摘要：節(jié)約能源，保護環(huán)境，是我國長期的重大方針，也是全世界所關注的重要課題。作為能耗大戶的建筑耗能已危及社會可持續(xù)發(fā)展，可見建筑節(jié)能是當前一項極為緊迫的任務，電氣節(jié)能是建筑節(jié)能的一個組成部分，電氣節(jié)能設計已成為電氣設計重要內(nèi)容。

　　關鍵詞：電氣，節(jié)能，水利水電工程

　　Abstract: save energy, environment protection, is China's long-term important policy, also is the world attention of important topic. As the major energy consumers energy consumption of building has hurt the sustainable development of the society, so the energy conservation of the building is the current a very urgent task and electrical energy saving energy conservation of the building is a component of electrical energy saving design has become an important content electrical design.

　　Keywords: electric, energy saving, water conservancy and hydropower projects

　　中圖分類號：TV 文獻標識碼：A 文章編號：

　　前言：

　　為深入貫徹科學發(fā)展觀，落實節(jié)約資源基本國策，指導電氣設計人員進行水利水電工程電氣節(jié)約能設計，本文就供配電系統(tǒng)、機電設備節(jié)能、變壓器節(jié)能、照明節(jié)能等幾個方面進行了論述。

　　一、電氣節(jié)能設計背景論述

　　隨著我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，能源的供需矛盾日益突出，可持續(xù)發(fā)展和綠色經(jīng)濟概念將成為我國工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的主導方向。以往的掠奪式開發(fā)、粗放型經(jīng)營、高能耗的工業(yè)將退出歷史舞臺。2007年1月水利部頒發(fā)的《轉(zhuǎn)發(fā)國家發(fā)展改革委關于加強固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能評估和審查工作的通知》水規(guī)計[2007]10號文要求：水利項目在勘察設計中，應當考慮節(jié)能要求，采用節(jié)能技術，執(zhí)行節(jié)能標準，降低能源消耗，合理有效地利用能源。在項目建議書、可行性研究報告中必須包括節(jié)能分析篇(章);初步設計報告必須包括節(jié)能設計篇(章)。

　　作為現(xiàn)代能源的主導，水利水電行業(yè)也需要及時轉(zhuǎn)變觀念，在節(jié)能降耗上加大投入，加快新技術的開發(fā)及應用。而水利水電工程電氣專業(yè)由于總體能耗相對比重不是很大，以往重視程度也不夠，有較大的潛力可挖。

　　二、電氣節(jié)能設計思路與配置

　　1 供配電系統(tǒng)節(jié)能設計

　　根據(jù)用電負荷容量及其分布、用電設備特點及負荷等級，合理設計供配電系 統(tǒng)，使系統(tǒng)在最佳狀態(tài)下運行，使供配電系統(tǒng)在運行中的損耗減至最低，實現(xiàn)供配電系統(tǒng)的經(jīng)濟運行，達到節(jié)能的目的。供配電系統(tǒng)節(jié)能設計主要應考慮：

　　1.1供配電系統(tǒng)應簡單可靠，盡量減少電壓等級過多產(chǎn)生的電能損耗。如：水電站廠用電系統(tǒng)負荷數(shù)量較多，分布區(qū)域較集中時，廠用電供電系統(tǒng)的節(jié)能設計除選擇節(jié)能型的廠用電變配電裝置外，根據(jù)負荷分布較集中的特點，可采用0.4kV一級電壓供電，避免多級供電的變電設備損耗。

　　1.2 根據(jù)負荷情況合理選擇變壓器容量、臺數(shù)，變壓器負載率宜為0.7～0.85，其接線應能適應負荷變化，按經(jīng)濟運行原則靈活投切變壓器，使變壓器在最佳狀態(tài)下運行，從而減少損耗。

　　1.3 變配電所應靠近負荷中心，合理分布供電網(wǎng)絡，使低壓供電半徑控制在合理的范圍以內(nèi)，供電線路的電壓損失應滿足規(guī)范的允許值，減少線路電壓損失，提高供電網(wǎng)絡的供電質(zhì)量及網(wǎng)絡運行的經(jīng)濟效益。

　　1.4 合理選擇供電電壓。同等情況下，電壓越高，損耗越小，對于一些負荷功率大的設備，當技術經(jīng)濟比較合理時應選擇高壓供電方案。

　　1.5 合理提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)。在受電端安裝無功補償裝置，可減少負荷的無功功率損耗，提高功率因數(shù)，提高電氣設備的有功出力，從而達到節(jié)能的目的。在供配電設計中某些用電設備(如電動機、變壓器、燈具的鎮(zhèn)流器)具有電感性，會產(chǎn)生無功電流，增大線路損耗。因此，在用電設備選型及調(diào)速控制方案一定的情況下，若自然功率因數(shù)達不到接入電網(wǎng)要求時，應進行無功功率的補償，提高功率因數(shù)，減少線路損耗。

　　2 機電設備節(jié)能

　　2.1 選用環(huán)保節(jié)能型電力設備

　　電力設備在節(jié)能中主要可以分為：發(fā)電環(huán)節(jié)的節(jié)能電力設備(包括清潔高效發(fā)電設備、脫硫設備、清潔能源發(fā)電設備等)和輸變電環(huán)節(jié)的節(jié)能電力設備(包括低損耗變壓器、變頻調(diào)速裝置、無功補償裝置以及智能節(jié)能設備等)。對于諸如發(fā)電機空氣冷卻器、主變壓器冷卻器等輔助設備，應盡量采用換熱效率高的產(chǎn)品，從而降低冷卻水量的要求，降低供水泵、濾水器、空氣冷卻器等輔助設備的容量，降低廠用電負荷。其他輔機設備的電動機選擇應選用高效率電動機，提高電動機功率因素，降低無功損耗。對功率較大的電動機可以采用變頻調(diào)速器，可提高電機在輕載時的效率，達到節(jié)能的目的，但這種設備的價格偏高，因此在應用中受到一定的限制。另一種節(jié)能方式是采用軟啟動器，它啟動平穩(wěn)，從啟動到運行，其電流變化不超過3倍，可保證電網(wǎng)電壓的波動在所要求的范圍內(nèi)，同樣達到節(jié)能的目的。

　　2.2 院水力發(fā)電機組勵磁系統(tǒng)

　　機組勵磁系統(tǒng)設備主要由勵磁調(diào)節(jié)器、勵磁功率單元和勵磁變壓器組成。勵磁調(diào)節(jié)器選用可靠性高，能耗低的微機型勵磁調(diào)節(jié)器;勵磁功率單元設備選用高電壓大功率晶閘管。高電壓大功率晶閘管已在工業(yè)上廣泛應用，其可靠性和散熱性優(yōu)于高電壓小功率晶閘管多管串聯(lián)方式，由于高電壓大功率晶閘管自身散熱功能的提高，降低了外部冷卻系統(tǒng)風機的容量，為電站運行期降低了能耗;勵磁變壓器選用低能耗勵磁變壓器。

　　2.3 優(yōu)化機電設備布置

　　從機電設備布置而言，盡量將需要散熱的設備放在通風良好的場所，以最大限度地減少機械通風，降低建筑物內(nèi)的能耗;變壓器室等產(chǎn)生大量熱量的設備房間與需要配置空調(diào)的設備房間的隔墻采取隔熱措施。

　　2.4 輔助設備控制系統(tǒng)

　　輔助設備控制系統(tǒng)指：通風空調(diào)控制系統(tǒng)、機組輔助系統(tǒng)和公用設備控制系統(tǒng)、閘門啟閉機控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的控制對象主要是電動機，電動機是直接的大容量耗能設備，為了使電動處于節(jié)能降耗的運行方式，必須優(yōu)化控制系統(tǒng)設計和設備選型。根據(jù)電動機運行工況選擇合適的啟動方式：在通風和供水泵系統(tǒng)設計中采用變頻器或軟啟動器啟動;在閘門啟閉機系統(tǒng)中采用頻敏變阻器啟動或軟啟動器啟動，在機組輔助系統(tǒng)和公用系統(tǒng)設計中采用軟啟動器啟動等，既有利于改善電動機的啟動特性，又較大的降低了電動機的啟動電流，滿足了電站節(jié)能降耗的運行要求。

　　3 變壓器節(jié)能設計

　　變壓器是輸變電行業(yè)中的耗能大戶，我國變壓器的總損耗占系統(tǒng)總發(fā)電量的10%左右，如損耗每降低1%，每年可節(jié)約上百億度電，變壓器的節(jié)能降耗已是勢在必行。2006年中國國家標準化管理委員會頒布了《三相配電變壓器能效限定值及節(jié)能評價值》(GB120052-2006)標準，這是為配合《中華人民共和國節(jié)約能源法》的實施，提高配電變壓器的能源利用效率、降低損耗，提高配電變壓器產(chǎn)品在國際市場競爭力而制訂的。變壓器損耗分空載損耗和負載損耗，空載損耗主要取決于變壓器鐵心的材質(zhì)及變壓器內(nèi)部結構，負載損耗主要取決于線圈的材質(zhì)和導體截面。由于材料技術的不斷發(fā)展和變壓器廠對結構的不斷改進 ,節(jié)能型變壓器發(fā)展很快，如非晶合金鐵芯變壓器空載損耗僅為常規(guī)產(chǎn)品的五分之一。S11系列是目前推廣應用的低損耗變壓器，空載損耗較S9系列低75%左右，其負載損耗與S9系列變壓器相等。最近某企業(yè)推出三維立體D形卷鐵心干式變壓器，該變壓器三相磁路短、磁阻渦損小，空載損耗和空載電流分別低于國標40%和80%以上，節(jié)能省電降損效益更加顯著。因此，應在水利水電工程建設中推廣使用低損耗變壓器。

　　4 照明節(jié)能設計

　　照明節(jié)能設計就是在保證不降低作業(yè)面視覺要求、不降低照明質(zhì)量的前提下，減少照明系統(tǒng)中光能的損失，從而最大限度的利用光能，節(jié)能措施主要有以下幾種：

　　4.1 充分利用自然光

　　充分利用自然光是節(jié)能的重要途徑之一，設計中電氣專業(yè)應與土建專業(yè)密切配合，充分合理地利用自然光，使之與室內(nèi)人工照明有機地結合，從而節(jié)約人工照明電能。

　　4.2 照明設計應選擇高效光源

　　光源的節(jié)能主要取決于它的發(fā)光效率。照明光源的選擇，除根據(jù)使用場所的需求外，還應根據(jù)電光源的顯色指數(shù)、使用壽命、調(diào)光性能、點燃特性等綜合考慮。原則是根據(jù)不同需求情況積極選用新一代的節(jié)能光源，如用電子節(jié)能燈替換白熾燈，用高壓鈉燈、金鹵燈替換高壓汞燈。

　　4.3 采用高效節(jié)能的照明燈具

　　采用高效、光通維持率高的燈具。燈具是對光源發(fā)出的光進行再分配的裝置。衡量燈具的節(jié)能指標是光輸出比(LOR)(燈具效率)。選用優(yōu)質(zhì)高效、光通維持率高的燈具對照明節(jié)能具有重要的意義。

　　5 結語

　　電氣的節(jié)能潛力很大，電氣節(jié)能過程貫穿于項目的決策、 設計、施工、投產(chǎn)、使用等的整個周期，電氣節(jié)能設計已成為電氣設計的重中之重，作為主角之一的電氣設計人員，應在設計中精心考慮，進行方案比較，從安全性、可靠性、經(jīng)濟性及節(jié)能等方面進行綜合考慮，選擇合理的供配電方案，實施電網(wǎng)的經(jīng)濟運行技術。在選用節(jié)能的新設備上，應具體了解其原理、性能、效果，從技術、經(jīng)濟上進行比較，選擇低能耗設備及節(jié)能等先進的設備，減少中間過程的各種耗，以達到真正節(jié)能的目的，為提高社會效益及經(jīng)濟效益作貢獻。