新疆温泉水电站电气设备的节能设计应用分析

               新疆温泉水电站电气设备的节能设计应用分析

金亮

新疆水利水电勘测设计研究院有限责任公司 新疆乌鲁木齐 830000

摘要:本文主要探讨的是新疆温泉水电站的电气设备节能设计应用及分析，加强节能工作是深入贯彻“坚持开发与节约并举，把节约放在首位”的方针，落实科学发展观，建设节约型社会、环境友好型社会，合理利用能源，切实提高节能水平和能源利用效率的一项重要措施。对设计中严格采用节能技术，执行节能标准，降低能源消耗，合理有效地利用能源，优化工程设计具有重要意义。本文主要分析了温泉水电站工程中电气设备应用节能设计方法及原则以及相应措施来提高水电站能耗控制水平;并结合实际情况提出优化设计方案等策略来节约能源资源空间利用率。

关键词: 电气设备 节能设计 温泉水电站

1、工程概括

温泉水利枢纽工程位于新疆维吾尔自治区阿克苏地区拜城县境内，工程坝址位于卡普斯浪河上，距离出山口上游27km，距木扎提河汇合口约65.6km，距拜城县县城约48km。温泉水利枢纽工程是卡普斯浪河上的控制性工程，水库正常蓄水位1900m，正常蓄水位相应库容4772万m3，死水位1855m，死库容567万m3，兴利库容4205万m3，设计洪水位1900.0m，校核洪水位1901.9m，总库容5082万m3，电站装机容量24MW，多年平均年发电量0.9亿kW·h，装机年利用小时数3750h。温泉水利枢纽工程具有灌溉、工业供水、兼顾发电等综合利用效益。

2、电气设备的节能设计

电气设备选型中，优选具有节能质量认证标志的适用的电气产品，禁止选用国家明令禁止淘汰的高耗能产品，避免选用技术落后，耗能过高的产品和设备，选用能耗低的电气设备。

1）电气设备节能要求

①电站开关站选址设计中尽量节约土地，少占用林木资源。

②优化设备布置，降低电缆长度。

③综合考虑优化选择主变压器参数。

④合理选择厂用变压器电压等级及容量、选用低损耗变压器。

⑤合理配置，降低照明系统损耗。

⑥全面提高电厂的自动化水平和劳动生产率。

3、电气设备节能措施

①设备布置

主变压器布置在副厂房上游侧，发电机出口至主变压器选用共箱封闭母线，布置上尽量合理，缩短布置距离，减少电缆损耗。

②变压器设备

主变压器与发电机额定容量相匹配，选择低能耗11型变压器。厂用变压器均按照低能耗13型变压器的效率要求进行参数选择。

③厂用电供电系统设备

本电站厂用电系统负荷数量较多且分布在厂区各部位，厂用电供电系统的节能设计除选择节能型的厂用变等配电装置外，对于负荷相对集中的部位，采用高电压等级将电能送到负荷中心经降压后向负荷供电。避免了低电压大电流长距离输电而造成的损耗。

④照明设备

根据建筑物的布置特点，照明设计分室内、室外两部分。室内照明包括主厂房、副厂房、闸房、管理区等部位；室外照明包括进大坝及上坝公路等部位。

不采用白炽灯作为照明光源，采用LED灯、金属卤化物灯、节能灯，以降低光源耗电量。不需要长时照明的场所，照明开关的设置应尽量考虑便于做到人走灯灭。主要照明场所（如主机间等）应做到灯具分组控制，使得电厂人员可根据不同工作的需要调整照度。

本工程所在地太阳能比较充足，厂外照明考虑采用太阳能路灯路灯，以达到节电的目的。

⑤控制保护及通信

电站按“无人值班”（少人值守）采用全计算机控制系统原则设计，实现对所有机电设备的监视控制，全面提高电厂自动化水平和劳动生产率。

在通风和供、排水泵系统的设计中采用变频器或软启动器启动；在闸门启闭机系统中采用频敏变阻器启动或软启动器启动，在机组辅助系统和公用系统设计中采用软启动器启动等，既有利于改善电动机的启动特性，又较大的降低了电动机的启动电流、并减少了对厂用电系统的冲击，满足电站节能降耗的运行要求。采用PLC控制以提高电站安全运行的可靠性、提高有关设备的使用效率、减轻运行值守人员劳动强度，提高电站整体的综合经济效益。辅助设备按主用/备用自动轮换方式运行，以排除单台设备长期运行带来的疲劳、发热等意外损坏，满足电站节能降耗的运行要求。

为了便于值守人员集中监视，电站设置一套功能完善的工业电视系统，并配合火灾自动报警系统，辅助计算机监控系统实现远方监控，减少了现场巡视人员的工作量，实现了集约化管理，提高了效率。

全厂保护系统均采用微机型，微机型保护装置可以降低交直流回路的耗电量，达到节能降耗的运行要求。监控系统、保护系统为计算机自动控制系统，能耗较低；开关柜及母线等选用了以铜为主的导体，电阻率较低，将有较好的节能效果。

厂用变压器采用低损耗的13型干式变压器，其负载损耗和空载损耗均按照GB 20052-2013《三相配电变压器能效限定值及节能评价值》的损耗值，符合国家节能降耗要求。

4、节能设计在水电站工程中的应用

在水电站工程中,经济性是一个重要的原则,因此，节能设计需要考虑到成本效益问题。首先要保证水能供应充足。在进行节能设计时需要考虑到的成本问题都要妥善处理好。设备选型时尽量采用先进技术、工艺和产品。例如:精益生产方式;节约材料资源等都能实现降低能耗成本并保证质量水平;优化操作模式和组织结构使之更加合理化以达到减少维修费用的目的等等这些措施都是为了节省水电能源而实施的节能行为所必须考虑到的，从而避免了经济性问题带来环境污染与生态损害现象发生。

5、总结

在水利水电工程中，遵循国家法律法规及有关设计标准的规定，满足有关节能规划和节能设计的要求。在工程设计中贯彻节能降耗设计思想，通过技术经济能源环境等综合分析比较论证，选择设计方案。根据工程特点，分析能耗指标，明确节能目标，落实节能设计。采用节能新技术和新工艺，对落后的耗能过高的产品、设备实行淘汰制度。