試論市政工程電氣設(shè)計(jì)與相應(yīng)節(jié)能措施分析

摘要：國(guó)家各類工程項(xiàng)目的節(jié)能水平，受到社會(huì)廣泛的關(guān)注。在市政工程實(shí)施過(guò)程中，電氣設(shè)施與社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展緊密相關(guān)，在國(guó)家可持續(xù)發(fā)展方針政策指引下，積極進(jìn)行市政工程電氣節(jié)能設(shè)計(jì)，成為一種必然趨勢(shì)。提高電氣工程使用效率，解決能源緊張問(wèn)題，降低社會(huì)發(fā)展的能源負(fù)擔(dān)，可以從電氣設(shè)計(jì)角度進(jìn)行完善和優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：市政工程、電氣設(shè)計(jì)、節(jié)能措施、運(yùn)行性能

市政工程的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)，需要在工程各供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等重要系統(tǒng)中通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)碾姎庠O(shè)備、優(yōu)化電氣性能等方式，顯著地降低能源消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

一、市政工程電氣節(jié)能設(shè)計(jì)原則

（一）環(huán)保節(jié)能原則

市政工程是城市發(fā)展中重要的基礎(chǔ)性設(shè)施，尤其在城市進(jìn)程化當(dāng)中，為城市居民提供了重要的生活保障。在國(guó)家可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)當(dāng)中，市政工程也要遵循環(huán)保節(jié)能的原則，在保證城市正常秩序的同時(shí)，有效節(jié)約資源，提高資源利用效率，避免資源浪費(fèi)。目前，市政工程當(dāng)中，電氣工程項(xiàng)目是主要的資源消耗方面。加強(qiáng)市政工程的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)，對(duì)促進(jìn)國(guó)家節(jié)能發(fā)展有著重要意義。市政工程的電氣設(shè)計(jì)，要符合現(xiàn)代節(jié)能目標(biāo)，要從設(shè)計(jì)方式、材料選擇等多方面進(jìn)行綜合考慮。隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能環(huán)保支持力度的加大，已經(jīng)出現(xiàn)了很多節(jié)能材料可供市政工程的選擇[1]。節(jié)能材料在原有市政工程實(shí)施質(zhì)量、性能等基礎(chǔ)之上，運(yùn)用節(jié)能環(huán)保理念，在材料中更好地突出了降低電氣污染以及提高電氣效能的優(yōu)勢(shì)，很多的市政工程材料，在工程項(xiàng)目達(dá)到使用年限后都可以進(jìn)行回收再利用，還有很多材料可以滿足市政工程升級(jí)換代的需求，從而更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)目的。

（二）正常供電原則

市政工程關(guān)系到整個(gè)城市的有序運(yùn)行，尤其是市政工程中很多設(shè)施都需要持續(xù)穩(wěn)定的供電，在進(jìn)行市政工程節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，就需要立足于市政工程實(shí)施實(shí)際情況[2]。如果僅僅追求節(jié)能目標(biāo)，忽視了市政工程正常的供電秩序，將會(huì)導(dǎo)致市政設(shè)施難以持續(xù)為城市居民提供正常服務(wù)。在市政工程電氣設(shè)計(jì)中，既要保證節(jié)能目標(biāo)，又要維護(hù)供電秩序，就需要積極引入科學(xué)的設(shè)計(jì)理念，以市政工程的社會(huì)服務(wù)性為依托，并在此基礎(chǔ)上提高設(shè)計(jì)水平，優(yōu)化電氣設(shè)計(jì)方案，在電氣自動(dòng)化運(yùn)行中去解決節(jié)能問(wèn)題。

（三）經(jīng)濟(jì)效益原則

市政工程實(shí)施過(guò)程中，要想符合社會(huì)進(jìn)步發(fā)展的需要，就要提高市政工程經(jīng)濟(jì)效益，不能以成本損失作為代價(jià)來(lái)?yè)Q得市政電氣的節(jié)能效果。在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)環(huán)境下，市政工程的經(jīng)濟(jì)效益水平，關(guān)系到市政工程能否更好地發(fā)展和完善。在市政工程電氣設(shè)計(jì)中，節(jié)能目標(biāo)固然重要，但在設(shè)計(jì)過(guò)程中也要充分考慮到成本節(jié)約目標(biāo)[3]。市政工程電氣設(shè)計(jì)，要符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的方針戰(zhàn)略，就要結(jié)合節(jié)能與效益等幾個(gè)方面，通過(guò)科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方式去維護(hù)科學(xué)節(jié)能減排成效，以市政工程實(shí)際情況為基礎(chǔ)，全面優(yōu)化電氣設(shè)計(jì)過(guò)程，完善電氣工程模式。

二、市政工程電氣設(shè)計(jì)節(jié)能措施

（一）市政供配電系統(tǒng)電氣節(jié)能

1.合理設(shè)計(jì)供配電所布局

市政工程電氣設(shè)計(jì)中，為了更好地滿足不同市政用電需要，需要在設(shè)計(jì)供配電所時(shí)合理布局，以便提高供配電所的供電覆蓋能力及為用電設(shè)備提供更有效的電能。對(duì)于供配電系統(tǒng)而言，線路損失的能耗會(huì)隨著供配電所與用電市政工程設(shè)施之間距離的增加而增大，這就需要盡量保證兩者之間距離的合理性，跟供配電系統(tǒng)的傳輸測(cè)試，一般要控制在一定范圍內(nèi)時(shí)，供配電質(zhì)量更加穩(wěn)定有效，這也是重要的市政電氣供配電設(shè)計(jì)需求。由于市政用電設(shè)施比如路燈、公交站臺(tái)，交通監(jiān)控路口等，用電量較小，且分散，變電所設(shè)置較密會(huì)造成浪費(fèi)，較遠(yuǎn)無(wú)法保證供電質(zhì)量及加大線路損耗，因此市政項(xiàng)目中供電半徑一般控制在800m左右。在供配電所內(nèi)設(shè)置集中無(wú)功補(bǔ)償裝置，以提高供電系統(tǒng)的功率因數(shù)，使其達(dá)到0.9以上，可提高用電質(zhì)量，減少線路的功率損失，提高電網(wǎng)輸電效率、節(jié)約電能，降低生產(chǎn)成本。因此合理布置供配電所、設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償裝置是節(jié)能設(shè)計(jì)的重要舉措。

2.合理選用市政變壓器類型

市政工程電氣設(shè)計(jì)中，變壓器類型和容量選擇也會(huì)影響到節(jié)能目標(biāo)。在選擇變壓器時(shí)，應(yīng)根據(jù)容量大小及使用環(huán)境等選擇變壓器類型。市政道路上主要用電設(shè)施為路燈照明設(shè)施、公交站臺(tái)照明、交通監(jiān)控設(shè)施及智慧燈桿上加載的5G基站、監(jiān)控?cái)z像頭、環(huán)境監(jiān)測(cè)、LED顯示屏等用電設(shè)施。由于市政道路周邊空間有限，一般設(shè)置戶外的小容量、分散布置的箱式變電站，因此推薦采用干式變壓器。干式變壓器的冷卻方式為空氣自冷或強(qiáng)迫風(fēng)冷，其散熱方式為氣道散熱，具有安全，難燃，防火，無(wú)污染，可直接安裝在負(fù)荷中心，免維護(hù)，安裝簡(jiǎn)便，綜合運(yùn)行成本低，防潮性能好，可在百分百濕度下運(yùn)行，停運(yùn)后不驚預(yù)干燥既可投入運(yùn)行，較油浸式變壓器更節(jié)能、環(huán)保。變壓器應(yīng)選擇低耗電的變壓器，盡量位于負(fù)荷中心。

變壓器容量的選擇上，如果選擇過(guò)大，就會(huì)形成“大馬拉小車”的現(xiàn)象，不僅增加設(shè)備投資，還會(huì)使變壓器長(zhǎng)期處于空載狀態(tài)，使無(wú)功損失增加。容量選擇過(guò)小，將會(huì)使變壓器長(zhǎng)期處于過(guò)負(fù)荷狀態(tài)，易燒毀變壓器。因此，正確選擇變壓器容量是電網(wǎng)降損節(jié)能的重要措施之一。變壓器的容量跟其負(fù)荷息息相關(guān)，應(yīng)通過(guò)精確的計(jì)算及合理的預(yù)留選擇變壓器的容量，使變壓器的負(fù)載率在0.7左右。

3.提高供配電系統(tǒng)性能、降低電線路損耗

供配電系統(tǒng)作為市政工程電氣設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，在節(jié)能方面需要綜合考慮到系統(tǒng)性能提升。系統(tǒng)性能與配電級(jí)數(shù)緊密相關(guān)。供配電級(jí)數(shù)越多，所需要的能源消耗就越大。因此要盡量?jī)?yōu)化供配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通過(guò)降低級(jí)數(shù)來(lái)保證能耗損失在一定范圍之內(nèi)。

市政配電線路也是較大的能耗過(guò)程，在設(shè)計(jì)節(jié)能電氣模式時(shí)，要對(duì)輸電線路進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測(cè)，以確定有效的能耗范圍。在選擇供電線路的電纜時(shí)，要使用導(dǎo)電性能好、電流密度高的電纜，這樣可以有效提高輸電效率，不僅能夠縮短電力傳輸時(shí)間，同時(shí)也可以減少電能損耗，減少電纜使用。

（二）市政照明系統(tǒng)電氣節(jié)能

市政工程中，照明系統(tǒng)是非常重要的電氣設(shè)施之一，不合理的照明易造成極大的經(jīng)濟(jì)損失和能源流失。

照明系統(tǒng)中最大的能耗是燈具，因此在燈具光源的選擇上應(yīng)該選擇節(jié)能、高效、顯色性好、使用壽命長(zhǎng)的光源。與傳統(tǒng)燈泡相比，LED光源以其發(fā)光效率高，光源穩(wěn)定，點(diǎn)亮無(wú)延遲、發(fā)熱量小、耗電低、顯色性高、壽命長(zhǎng)、可進(jìn)行模組替換、實(shí)現(xiàn)分組控制、光色多樣等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于市政道路照明系統(tǒng)中。照明燈具也應(yīng)具有單燈無(wú)功補(bǔ)償裝置，使其功率因數(shù)不低于0.9。

燈具功率的大小也直接影響電能消耗量，因此燈具功率應(yīng)根據(jù)不同場(chǎng)景，不同道路等級(jí)進(jìn)行合理選擇，避免過(guò)度設(shè)計(jì)造成能源浪費(fèi)、光污染。

通過(guò)管理手段，利用光控、時(shí)間控制等措施對(duì)燈具進(jìn)行合理的開(kāi)關(guān)控制也能達(dá)到節(jié)能的目的。例如道路側(cè)照明燈具因需要保障夜間車輛的通行照明要求，需要在天黑至天亮全夜保持亮燈狀態(tài)，但是后半夜機(jī)動(dòng)車道側(cè)車輛稀少，機(jī)動(dòng)車道燈具可采用后半夜降功率運(yùn)行的方式實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果，后半夜絕大部分居民休息，路上行人幾不可見(jiàn)，因此人行道側(cè)燈具僅提供前半夜照明。時(shí)間上也可根據(jù)季節(jié)變換進(jìn)行調(diào)整，或通過(guò)光控，根據(jù)環(huán)境照度的變化進(jìn)行燈具的開(kāi)關(guān)控制。

結(jié)束語(yǔ)：

市政工程在國(guó)家發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，市政工程中的電氣設(shè)施為人們生活水平的提升做出了重要輔助。隨著世界能源趨于緊張，節(jié)能也成為市政工程電氣設(shè)計(jì)的重要宗旨。市政工程電氣設(shè)計(jì)，要符合環(huán)保節(jié)能原則、正常供電原則、經(jīng)濟(jì)效益原則等原則，并在此基礎(chǔ)上積極運(yùn)用科學(xué)合理的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)，通過(guò)降低電氣設(shè)施的能耗水平來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

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作者簡(jiǎn)介：陳華（1982.10），性別：女;籍貫：陜西;民族：漢;學(xué)歷：本科;職稱：工程師：職務(wù)：電氣專業(yè)負(fù)責(zé)人：論文研究方向：電氣節(jié)能;