论市政设施电气及自控系统的节能设计.pdf

1、论市政设施电气及自控系统的节能设计户谭明【摘要】加强市政设施的用能管理，科学高效地利用能源、节约能源，是目前市政工程电气及自动化控制优化设计的重要任务。文章介绍了市政工程的用电设施、供配电系统、照明灯具、大功率电机启动设备和智能控制系统的等方面的节能设计优化。【关键词】市政工程用电设施供电配电智能控制节能设计在现代城市既追求亮化、绿化、美化又讲求生态、低碳、节能的前提下，面临市政行业消耗电能的迅速增长，市政工程电气及自动化控制的节能问题就显得尤为重要。加强市政设施的用能管理，科学高效地利用能源、节约能源，是目前市政工程电气及自动化控制优化设计的重要任务。一、主要的用电市政设施和市政工程要素市政

2、设施一般是指道路设施、电力设施、绿化景观、消防及排水设施、城市家具及户外广告等。市政工程就是对这些设施的建设施工和维修工程。其中用电市政设施和市政工程主要有：（1）道路设施。道路是车辆和行人出行的重要设施，大到主支干道，小到胡同弄巷。用电路面设施主要是路灯、公交路牌、地铁站口、交通标识、灯箱广告等。（2）涉电设施。道路两侧的高压铁塔、电力杆线、照明杆线、变压器及开闭所、通讯网络监控基站等弱电架杆以及“杆线下地”工程等。（3）消防及给排水设施。加压泵站的用电和消火栓、污水管道和雨水排放及检查井等设施的维修施工用电。（4）绿化景观。河边路旁和街心公园种植的树木花草、绿植造型、亭廊假山等小品景观的灯

3、光照明及维修施工，人造水系的泵房用电。（5）城市家具。城市信息设施、环境卫生设施、运动健身设施、休闲服务设施、便捷交通设施、围墙围挡的照明与灯光装饰。市政电气及自动化控制的要素是以上设施的驱动、照明、灌溉、维修用电管理。包括供、变、配电系统的安全保护、防雷与接地、智能自动化控制、火灾自动报警系统等。市政工程电气及自动化控制系统的节能改造，工程设计是首当其冲的重要环节。通过优化设计技术，结合经济、社会效应等条件，切实可行的具体措施，达到改造效果，实现节能目的。二、市政工程供配电系统节能设计供配电系统的节能设计，包括设备的配置与选择、用电器驱动的及智能自动化控制的优化设计和照明节能设计等。大型市政

4、工程項目的负荷等级一般为二级。因此，稳定可靠的电源和供电系统是工程项目正常运行的基本保障。（1）变电站的位置。用电负荷中心是变电站设置的“靶心”。变电站的位置要尽可能靠近负荷中心，一是缩短电缆降低初始投资，二是可有效地减少线路电损，降低供电成本。三是变电站越靠近负荷中心，供电的稳定性越高，有利于供电安全。（2）变压器。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。一是变压器供电范围，根据负荷容量及分布情况做出合理分配，选取负荷与容量相配的变压器，并使其工作在高效区内。二是变压器效率，负荷率在 30%75%之间是经济运行区，负荷率在 50%-60%时，变压器效率最高。三是防止变压器轻载或空

5、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 S13 系列、干式变压器SC10 系列以及非晶合金变压器 SH11 系列。（3）配电级数。尽量减少配电级数，使供配电系统简单化。一般配电级数不要超过三级，既可降低电能损失，又方便维护管理，从而提高配电系统运行的稳定性。（4）无功补偿。合理的无功补偿，可以提高功因素达到节能目的。功率因数是评价配电系统经济运行的指标之一，使用动态补偿无功装置，避免大量的无功电能消耗，提高设备使用效率。三、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。可从光源选择、附属装置和智能控制三个方面予以节能优化设计。（1）光

6、源选择。大型泵房、厂房等开阔型空间建筑的照明，优先考虑采用高压钠灯、LED 等高效节能型光源。配电室、仪表间、值班室等小型 空间可采用荧光灯和 LED等。道路照明首选 LED 灯或功率因数不小于 0.85 的高光效钠灯;在山区公园等场所可选用太阳能、风光互补等新型清洁型能源路灯。（2）灯具附属装置。主要是使用低损耗的电感镇流器或电子镇流器。（3）智能控制。照明系统的智能控制借助于计算机对运行时间的精确设置，在规定时间和光照度的前提下实现灯具的自动开关、智能调光、色彩变换、延时控制和场景设置等。四、大负荷用电设备的软启动及变频控制市政工程中的大负荷用电设备主要是由大功率电机拖动的水泵、风机等。（

7、1）电机的软启动。电机的启动电流是额定电流的 4-7 倍，尤其是大容量电机，过大的硬启动电流会导致配电网络电压急剧下降，甚至引发功率振荡，使电网失去稳定。另外，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宜采用软启动器，电动机软启动属于平滑启动，输出电压逐渐增加，启动电流逐渐加大，电动机缓慢加速，直到电动机达到额定电压的机械特性，有效地避免了因启动过流引起的跳闸断电。（2）电机的变频控制。为了使电机在调速时保持恒转矩，可采用变频器让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。五、自动化控制系统随着网络信息和计算机控制技术的发展，以 PLC 为代表的智能自动化控制系统已经广泛地应用于市政工程领域。其投资占比很小，发挥作用巨大，可以有效地降低劳动强度，提高工作效率、保障生产质量。目前，工业控制化网络正在向无线技术及智能传感器技术的方向发展，进一步增强了工业控制的通信性能，同时也对市政工程用电系统的节能起到很好效果。参考文献：1周加育.浅谈市政工程电气的节能设计Z.中国论文网，2016.2黎娟.建筑电气设计节能综述J.现代建筑电气，2012.