依靠人工控制，難以處理多系統的龐大信息量，影響了設備的工作效率，造成操作效率較低、時間長。更重要的是，其無法從整體上對節能設計作出科學、合理、統一的規劃，難以實現工程的整體節能效果，甚至造成系統之間的能源浪費。

4.水利水電工程電氣節能的優化設計策略

4.1技術措施

第一，減少配電線路中的電能損耗。在電氣節能設計中，要重點考慮減少配電線路中的能源消耗。配電線路中的電能損耗取決于線路的阻抗和電流，可見，減小電能消耗一方面要選擇合適的導線材料，降低線路電阻。一般的工程線路以銅芯為主，但其造價高，線損大，因此可以改成銅鋁復合線，以降低線路熱能消耗。另一方面，在設計過程中，重視控制配線長度，采取直線型布線形式，減少因線路過長而產生的大量能耗。線路能耗的降低，不但可以提高能源的有效利用率，也可以進一步加強線路的安全性能，降低安全事故發生率。此外，還需要增大導線截面積，這樣雖然增加了線路費用，但由于節約能耗而減少了年運行費用，綜合考慮是合算的。

第二，改進照明系統的節能設計。首先，加強對自然光的充分、合理利用，使自然光與室內人工照明有機互補，從而達到節約人工照明電能的目的。其次，選擇高效光源，所謂的高效光源即顯色指數高、調光性能好、使用壽命長且便于啟動的高性價比光源。最后，根據工作場所的不同選擇不同的光源及照明電器附件，如室內操控選用自鎮流熒光燈并配用電子鎮流器，通過加強燈管光效、減少鎮流器自身功耗，達到節能目的，并且消除了屏閃和噪聲，延長了燈管壽命。

第三，優化變配電變壓器的節能設計。變壓器是水電行業中的高耗能設備，因此，對變壓器的節能設計勢在必行。變壓器的損耗主要分有功損耗和無功損耗，前者由變壓器鐵芯材質和內部結構決定，后者則由線圈材質和導體截面形成。對配電變壓器的節能優化基本措施包括：首先應大范圍推廣使用S12、S11等低損耗高能效的配電變壓器；然后在實際調度運行中，根據不同的系統負荷變化特性，科學、合理地選擇變壓器容量、數量和最佳的調度運行模式，在技術上主要通過采用動態無功補償裝置來提高配電變壓器功率因數的措施來有效提高配電變壓器的綜合利用水平。近年來，隨著材料技術不斷發展以及變壓器廠對變壓器結構的不斷改進，節能型變壓器得到了快速發展，應在水電工程建設中大力推廣和使用。

4.2管理措施

第一，全面把關，強化質量管控，提升人員綜合素質。優質的設計策略，仰仗于設計人員具備良好的業務素質、扎實的專業知識以及科學的工作態度。為此應做好相關工作人員的終身教育培訓，提高設計人員的業務能力，提升工程設計整體水平。激發設計人員創新工作理念，按時做好考核管理，同時成果應同績效管理全面集成，并可多方位的吸引高精專人才參與。對于高技術含量性工作、結構體系相對復雜、難度較高的工作任務應加強管控，進而推動整體隊伍設計質量的優化。

第二，強化設計前期相關數據資料匯總管理，實施勘察設計有效進行招投標管理。為確保設計方案科學合理、貼近實際，應在前期階段做好相關數據資料的匯總管理，設計方應主動引入現代化、先進性科學技術、優質性能的勘察探測設施、施工機械設備，并配置綜合素質全面的專業技術人員。此外，設計人員還應由工程項目實際情況入手，全面的搜集整理豐富地質水文數據、自然資源資料、施工條件等資料，做好工程前期的設計規劃與勘察分析研究。同時為提升設計水平，應積極履行勘察設計的招投標管理，通過優選設計機構履行招投標管理制度。目標在于通過競爭管理制度有效的預防專業壟斷，并可借助招投標管理選擇資質最為優秀、信譽良好的施工方實施工程設計，預防設計機構獨大問題。再者，可令設計方形成危機意識，并激勵員工產生主動性積極性，精心做好方案的優化設計。

第三，進一步提高施工隊伍整體素質和職業技能。為確保整體工程的施工質量，要在施工前確定施工人員的責任分工，做到責權分明，責任到人，應建立和健全質量管理責任制。在明確質量目標的前提下，做好工程進度管理，并且明確工程完成期限，避免為盲目趕工而不顧工程質量，從而造成設備及材料的浪費，給整個工程造成損失的情況出現。

5.結語

總而言之，電氣系統的節能潛力巨大，節能貫穿于項目的設計、生產、使用整個過程中，水利工程更是如此。如今，在水利工程電氣的設計過程中，節能理念已經成為不可缺少的部分。因此，電氣節能設計需要綜合考慮各方面因素，使用最優方案來實現設備節能的效果。

參考文獻：

[1]張詩淋.淺析電氣自動化的節能設計技術[J].東方企業文化.2012（08）

[2]尹曉林.有效提高水利水電工程設計水平的途徑探討[J].中國高新技術企業.2015（09）

[3]吐送巴克·依明.關于電氣設計相水電站關問題探討[J].電子技術與軟件工程.2013（13）