污水处理厂供配电系统设计

污水处理厂供配电系统设计

陈超

上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海 200092

摘要：污水处理厂主要是对城市生活污水、工业废水等进行处理，将其中有害物质去除，达到排放标准，保护水环境。随着城市化进程的不断推进，污水处理厂不断壮大和发展，高效、环保的污水处理技术逐渐成熟，对于污水处理厂的运营和维护也提高了要求，使得污水处理厂运行更加科学化、规范化和智能化。而在污水处理厂的运行中，不容忽视的就是供配电系统，在这一系统健全构建的前提下，才可以维持整个厂的运行，所以关于此系统设计的探讨十分重要。

关键词：污水处理厂；供配电系统；设计分析

污水处理厂供配电系统的价值巨大，能保证运行稳定，即保证供配电系统稳定运行，确保各项污水处理设备能够正常工作，提高污水处理厂的处理能力，还可以降低能耗，科学、合理的供配电系统设计，能够降低用电成本，提高能耗效率；另外，也可以增加安全性，即标准化的供配电系统，能够保障人员安全，避免事故发生，从而增加安全性。污水处理厂上述目标的实现中，极为重要的一个运行系统就是供配电系统，文章就此展开探讨。

一、污水处理厂电气设备特征和设计原则

为了防控水污染问题，污水处理厂在现代化发展的过程中，开始借助生化反应来处理工业污水、废水等，从而将无害于生态环境的净水向四周环境中排放。而在污水处理厂上述工作的开展中，需要工艺、设备性能处在可靠的状态之中，尤其要求的是供配电系统除非遇到非不可抗拒条件，否则不能出现停电事故问题[1]。从目前大多数的污水处理厂情况来看，涉及的主要电气设备有中压大功率、低压小功率等设备。而结合普遍污水处理厂工艺条件可以了解到，供配电系统设计采取的负荷标准为国家二级，是以规流程为依据进行分区式的供电。具体有如下设计原则：第一，要为供电系统可靠性提供保障，供电方式上是以两回路电源供电形式为主[2]。第二，以电气设备功率大小、电压等级为参照依据，就变配电室进行合理设计，使负荷组合得到一定的优化，并将供电距离适当的缩短，使电力设备成本得到一定的节约；也要以当地电力部门所提出要求为参照依据，针对无功补偿装置进行合理的设计。

二、污水处理厂供配电系统设计要点分析

1）合理选用电缆与电线：在设计时应根据电缆和电线的负载特性、耐火等级、抗拉强度等特性进行选择。

2）设计电力负载与电源：应对工厂的机器设备、照明、动力和通讯网络进行详细的电力负载计算，选用匹配的电源来保证运行的稳定。

3）电源布线：应合理选用电线、开关等电源设施进行合理布置、标记。

4）设计负载容量：应根据污水处理厂的各设备与用电设备的负载功率进行精确计算，并根据实际所需要的电力容量来确定供配电系统的负载容量[3]。

5）环境与操作条件考虑：供配电系统应考虑操作员的安全和舒适程度，同时还要考虑厂房的环境条件、气候和附近的环境变化等外部因素。同时为供配电系统定期进行维护保养，确保其发挥最佳能效和工作状态。

三、污水处理厂供配电系统设计

（一）负荷等级

城镇污水处理方面，不容忽视的就是污水处理厂，而在污水处理厂遭到停电影响的情况下，不仅会给污水处理的效果造成影响，同时也可能会给居民的正常生活造成巨大的危机，甚至会有经济上的损失因此产生[4]。相关规范中明确强调，在与下列情况相符的情况下，负荷等级要为二级，一是中断供电给经济造成的损失较大时；二是中断供电会给重要用电企业正常工作造成影响时。所以对于城镇之中的污水处理厂来说，要选择二级的供电负荷等级。

（二）供电电源选择

电源选择上，要选择稳定、可靠的电源，二级污水处理厂一般在负载较大的情况下运行，因此要选用稳定、可靠的电源，以确保设备正常运行。与此同时，要保证供电电源的负载能力，即根据厂房设备、照明、动力和通讯网络，进行具体的电力负载计算，以保证供电电源的负载能力[5]。另外，也要注意电源的输出电压和频率，应选择符合设备电源要求的电压和频率，以保证二级污水处理厂的正常工作。

（三）低压配电方案

污水处理厂中，可采用综合布线系统，即采用集中供电、总路由、总配电板式综合布线系统。照明系统方面可以采用通用照明灯、紧急照明灯等。对于电动机控制柜来说，可以采用磁力启动器、电磁接触器控制等。而设备断路器方面，可以采用空气开关、熔断器等。

（四）电机控制设计

电机控制设计中，一要根据设备的电气特性和负载需求来确定控制柜的容量。二应选择适当的接线方式，要注意控制柜内部的排列方式和布局。三要对控制柜的接地和外绝缘可靠性做到符合标准的要求。四要注意控制柜内部配线的合理性和整洁度，避免相间间隙太小或导线接触不良等问题。另外，也要将以下几方面工作做好：第一，模块化设计。将电力系统科学划分好，使不同模块有效划分而成，如主体、CT、显示等。第二，要注意可灵活、可扩展的模拟、数字信号的设计，此类信号不仅能够对电动机回路内泄漏及不平衡度等参数进行检测，同时也能够为用户提供一定参考，从而将最适宜电动机开启方式、有关设备等选择好。第三，选配扩张数字模块。通过此类数字模块，有助于开关量输入、可编程定义支持性能的。增加，它不仅能够向继电器进行电量的输出，同时也利于电机控制中启动、保护动作的增强，如利于报警功能的增加

[6]。第四，使用扩展数字模块，增加继电器。向分布式控制系统进行模拟量的输出时，电机控制系统可通过多种参数的选择，为维护管理的便捷性提供促进作用。比如在电机控制系统内涉及欠压重启功能的情况下，电动机主回路出现短暂停电现象时，主系统能够进行判断，也能够以相应参数为依据开展重启设置延时方面的工作，这样能够促进用电安全性的提升。

（五）电缆敷设

第一，电缆沟敷设的操作：a.按照设计方案开挖电缆沟。b.在电缆沟的底部和两侧垫设砂石、沙土等固结土。c.在电缆沟内安装电缆支架和管线。d.敷设电缆，并在其上盖上防水层[7]。e.对敷设完成的电缆进行标识和保护。第二，电缆线槽敷设的操作：a.根据设计方案安装电缆线槽。b.选用适当的敷设方法，保证电缆线槽内的电缆上下方位置的平整。c.敷设电缆，并在其上盖上防水层。d.对敷设完成的电缆进行标识和保护。

结束语：

污水处理厂的运行中，会消耗大量的电能，所以内部的供配电系统十分重要。只有科学、合理的设计该系统，才能够实现电气节能化目标和系统整体的安全、稳定运行。具体开展系统设计工作时，要了解污水处理厂之中各电气设备的特征和设计原则，也要了解、掌握系统设计要点，之后从多个方向出发进行对应的设计工作，使污水处理厂电能损耗有效减少的同时，确保整个厂的运营成本得到节约，并利用供配电系统更好维护污水处理厂的运行和各项工作的良好进行。

参考文献：

[1]赖英.污水处理厂供配电系统设计[J].建材与装饰,2015(27):269-269,270.

[2]贾冬.市政污水处理厂供配电系统设计[J].中国科技投资,2019(4):86.

[3]郭杏丽.浅谈城镇污水处理厂供配电系统设计节能及优化措施[J].机电信息,2013(18):139-140.

[4]郭杏丽.浅谈污水处理厂供配电系统设计[J].城市建设理论研究（电子版）,2011(31).

[5]英莹,李博通.污水处理厂供配电系统设计[J].建筑电气,2010,29(5):13-16.

[6]兰俊铮.城镇污水处理厂供配电系统设计节能及优化措施[J].中国科技投资,2018(21):125.

[7]衡旭.中小型污水处理厂供配电系统设计[J].文摘版：自然科学,2015,0(4):92.