市政排水工程電氣設(shè)計中常見問題分析

金曉

遼寧省大連市市政公用事業(yè)服務(wù)中心 遼寧大連 116000

市政排水工程的電氣設(shè)計是圍繞“上游”工藝條件進(jìn)行的。不少省市開始整合建設(shè)排水工程，涉及各種水電設(shè)施，而相應(yīng)的用電條件則“零散”在各種專業(yè)規(guī)范中。很多剛從事排水工程的設(shè)計人員對規(guī)范不熟悉、不了解，導(dǎo)致專業(yè)之間配合不好，甚至電氣專業(yè)的施工圖違反了相關(guān)規(guī)范。針對以上問題，探討了市政排水工程電氣設(shè)計中存在的問題及對策。

1 供電負(fù)荷分級

1.1 城市級污水設(shè)施

排水泵站、污水廠的供電按二級負(fù)荷設(shè)計，特別重要區(qū)域的泵站按一級負(fù)荷設(shè)計。當(dāng)不能滿足上述要求時，應(yīng)提供備用電源設(shè)施。需要注意的是，本規(guī)范只是籠統(tǒng)地確定了污水廠的供電按二次負(fù)荷設(shè)計，但并未對具體用電設(shè)備的分類和分類作出規(guī)定[1]。通過許多排水工程的電氣設(shè)計和實踐，可將以下負(fù)荷分為三級：①與工業(yè)和工藝生產(chǎn)過程無關(guān)的軸流風(fēng)機(jī)、機(jī)修、食堂、倉庫等；②用手動和電動設(shè)備操作閘門、閥門、粗格柵等；③設(shè)備僅用于綠化灌溉、廠內(nèi)中水回用系統(tǒng)、河流補(bǔ)水等；④在改造工程或最大限度利用現(xiàn)有變壓器的特殊情況下，工藝設(shè)置了超功能單元。

1.2 小城鎮(zhèn)級污水設(shè)施

5000-10000m3/d污水處理廠及2000m3/d及以上泵站供電負(fù)荷等級為二級；5000m3/d污水處理廠及2000m3/d及以下泵站供電負(fù)荷等級為三級。

1.3 農(nóng)污

農(nóng)村污水綜合處理設(shè)施規(guī)模小，布局分散，停電影響有限，故按三級負(fù)荷設(shè)計。發(fā)達(dá)地區(qū)或重要地區(qū)應(yīng)按二次負(fù)荷設(shè)計。

2 負(fù)荷計算及變壓器容量的選擇

污水處理廠施工圖階段用需求系數(shù)法計算電氣設(shè)備負(fù)荷。需求系數(shù)取值參照CJJ/t120-2018及數(shù)據(jù)選取。常用工藝設(shè)備需求系數(shù)見表1。

表1 常用排水工程設(shè)備需要系數(shù)取值

變壓器容量的合理選擇不僅要選擇合適的需求系數(shù)，還要考慮工程分期建設(shè)、工程總平面布置，并重點分析大功率設(shè)備的分布情況。在滿足供電半徑的前提下，合理確定變壓器的數(shù)量和容量[2]。單臺變壓器的容量盡量不要使用2500kVA。短期和長期實施時，變壓器近期將采用一用一備的方式。從長遠(yuǎn)來看，變壓器只會調(diào)整運(yùn)行方式，使其同時運(yùn)行，互為備用。

3 變電所及配電間（MCC）的設(shè)置

變電所靠近負(fù)荷中心，位置布置在電力負(fù)荷集中的建筑物內(nèi)或附近，具有減少電纜長度、降低線損、節(jié)能的優(yōu)點。一般情況下，污水處理廠風(fēng)機(jī)房的風(fēng)機(jī)和尾水泵房的提升泵功率較大，變電所的數(shù)量和空間布置能使工藝流程與相應(yīng)的變配電系統(tǒng)相協(xié)調(diào)，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)清晰，便于后期運(yùn)維管理。本工程設(shè)置原則如下：

當(dāng)全廠只需一個變電所時，變電所一般布置在靠近鼓風(fēng)機(jī)房的位置，并考慮進(jìn)水泵房的分布距離。

當(dāng)廠內(nèi)需要兩個變電所時，主變電所一般布置在風(fēng)機(jī)房附近，副變電所一般布置在板框脫水機(jī)、臭氧制備室或過濾器附近。在總平面布置合理的情況下，總變電所負(fù)責(zé)預(yù)處理系統(tǒng)和一級處理系統(tǒng)的用電，副變電所負(fù)責(zé)深度處理系統(tǒng)、消毒、出水系統(tǒng)和二級處理系統(tǒng)的用電。

當(dāng)廠內(nèi)需要設(shè)置多個變電所時，最好按工藝流程分別設(shè)置變電所，同一系統(tǒng)的單體盡量由同一變電所供電。

4 市政圖審相關(guān)問題

在泵站和污水處理廠電氣設(shè)計中，除滿足第一章排水專業(yè)行業(yè)規(guī)范的強(qiáng)制性規(guī)定外，還收集了圖紙會審中應(yīng)注意的問題：

水池結(jié)構(gòu)上所有可觸及的導(dǎo)電部分及結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋均應(yīng)作等電位聯(lián)結(jié)，并應(yīng)可靠接地，特別是室外用電設(shè)備的用途和功能。工藝裝置內(nèi)的氯氣加藥間、氨氣加藥間、臭氧制備車間、二氧化氯間、活性炭加藥間等指定為防爆區(qū)域的管線必須增加防靜電設(shè)計[3]。建筑物防雷按第二類防雷建筑物設(shè)計。

中小型排水設(shè)施無消防泵、消防風(fēng)機(jī)等消防負(fù)荷。發(fā)生火災(zāi)時，變電站不需要工作或值班。無需設(shè)置疏散照明，只需設(shè)置備用照明。電氣說明書中對工程背景的描述通常滿足圖紙會審的要求。

潛水泵、潛水?dāng)嚢杵鳌撍當(dāng)嚢杵骱屯七M(jìn)器是城市排水工程的主要電氣設(shè)備。是否采用30mA剩余電流保護(hù)作為附加保護(hù)仍存在爭議。潛水設(shè)備配電線路一般采用過流保護(hù)和接地故障保護(hù)，簡單可靠。同時，該設(shè)備安裝有潛油綜合保護(hù)器。當(dāng)潛水泵有漏電或繞組過流保護(hù)時，當(dāng)溫度和軸承過熱時，控制器發(fā)出報警或跳閘信號，保護(hù)簡單可靠。在實際設(shè)計中，為通過圖紙會審或在配電回路中安裝30mA剩余電流動作保護(hù)裝置，應(yīng)符合保護(hù)裝置安裝與運(yùn)行的有關(guān)規(guī)定。

5 結(jié)語

在排水工程電氣設(shè)計中，應(yīng)特別注意水專業(yè)的行業(yè)規(guī)范。設(shè)計人員往往忽略了這一部分的內(nèi)容，使得電氣施工圖文件不符合規(guī)范要求。結(jié)合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，總結(jié)了排水工程中的負(fù)荷分類、負(fù)荷計算、變壓器容量選擇、變配電室設(shè)置及常見的圖紙會審問題，可供電氣設(shè)計人員參考。