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摘要：针对污水处理厂电气设备的特点，提出供配电系统的设计原则，结合工程案例，介绍了污水处理厂供配电系统的设计方案。遵循污水处理厂各工艺流程，兼顾其经济性及施工难度等因素，给出了设计中需要考虑的问题及具体施工方法。
关键词：污水处理厂；供配电系统；设计方法；防雷接地；电缆敷设
前言
随着我国国民经济的迅速发展，人们对生活居住环境与生产环境的要求不断提高的同时，对环保的要求也越来越高，生产和生活污水这一重要污染源引起了世界各国政府的关注，兴建污水处理厂是防止水污染最有效的措施，将污水变为对环境没有危害的净水再排放到自然环境中。随着现代污水处理厂的规模越来越大，一旦供电系统发生故障，将会造成设备瘫痪，导致全厂停运，造成重大损失，合理的供配电系统设计是保证污水处理厂正常运行的必要前提。
污水处理厂电气设备特点及设计原则
污水处理工程主要处理的是工矿企业生产过程中的工业废水和生活污水，要求污水处理厂工艺及设备性能供电可靠，一般不允许停电，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中压大功率设备和低压小功率设备，中压大功率设备主要是鼓风机等，低压小功率设备包括搅拌器、水泵、电动阀门等。设计应遵循的原则如下：
考虑供电的可靠性，采用两路电源供电。
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。
根据设备需要，选择合适的启动方式，并兼职对整个系统及周围设备的影响。
2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。
2.1 低压配电系统的设计
对于低压配电系统的设计（见图1），一般采用单母线分段分列运行，由另一电源供电，也可采用自动切换方式，以确保用电设备的安全运行，两母线的负荷分布合理，功率分配均匀，设计工艺流程布置有序，MCC开关柜可采用抽出式和固定分隔式或者混合式开关柜，一般采用空气开关+交流接触器+热继电器来控制保护每一回路的电动机，也可以根据客户的不同需求采用刀熔开关+交流接触器+热继电器的组合模式。
图1
污水处理工艺流程
污水处理工艺流程大致步骤为：首先进行预处理，包括粗格栅、原水提升泵站、细格栅、除油沉砂池等工艺流程；其次进行二级处理，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；最后进行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。
3污水处理中电气控制的方案实施
3.1防雷和接地
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。为防止配电设备遭受来自输电线路的雷电波的侵害，在配电站开关柜母线上装设氧化锌避雷器，低压配电设备设浪涌保护器，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。
3.2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绕防水金属管保护，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，电缆进出建筑物处均穿保护管。为防止电缆火灾蔓延应采取以下控制措施：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堵封等。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。
3.3电气设备控制方式
工业和生活污水有不同的处理工艺，在实施方面，要本着经济合理有效的原则，在污水处理工程的设计分析论证后，确定了最佳处理工艺的方案实施，无论何种工艺的实施都必须配有不同的环保设备，而为了这些环保设备的正常运行就必须提供所需的电力和电气控制设备，污水处理厂的所有工艺设备采用马达控制中心控制和现场控制，采用在线监测和智能化监测系统，这样保证了可靠的运行，减轻了工人的劳动强度，提高污水处理的现代化管理水平，满足了生产过程中的自动化控制。
马达控制中心的各设备控制单元上设有“自动-停-手动”控制开关，自动时由PLC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，远程时由MCC的PLC控制，就地时可在现场控制箱上手动控制，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。
结论
随着国家对环保事业投入的加大，对环保要求和监控力度的进一步加强，我们相信在近几年中环保工程项目将越来越多，污水处理工程的前景会越来越好。
参考文献：
[1]张利, 王华华. 中国污水处理事业发展趋势. 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]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.
作者简介：
姜殿钧，男 ，1986.07.09，安徽省合肥市，助理工程师，大学本科
论文作者:姜殿钧
论文发表刊物:《电力设备》2016年第14期
论文发表时间:2016/10/14
标签：污水处理论文; 电缆论文; 设备论文; 电缆沟论文; 工艺流程论文; 系统论文; 构筑物论文; 《电力设备》2016年第14期论文;