广州市市政设计研究总院 510060
摘要：随着社会经济的不断发展，人们生活水平的不断提高，对环境问题也越来越重视。当前水资源污染是较为严重的，因此，污水处理厂的建设规模越来越大，如果供电系统发生故障，将会造成设备瘫痪，导致全厂停运，造成重大损失，甚至影响企业中水循环系统的正常运营。本文主要结合某污水处理厂分析了其供配电系统的设计。
关键词：污水处理厂；供配电系统；设计
1污水处理厂供配电系统设计原则
污水处理厂工艺及设备性能要求供电可靠，一般不允许停电，因此，污水处理厂供电系统应按二级负荷标准实施。污水处理厂中的主要电气设备包括以下两类： ①中压大功率设备，主要是鼓风机等，采用中压供电方式；②低压小功率设备，包括搅拌器、水泵、电动阀门等，一般采用按流程分区供电方式。针对以上特点，污水处理厂的供配电系统设计应遵循以下原则：a .考虑供电的可靠性， 采用两路电源供电。b.根据不同设备的功率大小及电压等级，合理配置变配电室，优化负荷组合，缩短供电距离，节约电力设备成本。根据当地电力部门要求，合理配置无功补偿装置。c .根据设备需要，选择合适的启动方式，并兼顾对整个系统及周围设备的影响。d .考虑周围环境及气候影响，安装防雷设备，选用合理的接地方式。
2实例分析
2.1工程概况
某污水处理厂日处理量为10万吨，由于所在地区为热带气候，设计考虑了长期高温的工作环境。污水处理工艺流程大致分为以下三个部分：a .预处理，包括粗格栅、原水提升泵站、细格栅、除油沉砂池等工艺流程。b.二级处理，包括高效沉淀池、生物滤池、鼓风机房、反冲洗水池等工艺流程。c.三级处理及污泥处理、除臭等工艺流程。其中二级和三级处理都需要化学品投加工艺。
2.2供电电源和电气负荷
本工程供电由当地电力部门提供两路11kV电源。11kV配电站主接线采用单母线分段，设母联开关。正常运行时，母联断开，两路电源同时工作。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆本工程的中压设备（4台500kW鼓风机），需要11kV供电电源；低压设备（除鼓风机外的其他所有用电设备），需要415V供电电源。因此，供配电系统分为中压配电系统和低压配电系统。
2.3 配电系统
污水处理厂的供电要求随工艺的变化而不同。根据业主的管理要求及节能的需要，本工程配置一个11kV配电站和3个变配电室。11kV配电站位于鼓风机房正南方，2路11kV电缆进线为11kV鼓风机及全厂其他用电设备供电。1＃变配电室与11kV配电站相邻，2路11kV电缆进线来自11kV配电站，设置2台800kVA变压器，为2＃配电室、生物滤池、鼓风机房、三级处理、除臭、紫外线消毒、服务水等工艺流程供电。2＃配电室位于高效沉淀池附近，2路415V电缆进线来自1＃变配电室，为细格栅、除油沉砂池、高效沉淀池、反冲洗水池等工艺流程供电。3＃变配电室位于化学品间和污泥处理室中间，2路11kV电缆进线来自11kV配电站，设置2台500kVA变压器，为粗格栅、污泥处理、化学品投加等工艺流程供电。
2.3.1 11kV 配电系统
11kV配电系统采用单母线分段，设母联开关，以电缆放射式向中压鼓风机及1＃、3＃变配电室供电。采用真空断路器及具有通信功能的微机综合保护装置实现11kV配电系统的短路、接地、过负荷保护。11kV开关柜包括2台进线柜、2台计量柜、2台避雷/PT柜、1台母联柜及8台出线柜（其中4台分别为1＃、3＃变配电室的11/0.15kV变压器供电，4台为11kV鼓风机供电）。11kV开关柜具有完善的五防措施，确保人身和设备安全。真空断路器采用弹簧储能操作机构，直流操作。
2.3.2 低压配电系统
1＃、3＃变配电室的变压器低压侧均采用单母线分段，设母联开关。低压配电系统采用空气断路器的短路速断、短路短延时及过载长延时电流脱扣器，实现对低压配电线路及用电设备的短路及过负荷保护。其中变压器低压侧总断路器设短路速断、短路短延时及过负荷长延时三段保护，其它配电断路器设短路速断及过负荷保护。低压配电系统采用TN-S接地型式。变压器中性点接地和电气系统保护接地共用接地装置，其接地电阻不大于1Ω。
2.3.3无功补偿
根据当地电力部门的规定，用户端的功率因数不得低于0.92（滞后），以免影响电网的供电质量。在本设计中，对于中压大功率设备（鼓风机）采用集中补偿方式，补偿容量为每台鼓风机150kvar，补偿装置安装在11kV配电站内。对于低压小功率设备，采用集中补偿方式，在1＃和3＃变配电室装设无功补偿电容器。经中、低压补偿后全厂功率因数达0.92以上，既满足电力部门的要求，又具有良好的经济性。
2.4电气设备控制方式
污水处理厂的所有工艺设备采用马达控制中心（MCC）控制和现场控制两种控制方式。马达控制中心的各设备控制单元上设有“自动－停－手动”控制转换开关，自动时由PLC（可编程逻辑控制器）控制，手动时可在控制单元上实施手动控制。手动控制仅在系统和设备调试或维修时使用，正常运行时全部由PLC控制。当电机不在操作员的视线范围内或距控制设备超过10m时，需设置现场控制箱（柜），并设“就地－停－远程”控制转换开关，远程时由MCC的PLC控制，就地时可在现场控制箱（柜）上手动控制。就地控制仅在系统和设备调试或维修时使用，正常运行时全部由PLC控制。
2.5防雷和接地
为防止11kV配电装置遭受来自输电线路的雷电波的侵害， 在11kV配电站开关柜母线上装设氧化锌避雷器，低压配电装置设浪涌保护器。为防止直击雷的袭击，在厂区较高建筑物屋面装设避雷带或避雷网。为降低电气系统故障情况下的人体接触电压，建筑物做总等电位联结。所有进出建筑物的各种金属管道、电缆保护管、电缆金属外皮及PE 线等均采用镀锌扁钢或导线分别与等电位端子箱连接。室外构筑物上所有正常不带电的设备金属外壳、金属构架等均采用镀锌扁钢就近与构筑物处的接地装置相连。
2.6 电缆敷设
在建筑物内采用电缆沟及电缆桥架敷设，当电缆穿管敷设时，要做到尽量暗敷，注意美观及便于工人行走。在厂区采用电缆沟、直埋及电缆桥架敷设。电缆从变配电室引出至室外，同一路径电缆少于6根时直埋敷设；电缆较多时沿电缆沟或电缆桥架敷设；构筑物外电缆明敷时均穿挠性防水金属管保护，构筑物内电缆、电线均穿管敷设。直埋敷设的电缆采用金属铠装，在电缆沟及桥架内敷设的电缆采用非铠装。电缆进出建（构）筑物处均穿保护管。为防止电缆火灾蔓延采取以下措施：在电缆沟必要部位设耐火隔墙和防火门；电缆刷防火涂料； 电缆孔洞以耐火材料封堵等。所有电缆沟入室的电气预留孔施工后要用防水材料进行封堵， 防止雨水倒灌。
3结束语
综上所述，污水处理厂在人们生活中发挥着不可或缺的作用，但是能够的消耗也是比较大的。为了确保经济与环境的可持续发展，降低能源的耗损，更好地保护好生态环境，实现生态的有效持续发展，需要对污水处理厂的供配电系统进行科学合理地设计。
参考文献
[1]张利，王华华.中国污水处理事业发展的趋势.现代农业科学，2003，16（5）：11-13.
[2]何仰赞等.电力系统分析.第三版.武汉：华中理工大学出版社，2002：4，5.
[3]江劲松.智能化配电系统的设计.工程设计与建设，2003，32（5）：179-181.
[4]中国市政工程中南设计研究院主编.给排水设计手册第8分册电气与自控.第二版.北京： 中国建筑工业出版社，2002：550－565.
论文作者:谈荣
论文发表刊物:《防护工程》2017年第33期
论文发表时间:2018/3/22
标签：电缆论文; 污水处理论文; 设备论文; 系统论文; 电缆沟论文; 工艺流程论文; 配电室论文; 《防护工程》2017年第33期论文;