简介:本文是电力和能源有关专科毕业论文范文与节能设计相关专科毕业论文范文.
摘 要：节约能源已成为我国的基本国策,为了有效响应国家能源可持续发展、节能减排政策的要求.铁路及城市轨道交通行业亦应将节能减排政策落实于铁路建设过程中,特别是铁路电力系统中,从建设的各个环节,降低消耗、减少损失、制止浪费,从而实现电力能源节约发展.所以,本文从电气设备的节能、变压器经济运行的节能、照明系统的节能、控制和管理系统的节能设计着手,对铁路电力节能设计进行了探究.
Abstract： Energy conservation has become China's basic national policy, in order to effectively respond to the requirements of the national energy sustainable development, energy conservation and emission reduction policies. The railway and urban rail transportation industry should also implement energy sing and emission reduction policies in the process of railway construction, especially in the railway power system, from all aspects of construction, to reduce consumption, reduce losses, and stop waste, so as to achieve the development of power energy conservation. Therefore, this http://127.1.1.1:801/xdl.php?url等于http://gzslib.vip.qikan.com/Text/article starts with the energy-sing design of electrical equipment, the economical operation of tranormers, the energy-sing design of lighting systems, the energy-sing design of control and management systems, and explores the energy-sing design of railway power.
关键词：铁路;电力节能;节能设计
Key words： railway;power sing;energy sing design
中图分类号：TM92;U221 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2020）14-0151-02
0 引言
在现代社会不断发展的过程中,促进了能源消耗的增加,能源逐渐枯竭,从而使我们对各行业提出了节能要求,铁路总公司响应国家节约资源的基本国策,相应了印发了相关的节能规划,要求各铁路单位贯彻执行.铁路运输耗电高、用电量大,节点潜力也大,抓好各建设铁路工序的节电是节约能源的关键,而设计是铁路建设的龙头,新版《铁路电力设计规范》（TB 10008-2015）也相应的增加了“电气节能与环保”的章节.所以,作为铁路电力设计人员,在设计过程中要重视电力的节能设计.
1 电气设备的节能设计
电气设备的节能主要是指在配电系统中的应选用国家推广的高效、低损耗的节能型电力变压器.《铁路工程节能设计规范》（TB 10016-2016）第7.1.7-1条以及《铁路电力设计规范》（TB 10008-2015）第14.4.1条均要求三相配电变压器的选择应符合《三相配电变压器能效限定值及能效等级》（GB20052）以及《电力变压器能效限定值及能效等级》（GB24790）的要求.
变压器的损耗主要有空载損耗及负载损耗两大部分,其次还有介质损耗和杂散负荷损耗.由于介质损耗和杂散负荷损耗其值很小,故可忽略不计.[1]
变压器的空载损耗（铁损）为Po等于KcPcGc（1）
式中,Po-空载损耗,W;
Kc-工艺系数;
Pc-铁芯材料的单位损耗,W/kg;
Gc-铁芯质量,kg.
根据式（1）,如果使Po降低,必须使Kc、Pc、Gc均降低,可以得出空载损耗与铁芯的磁通密度、材料性能、芯片厚度、加工工艺都有关系.
变压器的负载损耗（铜损）为Pk等于KmJ2Gm（2）
式中,Pk-负载损耗,W;
Km-与导电率有关的系数;
J-电流密度,A/mm2;
Gm-导线质量,kg.
根据式（2）,如果使Pk降低,在保证变比的前提下,提高必须匝间电压用来减少高低压线路匝数,使电流密度与导线质量适当降低,还可以从改变绝缘结构缩小绝缘体积,提高填充系数,减小线圈尺寸来达到降低负载损耗的目的.
低损耗的电力变压器是采用较高导磁的优质冷轧晶粒取向硅钢片和先进制造的新系列节能变压器,具有损耗低、效率高、质量轻等特点.低损耗变压器在节省电能、运行费用方面已经取得了显著的经济效果.日前设计过程中,已有多数路局设备管理单位要求选用非晶合金铁芯的变压器,型号为一级能效的SH16、二级能效的SH15型,其主要特点空载损耗非常低,一般只有采用普通硅钢片变压器的30%左右,选用低损耗的变压器既运行经济合理,又节省了能源,符合国家的节能政策.
2 照明系统的节能设计
照明节能所遵循的原则是在保证照明质量,为生产、工作、学习和生活创建良好的光环境前提下,尽可能节约照明用电.
铁路房屋照明节能设计中,电气设计人员必须要遵守《铁路照明设计规范》（TB 10089—2015）以及《建筑照明设计标准》（GB50034—2013）的要求,同时还要注意选用灯具的型号和布置方式.
2.1 合理選择照明灯具光源
照明节能一般采用照明的照明功率密度值（LPD）作为评价指标[3].所以,在设计时应保证铁路生产、生活用房室内照明功率密度值低于规范值,同时使用高效灯具、高光效、高效灯具附件也是不容忽视的问题.
近年来,LED光源已成为节能产品的主流光源,本章建议针对铁路站场、室内公共区照明设计等扩大使用LED光源.LED照明的特点有寿命长、起动性能好、可调光、光利用率高、耐振、适用低温环境、降低视觉疲劳、无闪烁等优势.
表1为LED灯与荧光灯的性能参数指标,通过表1可以看出来,在相同照度要求下,LED灯具的功率比较低,使用LED灯照明效果比既有照明光源要好.
2.2 照明系统控制的设计
照明系统控制主要分为自动控制和手动控制两大类,自动控制包括光控、时控、声控、红外线控制、智能控制等.上诉类型控制其目的就是通过合理控制灯具开关以节约电能.设计人员在设计过程中应合理划分控制单元,满足功能分区或分组、不同场景的节能要求.
公共建筑和车间、厂库的走廊、楼梯间、门厅、电梯厅等公共场所的照明,宜按建筑使用条件和自然采光状况采用分区、分组控制措施.其中,需要分时段、有规律长明的上述场所,可采用集中控制方式或夜间定时降低照度的自动控制装置;适宜就地控制的照明场所,宜采用延时自动熄灭或降低照度的开关[4].
铁路旅客站房内宜使用智能照明控制系统.充分考虑照明区域的客观需求,实现站房照度传感器位置的合理布置,对各个区域照度调节信息实时掌握,利用客运服务信息系统和照明系统信息的集成,在售票厅、候车室等区域,以站内人员密度、季节、地域等因素,利用智能场景控制的配置实现自动开关、调光[5].
在办公室区域中,通过热、光、声等移动检测集中控制灯光系统,合理通过照明设备,使照明系统与运营方式结合设置,调节控制程序,以模拟计算结果使场景模式、预设时间等实现照度调节,对区域照明灯具进行智能化的关闭、开启,使不同场合、时段的需求得到满足,从而实现节能、舒适的目的.
3 控制和管理系统的节能设计
铁路电力用户具有用电负荷点分散和供电可靠性要求高等特点,人工发现故障和检修费时、费力,若没有实时有效的监控管理手段,很难及时发现出现隐患或故障.同时,铁路的电力消耗也是行业运营成本的重要组成部分,如没有及时细致的管理分析系统,很难做到有针对性地节能降耗.《铁路电力设计规范》（TB 10008-2015）第14.5条要求铁路供配电系统的设计,应充分利用能源管理系统等控制和管理系统技术提高节能效果.
能源管理系统通过是对建筑物整体和局部实时能耗数据的采集、监视,进行数据分类、趋势分析、指标追踪,提供报警信息并输出日报、月报、年报、统计和报表,为企业提供能源设计、运行、维护使用的全生命周期的管理建议和方案,从而实现能源管理水平的提升.能源管理系统应合理划分采样分组和采样点,当设有联动控制功能时应与工程实际相适宜,力求系统最简,效率最高[6].能源管理系统具有为节能提供数据支撑、发现铁路用电能源浪费问题、设备管理单位可根据能源管理系统制定节能行动策略、验算铁路用电节能效果等优点.
近年来,随着铁路行业智能化的理念不断深化,铁路的一些大型的站房开始启动能源管理系统,如上海虹桥、南宁东站等.设计人员可结合设备管理单位的意见选择本地能源管理系统或者远程能源管理系统：本地能源管理系统由三层架构组成,从上而下分别为能源管理及控制层-网络通信层-现场设备层;远程能源管理系统在本地的基础上增加了远程能源管理层.现场设备层包括各类子系统,如冷热源管理系统、智能照明系统、楼控系统、、配电监控系统、引导显示等.
能源管理系统为大型站房、大型铁路枢纽、大型动车段提供了更加精细的能源管理措施,对于各路局管理单位节能降耗、降低运营成本具有重要意义.
4 结束语
作为铁路电力的设计人员,在进行铁路电力设计时,应充分考虑电气节能的设计,应符合国家节能减排政策的要求并与铁路规划的有关要求相结合,还应积极推进采用成熟、经济适用的节能和环保新技术、新设备.配电系统的设计要做到合理选低损耗的变压器,并使其经济运行,合理选择照明灯具的光源及控制方式,大型楼宇及站房选用能源管理系统,通过以上设计手段使得供配电系统的节能达到最优效果.
参考文献：
[1]钢铁企业电力设计手册[D].北京：冶金工业出版社,2014：289.
[2]中华人民共和国行业标准.TB10008-2015,铁路电力设计规范[S].北京：中国铁道出版社,2016：60.
[3]中华人民共和国国家标准.GB50034-2013,建筑照明设计标准[S].北京：中国建筑工业出版社,2013：41.
[4]中华人民共和国行业标准.TB10089-2015,铁路照明设计规范[S].北京：中国铁道出版社,2016：40.
[5]廖芳芳.铁路行业电气节能的设计与应用[J].铁道工程学报,2017（8）：101.
[6]中国航空规划设计研究总院有限公司.工业与民用供配电设计手册[D].北京：中国电力出版社,2016：1622.
总结：点评：该文是关于电力和能源方面的大学硕士和本科毕业论文以及节能设计相关电力和能源论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.
节能设计引用文献:
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