（上海市水利工程设计研究院有限公司 上海普陀区 200061）
摘要：近几年随着我国社会经济的不断发展，能源消耗的速度越来越快，能源供应与经济发展之间的矛盾越来越突出。水利工程节电潜力巨大，加强电能管理工作，合理组织生产和用电设备的经济运行，改革耗电高的工艺，逐步淘汰低效设备，推广节电新技术，是水利工程提高电能利用率的主要方法。
关键词：水利工程；电气节能设计；问题
引言
随着我国国民经济的迅速发展，人们的生活及生产对电力的需求量也随之不断加大。但是因为电网供电能力及发电机装机容量不足，我国许多地区都有供电不足的情况，因此需要采取节能降耗的方式来调整用电状态。作为水利工程节能的有机组成部分，电气节能受到了高度重视。
1电气节能技术在水利工程中应用的意义
一般，如果电气设备长期处于高负荷用电状态，就会有发生风险的可能，对人民的生命财产安全造成伤害。而通过新型电气技术的应用，可解决水利工程中存在的能耗与风险过高的现象，进而减少供电线路与网络传输过程中的能耗。
2水利工程的电气节能设计
2.1变压器的节能
变压器是输变电耗能中占据最大比例的器械，通常为10%，所以做好变压器节能损耗具有非常重要的意义。对于变压器损耗，通常有空载损耗及负载损耗，其中，对于空载损耗，主要影响因素有变压器铁芯材质、内部结构，而负载损耗主要影响因素包括线圈材质、导体截面。近年来，随着我国材料技术以及变压器结构改造技术的迅速发展，尤其是节能型变压器，现已得到了越来越广泛的使用。SC11系列就是其中应用最广泛的一种低损耗变压器，将其与SC9系列对比可发现，其空载损耗要低75%。除此之外，节能型变压器因具备损耗低、节能效果显著等优势，更是成为了首选。
2.2 供配电系统的节能
在水利工程供配电系统的节能设计过程中，应当根据负荷等级、用电性质及用电容量，合理选择供电电压和供电方式，在运行中使供配电系统能够将损耗降至最小，保证供配电系统在最理想的状态下运行，以此保证供配电系统的高效经济运行，从而实现节能降耗的最终目的。所以在供配电系统节能设计中，应当充分考虑以下因素：一，按照用电负荷特性和变化规律，合理选择和配置变压器容量和台数，通过运行方式的优化，合理调整负荷，实现变压器经济运行；二，供配电系统必须可靠简单，应根据供电距离和负荷容量，合理设计供电系统和供电电压，以减少电能损耗，避免重复降压和多级降压造成的设备损耗；三，应当尽可能使变配电所的位置靠近负荷中心，减少变压级数，缩短供电半径，在合理的范围内控制供电半径，从而将线路电压损失减少到最小，促进供电网络运行效率和供电质量的提高；四，应当尽量提高设备的功率因数，因提高功率因数可减少线路损耗、变压器的铜损及线路和变压器的电压损失，还可以增加发配电设备的供电能力，从而可以很好的节能。
2.3 照明设备的节能
水利工程电气照明设计要以现行的国家规范和标准为依据，需满足不同场所的照度和功率密度要求。通常做法如下：一，最大程度上的利用自然光，要求电气设计人员和建筑设计人员相互配合，最大程度上利用自然光，同时与室内的人工照明相互结合，以达到节约电能的目的；二，使用能耗低的灯具，大力推广使用能耗低的灯具，一般普通的房间建议使用紧凑型荧光灯或高效荧光灯，如T5管、T8管；此外，随着技术的进步，LED照明的光效在不断提高，色温在逐渐降低，显色指数也在不断提高，目前发光效率可达70～100lm/W，整灯寿命达25000h，而且不含汞，比较环保，同时LED灯有多种颜色，尺寸小，非常适合夜景照明，目前价格也不会很高，使用LED灯具可以很好的达到节能的目的；第三，通过照明控制来节能，照明控制主要分为自动控制和手动控制，公共建筑应采用智能控制，并按需要采取调光和降低照度的控制措施，而住宅及其它建筑的公共部位应采用感应自动控制，道路照明可按路面亮度或季节、天空亮度自动控制开关灯，按人、车流定时或自动调控路面亮度。
3 泵闸节能设计示例
在上海市嘉定区的一个泵闸的设计中，设计流量是30m3/s，共设四台潜水贯流泵，电机功率选择335kW，这个功率的电机10kV、6kV、660V和380V电压等都有，需通过技术经济比较后才能确定采用哪个电压等级最合适。
目前上海市的主要供电电压等级为10kV、35kV（63kV）、110kV及220kV，故暂不考虑6kV电压等级的电机。虽然660V供电系统较目前普遍采用的380V系统具有输电能力强、电能损耗低、电压质量高、节约金属材料、供电安全可靠等优点，但上海市已做的水利工程中大多电机都是380V，采用380V电压等级也方便管理单位的维护和操作，故下文仅对10kV和380V电压等级进行技术经济比价。
1）.变压器年综合电能损耗
2）.电机回路电缆年有功电能损耗
式中 △PL-三相线路中有功功率损耗，kW；
R-每相线路电阻，Ω；
Ic-计算相电流，A；
τ-年最大负载损耗小时数，h，一般根据不同用电行业查表可得，本工程取2800h；
4根各100米的ZB-YJV-8.7/10-3×70电缆年有功电能损耗为
10kV电机电缆年运行费用为746×0.5=373元
380V电机电缆年运行费用为152677×0.5=76338.5元
3）.4根各100米的ZB-YJV-8.7/10-3×70电缆费用为500×100×4=200000元
4根各100米的2（ZB-YJV-0.6/1-3×240+1×120）电缆费用为1800×200×4=1440000元
4）.4台335kW电机的年运行费用为335×4×2800×0.5=1876000元
5）.若采用380V电机，电机需采用软起动方式起动，若采用10kV电机，电机可采用直接起动方式起动。
技术经济对比表如下所示：
表3-1 技术经济对比表
如上述计算可知，当采用10kV电压等级时，变压器及线路上的损耗都降低了，初期投入费也降低了很多，采用10kV电压等级电机的节能效果更好，该泵闸采用10kV电压等级后，每年可节约电费约18.7万元，初期投入费用可节约约123万，其效益是相当可观的。
4结语
总之，电气节能设计有着巨大的节能潜力，并一直贯穿于整个项目的设计、施工及使用的周期中。尤其是水利工程，电气节能设计已经逐渐的成为水利工程电气设计不可或缺的关键内容。因此，在水利工程电气节能设计中必须综合考虑，加强了解新节能设备的效果，进而选择出最佳的设计方案，真正的实现节能目的。
参考文献：
[1]卢飞.关于水利工程电气节能设计的问题探讨[J].中国科技投资，2012.
[2]王丽花.水利工程电气节能设计问题与思考[J].中外企业家，2013.
作者简介：
倪莉（1985.09.12），女；安徽；汉族；硕士研究生；工程师；研究方向：电气工程及其自动化；上海市水利工程设计研究院有限公司。
论文作者:倪莉
论文发表刊物:《河南电力》2018年8期
论文发表时间:2018/10/17
标签：水利工程论文; 节能论文; 变压器论文; 电压论文; 电机论文; 电气论文; 电能论文; 《河南电力》2018年8期论文;