某污水处理厂供配电系统设计

某污水处理厂供配电系统设计

白磊

宁夏建筑设计研究院有限公司市政所宁夏银川750001

摘要：通过对某污水处理厂供配电系统的分析和阐述，提出了某污水处理厂供配电系统设计中需考虑的相关内容及有效措施，对污水处理厂的设计提出一些参考。

关键字：建筑；电气设计；节能措施

导言

近年来，随着我国社会生产力的提高，社会经济高速发展，人们对环境资源的污染也日益的严重。水资源是大自然给予我们的宝贵资源，是人类社会发展不可或缺的重要资源，它关系到人民的生活健康，工业企业的良好发展。建立起良好的城市生活、工业生产的污水处理厂是非常重要的。同样污水处理厂中的供配电系统的安全性、可靠性也是至关重要的。作为我们设计者需立足长远，本着安全、实用、可靠的原则落实好污水处理厂供配电系统的设计工作。

以下本文就某污水处理厂的供配电系统展开详细的说明。

一、工程概况

某污水处理厂，主要处理生活污水以及工业废水，污水处处理规模：20000m³/d。该污水处理厂规划占地面积约174.67亩。污水处理厂内主要构、建筑物有：1）粗细格栅间、沉砂池2）调节池及提升泵房3）事故池4）气浮池5）水解酸化池6）A2O池7）二沉池8）深度处理车间（高效澄清池+V型滤池）9）反冲洗泵房10）臭氧发生设备间臭氧氧化接触池11）接触消毒池12）污泥浓缩池13）污泥提升池14）污泥井15）污泥脱水机房16）在线监测间17）鼓风机房、变配电室18）加药间、机修间、仓库19）办公楼20）门房

二、供配电系统设计

1、电力负荷分级

根据《供配电系统设计规范》（GB50052-2009）第3.0.1条，《室外排水设计规范》（GB50014-2006）第6.1.19条的规定，污水处理厂内所有污水处理工艺设备的用电均为二级负荷，厂区内的办公用电、厂区道路照明用电为三级负荷。

本次工程的二级负荷总安装容量2932.93KW，计算有功功率1608.3KW，计算视在功率1407.1KVA，；全厂三级负荷装机功率为222.55kW，计算功率为178.04kW，计算容量为189.4KVA；

2、供电电源

本污水处理厂大部分为二级负荷，建议实施双路供电。电源由附近电网架空引来，经两路架空10KV高压电力线路引至污水厂变配电室。两路电源同时工作，互为备用。

3、高压配电系统

本工程在污水处理厂区新建一座变配电站，变配电室内安装有两台2000KVA变压器，10kV/0.4kV，两台变压器互为备用，并且变配电室内的空间也满足远期电力增容需求。

高压侧设置两段母线分列运行供电方式，母线间设置母线联络柜。正常时两路电源同时供电，当有一路电源故障时，首先切除故障电源，尔后母联自动合闸，由另一路电源承担所有负荷。要求两台进线柜之间设电气和机械联锁。

保护设定：10kV进线设置速断、过电流保护，动作于跳闸；变压器设置电流速断、过负荷及温度等保护，动作于跳闸。

高压配置：高压进线柜2台，互感避雷柜2台、高压出线柜4台，10kV高压开关柜选用KYN-28A型带五防的户内交流金属铠装移开式开关设备。

变压器室采用抬高式方案，并考虑室内检修及内巡视。

供电部分详细设计最后由当地供电部门提出。

4、低压配电系统

低压侧采用单母线分段运行的接线方式。低压两段母线分列运行供电，母线间设置母线联络柜。正常时两台变压器同时工作，当有一台变压器故障时，首先切除故障电源，尔后母联自动合闸，由一台变压器承担所有二级负荷。要求低压两台进线柜之间设电气和机械联锁。

变压器低压侧设无功功率自动补偿装置集中补偿，补偿后功率因数达0.9以上。计量方式采用高供高计，动力照明一并计量，计量装置安装在配电间。

低压配置：进线柜两台，补偿柜两台，母联柜一台，配电柜若干台。

应考虑预留后期所需的高、低压配电柜的安装位置和必须的建筑面积。变电所内统一设置直流屏，为变电所提供直流操作电源。变电所需配备完善的信号采集系统。

5、保护方式

1）继电保护

①.高压进线开关设置电流速断及过电流保护。

②.变压器设短路，过负荷，过电流，单相接地及温度保护。

③.低压配电间总开关设过负荷延时，短路速断保护，低压用电设备及馈线电缆设短路及过载保护。

2）接地保护

本工程厂区各单体供电采用TN-S系统，强、弱电系统接地、重复接地、保护接地采用联合接地，接地电阻不大于1欧。变电所内变配电设备、污水处理设备金属外壳、进、出建筑物的所有金属管道及正常非带电金属部件、自控仪表、电缆金属外皮等均应与接地装置可靠联接。

6、照明供电系统

全厂照明配电采用就近原则从附近的控制柜引出，供生产车间、生产辅助楼、门房及厂区路灯照明。

灯具选配：

①.生产车间选用防水防尘防腐型灯具。

②.生产辅助楼、门房选用双管荧光灯灯具。

③.厂区路灯选用庭院路灯。

④.绿化带选用草坪灯。

⑤.污水处理池顶选用金属卤化物灯。

⑥.中控室，配电室等重要场所设应急照明灯具。

照度根据建筑照明设计标准及民用建筑电气设计规范要求的照度标准设计。

7、电缆选配及敷设方式

1）、电缆选配

①动力电缆选用交联聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套YJV型电缆。

②照明和控制部分导线选用聚氯乙烯绝缘BV电缆。

③检测仪表信号线选用带屏蔽层聚乙烯绝缘PYPV电缆。

2）敷设方式

①户外电缆主干线采用电缆沟敷设。由电缆沟引至水泵或机电设备的支干线采用钢管保护埋地敷设（保护钢管内径不小于电缆外径的1.5倍）。

②室内电缆采用电缆沟、直接埋地、电线管三种敷设方式综合使用，以求简洁美观。照明线路在户外共用动力电缆的电缆沟，引至电线杆或室内的支线采用钢管埋地敷设，室内照明采用预埋钢管暗敷或塑料线槽明敷。

③在特殊场合，如酸碱腐蚀性强的场所，电缆保护管选用PVC塑料管。

④处于爆炸性环境内的电气设备应采用防爆型。

8、电气控制系统

全厂工艺设备均采用手动机旁控制与单元可编编程控制器集中自动控制相结合的方式。在就地机旁按钮箱上设有的转换开关，当转换开关处于手动位置时，可在机旁控制；当转换开关处于自动位置时，可编程控制器按预先设置的程序进行自动控制。

潜污泵、鼓风机、混合液回流泵等大功率水泵均设置变频调速控制系统。

结束语

笔者认为我们在污水处理厂的设计工作中应注意以下几点：

1、合理的布置变配电室的位置，变配电室应布置在厂区中心位置。要满足供电半径的要求，同时要考虑室外电缆的节约。

2、合理的规划供配电系统的接线形式，慎重选择变压器的容量，确保二级负荷供电的可靠性。

3、对大功率电机采用变频控制，起到节能作用。

总之，城市污水处理厂是我国非常重要的城市市政公用配套设施，保障污水处理厂运行的稳定性、安全性是实现社会稳定的重要途径。因此，设计人员必须在前期设计时充分考虑合理规划来确保城市污水处理厂的供配电系统的稳定性。

参考文献

[1]《供配电系统设计规范》（GB50052-2009）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）

[2]《室外排水设计规范》（GB50014-2006）