污水处理厂配电系统的设计

2019-12-02叶彩霞徐天喜齐永虎

产业与科技论坛 2019年19期

□叶彩霞徐天喜齐永虎

对于污水处理厂来讲，配电系统决定着企业运行的稳定性以及盈利前提，合理、科学地进行供配电系统设计，是保证污水处理厂正常运行必备的条件。以污水处理厂为例，需要进行供配电系统、配电线路以及结合工艺工序负荷计算等，为污水处理厂选择合适的技术以及系统配置，并以经济技术比较不同的供配电方案的优劣性，从而选定适合的供配电系统，优化变压器以及电气负荷分级、运行方式选择，进而规范相关的排水系统以及技术标准，优化供配电系统的安装以及调试效果，对污水处理厂可能出现的电缆感应电压失误、设备不能正常运转问题，制定相应的解决方案，保证供配电系统能够在污水处理厂中正常运转。

一、污水处理厂的电气设备特点以及设计原则

(一)电气设备特点。现阶段多数地区为了减少水资源污染，并提高城市环保工作质量，保护好生态，正在实现工业集中化发展，将其工业园区配置现代化的污水处理厂，运用现代化的自动控制技术，优化工业污水以及废水处理情况，针对污水中的危害物质利用生化反应，净化工业污水并将净化后的污水排放到周边环境中，要求污水处理厂工艺以及设备性能达标，保证供配电系统能够持续为污水处理厂供电，并避免不可抗因素造成的供电问题。

(二)设计原则。污水处理厂供配电设计中要遵循以下原则，以达到科学合理供电的目的，第一，要保证供电系统设计可靠性，在满足我国供配电的相关技术标准以及负荷标准同时，还要进一步满足污水处理的可靠运行要求，需要进行两回路供电，保证在非正常情况下也能够自动供电；第二，要依据电气设备以及功率、电压的等级，对配电室进行综合性控制，以优化负荷组合，缩短供电距离，以达到节约电力设备成本的目的，按照当地电力部门的要求设置好无功补偿装置，切实优化污水处理厂的供电设备；第三，要依据电气设备的性能选择合理的启动停止方式，促使用电设备之间的运转和电力供应之间相互不影响，整个污水处理厂都能够合理实现电力供应；第四，需要合格安装电气设备的防雷装置，针对当地的极端恶劣气候实现安全可靠供电，污水处理厂在正常运转下都能够得到足够的电力，且供电设备以及配置能够抵御不良天气。

二、污水处理厂供配电项目概述

污水处理厂的本期工程处理规模达到了10万m3/d，整个污水处理厂的主体工艺采用的是改良版的UCT技术，以生物脱氮除磷为原理搭建起整个工艺流程线，其中污泥处理装置采用的是污泥重力浓缩+污泥机械脱水，整个污水处理厂的总装机容量高达3,561kw，最后得到整个电力容量为2,187kw，其中最大的单机功率设备为220kw，多级离心鼓风机有5台，其中4台正在使用,1台备用，并有4台100kw的潜污泵，其中3台正在使用，1台备用。污水处理厂的大多负荷都来自于二级负荷，因此为便于设计和因素考量，电气工程设计等级也定位在2级，由当地供电部门提供两路10kV的电源，两路电源都是1用1备，且是采用电缆进线方式敷设至变电所高压进线柜中，整个设计方案都以近年来城市污水处理厂的电气工程设计以及施工图审查工作为主，针对实际污水处理厂供配电以及电气工程设计的一些技术问题，展开整个污水处理工程电气设计的考察，以达到污水处理厂供配电系统设计和构建的目的。

三、污水处理厂的供电负荷分级及变压器容量

(一)供电负荷分级。按照我国出台的最新版本《室外排水设计规范》内容，污水处理厂供电负荷等级以按二级负荷设计为主，且为了保证污水处理厂的正常运转，还需要依据环境治理需求严格做好供配电系统的设计，相应的污水处理厂运行可靠性是以所有电气负荷为核心，以持续达标运行作为供电保障，按照污水处理厂负荷状况以及电网实际，应该按照项目10KV的供电电源开展二级负荷供电方案设计，并明确供电变压器容量以及供电负荷分级实际情况。

(三)变压器配置方案。按照项目概述以及符合计算结果，污水处理厂设计中的常见变压器配置方案有两个，一是采用两座630kV的变压器，同时运行并互为备用装置，正常情况变压器是1用1备，其单台变压负荷率为0.67，一台变压器故障后的保障率可以达到73.5%；二是运用两台1,000kV变压器，同样也是在正常情况下1用1备，一台变压器故障负荷率为0.85，一台变压器故障则另一台可以负责全厂负荷，将电厂运行保障率控制在100%左右。从经济技术角度来看，方案一在前期投资以及变压器损耗还有基本电压支出中占据较大的优势，但其存在的致命问题是当一台变压器出现故障后，另一台变压器只能在短暂时间内全厂负荷稳定，这时候符合率仅有1.36，这种负荷下长期运行的话油浸式变压器的允许运行时间更短，还有干式变压器也一样，无法满足我国的《室外排水设计规范》，不确定因素较多。但方案二虽然投资成本更高，但其负荷率更大，变压器的运行损耗较高，我国为了鼓励经济发展，国家在《关于完善两步电价制用户基本电价执行方式的通知》中明确指出可以由用户自己选择，按照最大需量方式计算基本电量，与电网企业签订合同，这样以来就降低了成本支出，能够保证污水处理厂持续正常运行，选择方案二的优势更加明显。