污水处理厂电气方案及对策.pdf
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1、. . 污水处理厂电气设计方案 5.9.1.设计范围 本工程设计范围主要内容有:厂内供配电设计、电气控 制设计、照明设计、导线敷设设计、防雷接地设计。 5.9.2.供电电源 为保证污水处理厂连续、可靠地运行, 该污水处理厂 电源负荷等级为二级,要求由两个独立电源供电,而且须做 到在电力线路常见故障时不致中断供电,或中断后能迅速恢 复, 并确保应急情况下的供电。根据资料,本工程此两路10kV 电源为一用一备, 每路电源均能承担全厂负荷的100运行, 分别来自牧马山变压站和临港变电站,根据当地的实际情 况,还设置柴油发电机组作为安保备用电源。本工程已经完 成一期一阶段高压供配电的设计建设,一期二、
2、三阶段不再 单独增加高压馈电柜及高压设备。除已经完成1 #市电的建设, 2 #市电及安保电源政府相关部门已经按照电业局具体要求正 在实施,不在本次电源设计范围。本次供电电源的设计范围 为从低压母线引出电源至二阶段低压配电屏柜或设备。 5.9.3.负荷计算及变压器容量选择 本工程用电负荷分为工业动力负荷和辅助照明负荷两大 类,主要动力设备负荷为鼓风机及泵类负荷。主要动力设备 负荷量按照轴功率法计算;其余机械设备负荷量采用需要系 . . 数法计算;辅助照明负荷及办公用电负荷按单位建筑面积用 电指标计算。 污水处理厂主要用电负荷分布在鼓风机房、污水提升泵 房、生化池、污泥浓缩脱水间等,另有其它生产用
3、电及办公 用电。设备均为低压(380/220V) 负荷。 本工程负荷计算结果见下表: 序 号 设备名 称 安装位 置 装机 容量 (KW) 使用 功率 (KW) 有功 Pjs(K W) 无功 Qjs(K var) 视在 Sjs(KV A) 备注 1 提升泵提 升 泵 房 135 90 94.7 51.1 107.7 2 细格栅沉砂池1.5 1.5 1.6 0.9 1.8 间隙 3 刮砂桥沉砂池6 6 6.3 3.4 7.2 间歇 4 搅拌器厌氧区11 11 11.6 6.2 13.2 5 推进器缺氧区15 15 15.8 8.5 17.9 6 回流泵好氧区30 20 21.1 11.4 23.
4、9 7 回流泵污 泥 泵 房 45 30 31.6 17.0 3 8 吸泥机沉淀池3 3 3.2 1.7 3.6 9 鼓风机风机房320 160 168.4 90.9 191.4 10 脱水机脱 水 机 房 12 12 12.6 6.8 14.4 . . 11 污泥泵絮 凝 反 应池 6 6 6.3 3.4 7.2 间歇 12 污泥泵污 泥 泵 房 6 6 6.3 3.4 7.2 13 仪表其 它 厂区5 5 5.3 2.8 6.0 14 照明厂区10 10 10.5 5.7 12.0 夜间 16 605.5 375.5 395.3 213.2 449.4 备注:电机效率按照95计算,功率因素
5、按照0.88 计算 一期一阶段工程已经建设有两台400KVA干式变压器,采 用低压侧集中无功功率补偿,一期1.98万吨月实际消耗的 最多能耗为: 18 万 KWH ,平均消耗有功为250KW ,最大消耗 功率约为 320KW ,约有 80KW剩余。 一期二阶段和三阶段与一阶段共用变压器,采用低压无功 集中补偿和负荷均衡分布,一期共需要的功率擦为最大需要 功率为715KW ,加之采用干式变压器,可以长时间满负荷工 作和短时间过负荷,因此可以不考虑对变压器增容,利用现 有变压器满足5 万吨/ 日生产的供电, 变压器负荷率约90, 平均负荷负荷率为80。 由于一期一阶段设计时仅考虑一阶段电气设备无功
6、补偿, 补偿功率能力有限,因此在增加馈电柜的同时需对无功补偿 能力进行增加。 5.9.4.供配电系统 污水处理厂的配电电压等级为二种:l0kV 、380/220V。 1) 10kV 配电系统。 . . 本次工程不涉及10KV配电系统的增加或修改,无新增设 计内容。 2)在鼓风机房旁设10kV/0.4kV 馈电屏。 0.4kV 低压配电系统已经采用单母线分段结线,中间设母 联开关 ( 不自投 ) ,正常工作时,母联开关分闸,二台变压器 分列供电。当一台变压器发生故障或检修时,由另一台变压 器供电,此时必需切除部分不重要的低压负荷以免变压器过 载。断开母联及进线开关,可分段检修母线。站内设置一台
7、柴油发电机组,可满足在市电断电的情况下全厂的设备运 行。柴油发电机手动启动。柴油发电机进线断路器和两台变 压器低压侧的低压断路器设置电气联锁,市电断电且两台变 压器低压侧的低压断路器均断开后,才能闭合柴油发电机进 线断路器;市电来电时,需先断开柴油发电机进线断路器, 才能闭合变压器低压侧的低压断路器。 本次设计涉及新增两段可与已有系统匹配的馈电柜,两段 分别接入已有配电系统两段,设备分别由两段馈电柜供电, 在设备分配上尽量实现同等级别功率设备在两段配电柜均 衡分布。 3)配电方式: 低压采用放射式电缆配电。至各主要构筑物 二级配电系统的动力电源一般均为二路,分别由两段低压母 线各馈出一路电源,
8、一用一备,以保障二级配电系统的可靠 和安全。 5.9.5.电力计量及功率因数补偿 1) 电能计量采用高供高计,照明和动力在低压侧分别计 . . 量, 10kV 电源进线处已经设置专用计量柜,作为商业计量。 为了便于今后业主管理上的需要,对主要大功率电机及至污 水厂各主要建筑物的馈电线路均设置计量表计。 2)污水处理厂的自然功率因数比较低,通过计算表明, 其 值低于 0.90 ,不能满足供电部门的要求。因此,本工程需要 对功率因数进行补偿,以提高系统的功率因数,并减少系统 的线路损耗和变压器损耗。0.4kV 负荷补偿方式采用低压侧 集中自动补偿。 补偿后的功率因数可达0.92 以上,若已经建设部
9、分的补 偿容量不足,可采用在已有电容柜并联分支增加补偿容量。 5.9.6.变配电室设置 根据全厂用电负荷及其分布情况,本工程设10kV 配电站 一个; 10kV/0.4kV变配电中心站一个。 1)存鼓风机房旁设10kV 配电系统一个, 主要设备有: 10kV 金属铠装移开式中置开关柜、高频开关直流电源装置及电站 综合自动化系统等。 向两台 500kVA/10kV/0.4kV变压器配电。 2)在鼓风机房旁设10kV/0.4kV变配电站一座。主要设备 有: 500kVA/0kV/0.4kv变压器二台、组合式低压柜、低压 自动补偿装置、柴油发电机组等。负责全厂的低压配电。 3)在反冲洗房及脱水机房各
10、设0.4kV配电间。主要设备 有:组合式低压柜。其中反冲洗房配电间负责向滤池及反冲 洗系统二级配电,脱水机房负责向脱水系统配电。 各变配电站的布置特点是: 整体布局合理,交通方便; . . 靠近负荷中心,进、出线方便,线路损耗小; 建筑物之间的电气线路比较简洁; 系统功能明确,靠近用电设备,便于维护管理。 5.9.7.主要设备选型 设备选择是一项非常重要的工作,应以先进、 可靠、 适用 的原则来选择设备,同时也应注意结构新颖及经济上的合理 性。10kV高压开关柜: 采用中置式金属铠装移开式高压开关 柜。主开关采用真空断路器,弹簧操作机构,操作电源 DC220V 。具有性能优越、可靠性高、操作容
11、易方便等特点。 低烟配电柜:采用组合式柜。组柜简单,助能分隔明确, 接线简单, 可靠性高, 便于操作维护, 美观大方, 档次较高。 变压器:采用干式变压器,具有工作稳定、效率高、 体积小、机械性能好、免维 护、低噪音、低损耗等特点。 直流电源屏: 采用高频开关免维护型( 双电池组 ) 直流电源 装置,电压等级DC220V 。 非标就地控制箱选用防腐全绝缘箱体,外壳防护等级最低 要求为:户内IP2X,户外 IP5X。 L0kV 配电站采用电站综合自动化系统和微机综合保护 器。 上述设备的配套性以及今后的运行管理比较有利,由于大 多数为免维护产品,这就大大节省了日常维护、保养的工作 量,并具有寿命
12、长、可靠性高、技术先进的特点。 . . 5.9.8.控制与保护 1)单机容量大于或等于45kW的低压较大型电动机设备采 用软起动方式,其余低压小型电动机采用直接起动方式。 2)采用技术先进、 安全可靠的自动监测和控制方式,实现 全厂内各主要用电设备的现场就地手动控制与PLC 自动控 制。二者可以通过设于机旁的手、自动转换开关进行选择。 手动控制主要用于设备的检修和调试,也可作为生产过程中 临时、应急操作手段;正常情况下,由PLC自控系统根据工 艺流程要求实现自动控制。 3)电动机保护 普通电动机:设短路、过负荷及缺相保护; 大容量电动机: 设短路、过负荷、 缺相、温度及接地保护; 潜水电动机:
13、设短路、过负荷、缺相、温度及渗漏保护; 阀门电动机:设短路、过负荷、缺相及过力矩保护。 5.9.9.照明 在保证照度的前提下, 优先采用高效节能灯具和使用寿命 长、光色好的光源,以降低能源损耗和运行费用。 室内照明以高效荧光灯为主,厂房内一般采用防腐型单灯 混光型灯具, 配电间、总控制室等需要场所设应急照明灯具。 室外照明采用高效投光灯及庭院灯作为主要照明灯具。灯 具形式与建筑物风格和厂区绿化环境相谐调,营造良好的光 . . 环境。 5.9.10.防雷接地 本工程防雷均按三类建筑物设防,为此在建筑物易受雷击 部位采用避雷带进行保护。 变配电室其防雷接地系统采用共用接地体方式,其接地电 阻要求小
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