吴金峰1张延林2
1.安陆市解放山水库管理处湖北孝感432000；
2.湖北大禹水利水电建设有限责任公司湖北武汉430000
摘要：节能已成为当前我国各行业可持续发展和环境保护的一项重要任务，水利工程建设的快速发展也同样需要进行节能降耗设计。本文从水利水电工程电气节能设计的重要意义入手，重点对当前其电气节能设计中存在的问题进行了分析研究，并有针对性的提出了相关的技术及管理措施，以供同行参考。
关键词：水利水电；电气；节能；设计
1.引言
随着经济的发展，人类面临的环境和能源问题也日益严峻。而作为能源创造工程，水利水电工程也是能源消耗较大的工程，因此在水电工程中，应树立节能环保理念，以“重需求、低消耗、新技术、促环保”为原则，不断优化电气节能设计，以求最大限度节约能源，有效提高利用率，从而实现经济与环境效益的最大化。
2.水利水电工程中电气节能技术的重要意义
节能减排是我国新时期建设的首要任务，在我国“十二五”规划中也提出了推进节能减排改造的要求，绿色环保节能工程已经成为今后发展的重点。而且长期的高负荷用电还会导致风险事故的发生，严重危害人民的生命财产安全，这些都是水利工程节能发展的需求所在。而新型电气技术的应用可以从多方面改进以往水利工程中存在的能耗和风险过高问题，减少供电传输中在线路和网络中损耗的能源，同时将节能设备及材料应用到工程之中，将用电过程中能源损耗降低。
3.当前水利水电工程电气节能设计中存在的问题
3.1电气节能设备落后，能源利用率低下
目前，水电工程的规模在不断扩大，但对于电气设备更新和升级的投入却没有跟上，水电工程中基本以大功率、高能耗的电气设备为主，使用时间较长，技术和型号相对落后，甚至一些被国家明令禁止的产品和设备也在普遍使用。此外，大量灰尘和颗粒物的长时间吸附，使设备的散热性大大降低，绝缘性也变差，不仅造成了能源上的过多消耗，也带来了安全上的隐患。
3.2节能设计缺乏有效的标准和依据，技术水平落后
电气节能设计的另一个关键问题是技术问题，节能技术落后，节能化设计缺乏有效的标准和依据，经济技术分析不全面，导致设计的质量难以保证，效益不高。例如，电气设备线路出现电路迂回的问题，造成线路上能源损耗严重；谐波治理和无功补偿设备的安装点设置不合理，造成额外消耗；在综合分析变压器费用问题时，没有折算变压器的经济优化费用等。
3.3电气系统的自动化和统一化控制管理水平较低
电气自动化控制是水电行业未来发展的趋势，它不仅能大大降低人工劳动强度，增强传输信息的及时性、准确性，也减少了发生事故的可能性，保证了设备正常运行。然而，目前我国大部分水电工程电气系统缺乏智能化、自动化设计，电气系统的统一化和系统化控制管理水平低，缺乏多系统之间的集成管理和自动化分析、调控。单纯依靠人工控制，难以处理多系统的庞大信息量，影响了设备的工作效率，造成操作效率较低、时间长。更重要的是，其无法从整体上对节能设计作出科学、合理、统一的规划，难以实现工程的整体节能效果，甚至造成系统之间的能源浪费。
4.水利水电工程电气节能的优化设计策略
4.1技术措施
第一，减少配电线路中的电能损耗。在电气节能设计中，要重点考虑减少配电线路中的能源消耗。配电线路中的电能损耗取决于线路的阻抗和电流，可见，减小电能消耗一方面要选择合适的导线材料，降低线路电阻。一般的工程线路以铜芯为主，但其造价高，线损大，因此可以改成铜铝复合线，以降低线路热能消耗。另一方面，在设计过程中，重视控制配线长度，采取直线型布线形式，减少因线路过长而产生的大量能耗。线路能耗的降低，不但可以提高能源的有效利用率，也可以进一步加强线路的安全性能，降低安全事故发生率。此外，还需要增大导线截面积，这样虽然增加了线路费用，但由于节约能耗而减少了年运行费用，综合考虑是合算的。
第二，改进照明系统的节能设计。首先，加强对自然光的充分、合理利用，使自然光与室内人工照明有机互补，从而达到节约人工照明电能的目的。其次，选择高效光源，所谓的高效光源即显色指数高、调光性能好、使用寿命长且便于启动的高性价比光源。最后，根据工作场所的不同选择不同的光源及照明电器附件，如室内操控选用自镇流荧光灯并配用电子镇流器，通过加强灯管光效、减少镇流器自身功耗，达到节能目的，并且消除了屏闪和噪声，延长了灯管寿命。
第三，优化变配电变压器的节能设计。变压器是水电行业中的高耗能设备，因此，对变压器的节能设计势在必行。变压器的损耗主要分有功损耗和无功损耗，前者由变压器铁芯材质和内部结构决定，后者则由线圈材质和导体截面形成。对配电变压器的节能优化基本措施包括：首先应大范围推广使用S12、S11等低损耗高能效的配电变压器；然后在实际调度运行中，根据不同的系统负荷变化特性，科学、合理地选择变压器容量、数量和最佳的调度运行模式，在技术上主要通过采用动态无功补偿装置来提高配电变压器功率因数的措施来有效提高配电变压器的综合利用水平。近年来，随着材料技术不断发展以及变压器厂对变压器结构的不断改进，节能型变压器得到了快速发展，应在水电工程建设中大力推广和使用。
4.2管理措施
第一，全面把关，强化质量管控，提升人员综合素质。优质的设计策略，仰仗于设计人员具备良好的业务素质、扎实的专业知识以及科学的工作态度。为此应做好相关工作人员的终身教育培训，提高设计人员的业务能力，提升工程设计整体水平。激发设计人员创新工作理念，按时做好考核管理，同时成果应同绩效管理全面集成，并可多方位的吸引高精专人才参与。对于高技术含量性工作、结构体系相对复杂、难度较高的工作任务应加强管控，进而推动整体队伍设计质量的优化。
第二，强化设计前期相关数据资料汇总管理，实施勘察设计有效进行招投标管理。为确保设计方案科学合理、贴近实际，应在前期阶段做好相关数据资料的汇总管理，设计方应主动引入现代化、先进性科学技术、优质性能的勘察探测设施、施工机械设备，并配置综合素质全面的专业技术人员。此外，设计人员还应由工程项目实际情况入手，全面的搜集整理丰富地质水文数据、自然资源资料、施工条件等资料，做好工程前期的设计规划与勘察分析研究。同时为提升设计水平，应积极履行勘察设计的招投标管理，通过优选设计机构履行招投标管理制度。目标在于通过竞争管理制度有效的预防专业垄断，并可借助招投标管理选择资质最为优秀、信誉良好的施工方实施工程设计，预防设计机构独大问题。再者，可令设计方形成危机意识，并激励员工产生主动性积极性，精心做好方案的优化设计。
第三，进一步提高施工队伍整体素质和职业技能。为确保整体工程的施工质量，要在施工前确定施工人员的责任分工，做到责权分明，责任到人，应建立和健全质量管理责任制。在明确质量目标的前提下，做好工程进度管理，并且明确工程完成期限，避免为盲目赶工而不顾工程质量，从而造成设备及材料的浪费，给整个工程造成损失的情况出现。
5.结语
总而言之，电气系统的节能潜力巨大，节能贯穿于项目的设计、生产、使用整个过程中，水利工程更是如此。如今，在水利工程电气的设计过程中，节能理念已经成为不可缺少的部分。因此，电气节能设计需要综合考虑各方面因素，使用最优方案来实现设备节能的效果。
参考文献：
[1]张诗淋.浅析电气自动化的节能设计技术[J].东方企业文化.2012（08）
[2]尹晓林.有效提高水利水电工程设计水平的途径探讨[J].中国高新技术企业.2015（09）
[3]吐送巴克?依明.关于电气设计相水电站关问题探讨[J].电子技术与软件工程.2013（13）