水利水電工程電氣節能設計分析

姜曼 包仁帥

【摘 要】在進行水利水電工程電氣節能設計時，應遵循適應性、節能性、經濟性等基本原則，平衡好電氣系統的基本功能、建設管理成本以及節能降耗性能。為了達成節能目標，在設計是時，應選擇合適的變壓器，優化變壓器設計安裝，同時，合理進行供配電系統設計及照明系統設計。

【關鍵詞】水利水電工程；電氣節能設計；分析

我國作為農業大國，對于水利水電工程的建設是極為重視的，為了平衡各地水資源分布，解決因為氣候因素造成的干旱、洪水問題，并利用水資源進行發電，國家大力興建水利工程，修建壩、堤、溢洪道、水閘、渠道、魚道等水工建筑物[1]。在建設水利水電工程時，進行電氣節能設計，能夠有效減少電氣設備運行能耗，優化水利水電工程運行的社會效益及生態效益，貫徹落實綠色環保、節能降耗理念，推動我國的可持續發展。

1.水利水電工程電氣節能設計的基本原則

1.1適應性

在水利水電工程電氣設計中，應用節能技術，首先應遵循適應性這一基礎設計原則，即技術的應用必須與建筑內部電氣應用需求相適應，這樣才能夠保證電氣系統的正常安全運行。水利水電工程電氣節能設計，是為了減少能源的消耗，推動社會的可持續發展，但這一切都建立在電氣系統功效正常發揮的基礎上，因為節能設計的作用是錦上添花，以電氣系統的功效犧牲來實現節能，是不可行的。

1.2節能性

顯而易見，水利水電工程電氣節能設計，目的在于節約能源，降低能耗，在具體實施過程中，可以體現在多個方面，比如說，將一些非必要的、不切實際的電氣裝置去除，降低非必要能耗，或者說，優化電氣設備設計與配置，降低設備能耗，避免資源浪費。科學合理的水利水電工程電氣節能設計，能夠在保證水利水電工程應有功能的基礎上，進一步優化其性能。

1.3經濟性

水利水電工程電氣節能設計，意味著需要使用一些先進的綠色環保材料，一些新穎的設計理念，創新總是需要花費更多的時間與精力。設計師要做的，就是平衡好設計效率、建設成本等因素，在達成節能目標的同時，盡量減小資金消耗，尋求能源節約與經費節約的平衡點，同時確保設計方案的可實施性，以免影響到工程進展。

2.水利水電工程的電氣節能設計

2.1變壓器選型

在輸變電環節，變壓器作為承擔電流、電壓轉換職能的核心電氣設備，能耗較大，據統計，變壓器損耗占據系統總發電量的10%[2]。因此，在系統設計時，應合理選擇變壓器，具體方案如下：①嚴選變壓器制作材料。在變壓器各構件的原材料選擇上，應該遵循持續更新的原則，合理應用各類新材料，靈活運用銅材料，比如說電柜和電線中的硅材料，就可以以銅材料代替，這樣可有效降低變壓器空載運行狀態下的能耗；②優化變壓器設計安裝。根據工程運行需求，優化變壓器的設計，選取合適的接線方法，選擇合適容量的變壓器，如若變壓器容量過小，會長期處于超載狀態，能耗大，其變壓器使用壽命縮短，如果變壓器容量過大，會長期處于輕載狀態，導致電能浪費現象，而且，應該根據實際情況，設置合適數量的變壓器，如若需要應用不少于兩臺的變壓器，可并聯設置增大變壓器安全性，提高電力系統功率。

2.2供配電系統設計

進行供配電系統設計時，設計時應該根據電負荷分布及等級，優化設計方案，使系統處于最佳運行狀態的同時，降低能耗。為了實現節能設計，應該注意以下幾點事項：①盡量簡化供配電系統結構，同時保證其穩定性，同一電壓等級供電系統的變配電級數以一級或兩級為最佳，以免因為變配電級數過多增加能耗；②合理設計供電電壓，因為能耗與電壓是成反比的，基于水利水電工程裝機容量較大的考慮，可優先選用高壓電機，來降低啟動電流對于電網的沖擊；③將變電所設置于負荷中心附近，優化配電網絡布局，低壓供電半徑設計在200m以內，以減少線損；④給予系統電力負荷，合理設計變壓器的容量及數量，確保變壓器接線滿足系統負荷變化要求，在進行變壓器投切時，平衡好其基本性能與運行效益，降低能耗。

2.3照明系統設計

在進行照明系統設計時，可采取以下節能方式：①充分利用自然光。優化土建工程設計，保證建筑內部采光，充分利用自然光源，輔以人工光照，確保建筑內部良好的照明環境；②選擇高效光源。根據建筑照明系統設計方案，及各區域照明需求，綜合燈具的照明強度、節能性、經濟性、安全性，選擇高效光源，在水利水電工程中，室內操作間可設置熒光燈，科研部門可設置高壓鈉燈，機械車間可設置高頻無極熒光燈，而且，在燈具選擇時，應該參照《建筑照明設計標準》中的要求，比如說燈具安裝高度較低時，宜選擇光效良好、顯色性強的熒光燈，若無特殊要求，可選用便于更換的直管熒光燈；如果燈具安裝高度較高，且有著較高的顯色性要求，應用選擇陶瓷金鹵燈，若無顯色要求，可選擇中顯色高壓鈉燈，若該場所燈具維護不變，則可選擇使用壽命長的高頻無極熒光燈[3]。

3.結語

水是生命的源泉，水利水電工程的建設，可促進水資源的合理配置，解決干旱地帶水資源短缺的問題，并以清潔的方式生產電力能源。一直以來，我國對于水利工程的建設都是比較重視的，歷史上出現了都江堰、靈渠、京杭大運河等著名的水利工程，而這項事業的發展，水利工程功能趨于多元化，在水資源調節基礎上，增加了發電的功能，對于國家農業、經濟發展造成了不可忽視的影響。水利水電工程電氣節能設計，是一種新型的設計理念，能夠降低電力能源的消耗，與當今能源稀缺的現狀是相吻合，值得推廣落實。

【參考文獻】

[1]馬玉生.關于公共建筑低壓電氣設計節能的應用與研究思路構建[J].智能城市，2019，5（08）：137-138.

[2]丁綿鋼，李明惠，馮雨沁，周煜，陶金.建筑電氣設計中的節能技術初探[J].山西建筑，2018，44（20）：182-184.

[3]解志剛.關于綠色建筑中電氣節能設計的應用解析[J].城市建設理論研究（電子版），2018（13）：50-51.