摘 要:随着市政行业的迅速发展其消耗的能源也在迅速增长,而消耗的能源大部分都是以电能的方式消耗的,因此在能源日益短缺的今天,关于市政工程电气的节能问题显得尤为重要。文章叙述了市政电气节能的重要性,从设计角度提出合理设计供配电系统、优选电气设备、照明灯具、优化智能控制系统等方面,对市政工程电气节能设计进行了分析。
关键词:市政;电气设计;节能
引言
随着社会的不断进步与科学技术的不断发展,受到人口增长和经济发展的影响,环境问题越来越突出。目前,世界各国都采取了一系列措施来减少污染,改善环境。其中,能源消费日益增长,成为制约人类发展的最重要因素。节约能源是指增加能源利用,减少能源消耗的一系列行为,是关键的也是最直接有效的解决能源问题的重要措施。
“十二五”期间,中国城镇化发展进入新阶段,预计城镇化率年均提高,到2015年达到52%左右,到2030年达到65%左右。我国的市政行业也进入高速建设和发展期。根据《中华人民共和国节约能源法》所称节约能源,是指加强用能管理,采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施,从能源生产到消费的各个环节,降低消耗、减少损失和污染物排放、制止浪费,有效、合理地利用能源。如何做到节能,是目前市政电气优化设计的核心问题所在。这也是未来市政工程电气节能技术的攻关方向。
1 市政工程电气设计概况
市政是指城市道路、桥梁、给排水、污水处理、城市防洪、园林、道路绿化、路灯、环境卫生等城市公用事业工程。
市政工程电气设计包括供配电系统、变配电系统的保护、配电设备、照明、防雷与接地、智能自动化控制、火灾自动报警系统等。市政工程电气系统节能,首先应从设计阶段着手,通过技术优化,结合经济、社会效应等条件实现节能目的。在设计阶段应以优化设计为主切入点,其中供配电系统节能设计、节能设备的选择、照明节能设计、智能自动化控制的优化设计,通过切实可行的具体措施,可以达到节能效果。以下是具体的市政工程电气节能设计措施。
2 供配电系统节能设计
在一般大型市政工程项目中,负荷等级通常为二级。因此,可靠的供电系统是保证项目运行的基本保障。其供配电系统的节能措施,应灵活考虑布置变电站。将变电站尽量布置在靠近负荷中心的位置,这样电缆的初始投资大大降低,同时,也有效地减少因距离问题而产生的线路损耗,起到降低供电成本的作用。变电站的位置选择同样影响供电的安全性能。越靠近负荷中心供电,稳定性越高。
变压器是供配电系统的“心脏”,如何合理的选择变压器,是关系到整个供配电系统的最重要因素。在考虑选择方案时,应根据负荷容量及分布情况,对负荷进行合理分配,确定变压器供电范围。同时考虑变压器效率,再从经济角度根据年投资和年运行费用,选取负荷与容量相配的变压器,并使其工作在高效区内。一般情况下负荷率在30%~75%时,是经济运行区,负荷率在50%~60%时,变压器效率最高。同时防止变压器轻载或空载运行,以达到变压器节能的目的。目前,我国推荐使用节能型变压器型号为油浸式变压器S11系列、干式变压器SC10系列以及非晶合金变压器SH11系列。
同时,在工程设计中,也应当做到尽量使供配电系统简单化。减少配电级数,一般不超过三级,易管理维护,可降低电能损失,提高配电系统运行的稳定性。
另外,功率因数是评价配电系统经济运行的重要标志之一,大量的无功电能消耗设备使用效率。因此,合理的使用无功补偿装置,如动态补偿无功装置,可以提高功因素达到节能目的。
3 节能设备的选择
节能设备的选择首先应考虑合理、合适地降低设计参数,避免不必要的功率浪费。其次在选择设备时,应采用新技术、新工艺的节能设备。在市政工程中,大型负荷供电设备有如污水厂或泵站的各类水泵、提升泵、大型风机等。电机硬启动时,启动电流是额定电流的4~7倍,当电机的容量相对较大时,过大的启动电流会导致配电网络电压急剧下降,严重影响同电网其他设备的正常运行,甚至引发功率振荡,使电网失去稳定。同时,起动电流中含有大量的高次谐波,会与电网电路参数引起高频谐振,造成继电保护误动作、自动控制失灵等故障。因此,一般风机水泵类大型负荷可采用变频器或软起动器。变频器控制电机原理是在调速时使电机保持恒转矩,频率随电压调整正向波动,当到达最高频率时,电压和供电电压相仿,以达到让电机平稳启动,减少电机启动瞬间的大电流对电网的冲击的目的。同样还有使用软启动器启动电动机时,输出电压逐渐增加,电动机逐渐加速,直到电动机工作在额定电压的机械特性上,实现平滑启动,降低启动电流,避免启动过流跳闸。
4 照明节能设计
市政工程中的照明设计主要分为建筑照明和道路照明两类。根据《建筑照明设计标准》.
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