污水处理厂供配电系统设计 4页

供电与配电污水处理厂供配电系统设计英莹（首创爱华（天津）市政环境工程有限公司，天津市300060）李博通（天津大学电气与自动化工程学院，天津市300072）PowerSupplyandDistributionSystemDesignfortheSewageTreatmentPlantYingYing（CapitalAihua（Tianjin）Municipal&EnvironmentalEngineeringCo.，Ltd.，Tianjin300060，China）LiBotong（SchoolofElectricalEngineering&Automation，TianjinUniversity，Tianjin300072，China）AbstractAimedatthecharacteristicsofelectrical现代污水处理厂的规模越来越大，一旦供电系统equipmentforsewagetreatmentplant，designprinciples发生故障，将会造成设备瘫痪，导致全厂停运，造成ofpowersupplyanddistributionsystemarepresented.重大损失，甚至影响企业中水循环系统的正常运营。Combiningspecificengineeringproject，designscheme因此，合理的供配电系统设计是保证污水处理厂正常forthepowersupplyanddistributionsystemofthe运行的必要前提。sewagetreatmentplantisintroduced;followingthe2污水处理厂电气设备特点及设计原则processesofsewagetreatmentplant，andtakingintoaccountfactorssuchaseconimicandimplementation污水处理厂工艺及设备性能要求供电可靠，一般difficulty，designproblemstobeconsideredandthe不允许停电，所以，污水处理厂供电系统应按二级负specificimplementationmethodsaregiven.荷标准实施。污水处理厂中的主要电气设备包括以下KeywordsSewagetreatmentplantPowersupply两类：①中压大功率设备，主要是鼓风机等，采用anddistributionsystemDesignschemeLightning中压供电方式；②低压小功率设备，包括搅拌器、protectionandgroundingCablelaying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摘要针对污水处理厂电气设备的特点，提出以下原则：供配电系统的设计原则。结合工程案例，介绍了污水a.考虑供电的可靠性，采用两路电源供电。处理厂供配电系统的设计方案。遵循污水处理厂各工b.根据不同设备的功率大小及电压等级，合理艺流程，兼顾其经济性及实施难度等因素，给出了设配置变配电室，优化负荷组合，缩短供电距离，节约计中需考虑的问题及具体实施方法。电力设备成本。根据当地电力部门要求，合理配置无关键词污水处理厂供配电系统设计方案功补偿装置。防雷接地电缆敷设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1引言备，选用合理的接地方式。随着世界工业化进程的迅猛发展，环境问题日益针对污水处理厂供配电系统的以上特点和设计原严峻。生产和生活污水这一重要污染源引起了世界各则，下面对具体工程实例进行介绍。国政府的关注，治理水污染的课题已被列入世界环保3设计方案组织的工作日程［1］。而防止水污染最行之有效的措施就是兴建污水处理厂，将污水变为对环境没有危害的某污水处理厂位于印度Kanhan市，日处理量为净水再排放到自然环境中。10万吨，为该市主要污水处理厂。由于所在地区为热13污水处理厂供配电系统设计（英莹李博通）229\n誖建筑电气BUILDING2010年第5期ELECTRICITY带气候，设计考虑了长期高温的工作环境。污水处理电。采用真空断路器及具有通信功能的微机综合保工艺流程大致分为以下三个部分：护装置实现11kV配电系统的短路、接地、过负荷a.预处理，包括粗格栅、原水提升泵站、细格保护。栅、除油沉砂池等工艺流程。11kV开关柜包括2台进线柜、2台计量柜、b.二级处理，包括高效沉淀池、生物滤池、鼓2台避雷/PT柜、1台母联柜及8台出线柜（其风机房、反冲洗水池等工艺流程。中4台分别为1＃＃变配电室的11/0.415kV变、3c.三级处理及污泥处理、除臭等工艺流程。压器供电，4台为11kV鼓风机供电）。其中二级和三级处理都需要化学品投加工艺。11kV开关柜具有完善的五防措施，确保人身和3．1供电电源和电气负荷设备安全。真空断路器采用弹簧储能操作机构，直流本工程供电由印度电力部门提供两路11kV电操作。源。11kV配电站主接线采用单母线分段，设母联开3．2．2低压配电系统关。正常运行时，母联断开，两路电源同时工作。＃＃变配电室的变压器低压侧均采用单母线分1、3本工程的中压设备（4台500kW鼓风机），需要段，设母联开关。低压配电系统采用空气断路器的短11kV供电电源；低压设备（除鼓风机外的其他所有路速断、短路短延时及过载长延时电流脱扣器，实现用电设备），需要415V供电电源。所以，供配电系对低压配电线路及用电设备的短路及过负荷保护。其统分为中压配电系统和低压配电系统。中变压器低压侧总断路器设短路速断、短路短延时及3．2配电系统过负荷长延时三段保护，其它配电断路器设短路速断污水处理厂的供电要求随工艺的变化而不同。及过负荷保护。根据业主的管理要求及节能的需要，本工程配置一低压配电系统采用TN-S接地型式。变压器中性个11kV配电站和3个变配电室。点接地和电气系统保护接地共用接地装置，其接地电11kV配电站位于鼓风机房正南方，2路11kV阻不大于1Ω。电缆进线为11kV鼓风机及全厂其他用电设备供电。3．2．3无功补偿＃变配电室与11kV配电站相邻，2路11kV根据当地电力部门的规定，用户端的功率因数不1电缆进线来自11kV配电站，设置2台800kVA得低于0.92（滞后），以免影响电网的供电质量。在变压器，为2＃配电室、生物滤池、鼓风机房、三本设计中，对于中压大功率设备（鼓风机）采用集中级处理、除臭、紫外线消毒、服务水等工艺流程补偿方式，补偿容量为每台鼓风机150kvar，补偿供电。装置安装在11kV配电站内。对于低压小功率设＃配电室位于高效沉淀池附近，2路415V电备，采用集中补偿方式，在1＃和3＃变配电室装设2缆进线来自1＃变配电室，为细格栅、除油沉砂池、无功补偿电容器。经中、低压补偿后全厂功率因数高效沉淀池、反冲洗水池等工艺流程供电。达0.92以上，既满足电力部门的要求，又具有良好＃变配电室位于化学品间和污泥处理室中间，的经济性。32路11kV电缆进线来自11kV配电站，设置2台3．3电气设备控制方式500kVA变压器，为粗格栅、污泥处理、化学品污水处理厂的所有工艺设备采用马达控制中心投加等工艺流程供电。（MCC）控制和现场控制两种控制方式。下图所示为本工程的配电系统方案，图中仅绘出马达控制中心的各设备控制单元上设有“自动－变压器，进、出线及联络，其余略。停－手动”控制转换开关，自动时由PLC（可编程逻3．2．111kV配电系统辑控制器）控制，手动时可在控制单元上实施手动控11kV配电系统采用单母线分段，设母联开关，制。手动控制仅在系统和设备调试或维修时使用，正以电缆放射式向中压鼓风机及1＃＃变配电室供常运行时全部由PLC控制。、314May2010Vol.29No.5230\n供电与配电配电系统方案Fig.Distributionsystemscheme15污水处理厂供配电系统设计（英莹李博通）231\n誖建筑电气BUILDING2010年第5期ELECTRICITY当电机不在操作员的视线范围内或距控制设时直埋敷设；电缆较多时沿电缆沟或电缆桥架敷设；备超过10m时，需设置现场控制箱（柜），并设构筑物外电缆明敷时均穿挠性防水金属管保护，构筑“就地－停－远程”控制转换开关，远程时由MCC的物内电缆、电线均穿管敷设。直埋敷设的电缆采用金PLC控制，就地时可在现场控制箱（柜）上手动控属铠装，在电缆沟及桥架内敷设的电缆采用非铠装。制。就地控制仅在系统和设备调试或维修时使用，正电缆进出建（构）筑物处均穿保护管。常运行时全部由PLC控制。为防止电缆火灾蔓延采取以下措施：在电缆沟必3．4防雷和接地要部位设耐火隔墙和防火门；电缆刷防火涂料；电缆为防止11kV配电装置遭受来自输电线路的雷电孔洞以耐火材料封堵等。波的侵害，在11kV配电站开关柜母线上装设氧化所有电缆沟入室的电气预留孔施工后要用防水材锌避雷器，低压配电装置设浪涌保护器。为防止直料进行封堵，防止雨水倒灌。击雷的袭击，在厂区较高建筑物屋面装设避雷带或避参考文献雷网。为降低电气系统故障情况下的人体接触电压，建1张利，王华华.中国污水处理事业发展的趋势.现筑物做总等电位联结。所有进出建筑物的各种金属管代农业科学，2003，16（5）：11-13.2何仰赞等.电力系统分析.第三版.武汉：华中道、电缆保护管、电缆金属外皮及PE线等均采用镀理工大学出版社，2002：4，5.锌扁钢或导线分别与等电位端子箱连接。室外构筑物3江劲松.智能化配电系统的设计.工程设计与建设，上所有正常不带电的设备金属外壳、金属构架等均采2003，32（5）：179-181.用镀锌扁钢就近与构筑物处的接地装置相连。4中国市政工程中南设计研究院主编.给排水设计3．5电缆敷设手册第8分册电气与自控.第二版.北京：中国建筑在建筑物内采用电缆沟及电缆桥架敷设，当电缆工业出版社，2002：550－565.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。2009-12-12来稿电缆从变配电室引出至室外，同一路径电缆少于6根2010-04-29修回誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖本刊启事本刊2009年合订本已发行《建筑电气》杂志补订说明本刊2009年合订本已于2010年1月开始发行，定价读者因错过邮局集中征订时间需补订《建筑电气》168元/册，欢迎读者订阅。杂志，可选择下列方式之一：近年合订本尚存少许，价格见下表。a.当地邮局订阅，邮发代号：62-170。现在邮局提供杂志破月订阅服务，随到随订，过刊只能在本社年卷定价(元／册)年卷定价(元／册)补订。20012026.0020052438.00b.直接联系本社发行部补订。20022126.0020062558.00发行部电话：028-83233726。20032238.00200726120.00c.通过建筑电气网站（http://www.jzdq.net.cn）20042338.00200827120.00在线支付订阅，这是本社为方便广大读者朋友，特别推出的注：上述价格已含邮费，若需挂号邮寄，每件加收服务项目。3.00元，订阅请直接联系本社发行部或通过建筑电气网站欢迎订阅！在线支付订阅。务请注明所购年册、份数、收件人、详细地址及邮编等。建筑电气杂志社16May2010Vol.29No.5232