污水处理厂电气设计若干问题探讨

摘 要：近年来，伴随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快，污水处理越来越受到重视，文章结合工程实例说明了污水处理厂电气设计中的一些实际问题。

关键词：污水处理;电气设备;敷设

一、 引言

近年来，随着我国经济的发展和城市化进程的加快，人们对污水处理越来越感兴趣。文章通过对这几年来城市污水处理厂电气工程设计和施工图的回顾，了解了污水处理厂电气工程设计中的一些技术问题，并提出了相关问题。

二、 供电负荷分级及变压器容量的选择

负荷计算是指变电站安装在一般的市政废水处理厂中。负载计算会影响变压器的选择和电气组件的配置。计算结果太浪费而且太小，无法满足生产需求。变电站负荷计算的一般方法就足够了，需要注意，计算结果必须在最大并发设备负载下进行验证，该负载不得超过变压器容量的90%。最大并发运行负荷应根据过程措施建议的过程运行时间的连续表确定。鼓风机，提升泵和其他大型过程设备必须根据雨季污水处理厂运行期间需要开启的最大装置数量进行计算。根据污水处理厂的负荷和中国电网的实际情况，污水处理厂通常使用10kV电源。需要两个10kV电源才能满足二级电源的要求。根据当前的“20kV以下变电站的设计标准”（GB50053-2013），有必要在污水处理厂的变电站中安装两个或多个变压器。如果其中一台变压器断开连接，则其余变压器的容量必须能够处理所有次级负载（即污水处理厂中的所有负载）的功率。

三、 控制设备设置

污水处理厂中控制设备的布局通常可以分为两种类型。首先，控件安装在现场控制箱中。其次，控制设备集中在变电站或配电室的低压柜中。两种方法各有优缺点：第一种方法是配电室中的配电设备相对简单，它仅具有一个配电功能和少量配电柜，由于PLC控制柜的电压低，并且柜内有多条线路，因此控制室可以灵活安装，电气室不需要相邻。接触器和继电器等控制元件位于现场控制箱中，以方便現场操作和维护。缺点是恶劣的工作条件会影响电气组件的使用寿命，从现场控制箱到PLC控制柜的控制信号线很多，增加了距离。自动化控制系统很敏感，调试很复杂。许多现场控制箱，兼容性低，维护复杂。第二种方法需要关闭控制室和配电室，PLC控制柜和低压配电柜之间的电缆较短，从而节省了大量电缆。减少了PLC控制柜与现场控制箱及设备之间的电缆数量，并相应减少了车间中的电缆桥架数量。调试自动控制系统容易，低压配电部分高度兼容，维护方便。安装在低压柜中的低压控制组件不容易老化，并且这些组件相对易于更换和故障排除。缺点是如果使用现场控制箱控制现场设备，则如果现场控制箱发生故障，则无法有效控制该设备。由于每个处理设备的电源都是从配电室获得的，因此电源线的数量很大，距离也很长。

四、 电气设计问题及解决办法

（一）电缆沟敷设

电缆沟分为室内电缆沟和室外电缆沟。室内电缆沟通常具有可以打开和关闭的钢或混凝土盖板，便于维护和安装。沟槽的净尺寸通常为0.8×0.8m。侧框架和支架由2到3层组成。如果电缆很多，则可以使用双面支架。凹槽的净尺寸为0.8×1.2m。由于防水和防盗等因素，外部电缆沟的结构通常与地下排水沟相似，但盖板和表土位于沟渠中，表层的深度耕地为0.4～0.8m，因此太小。由于打开外部电缆槽的缺点，应考虑进行维护和安装的工作空间以及安全的操作空间。因此，净高度应至少为0.8m，净宽度应至少为1.2m。如果条件允许，净高度可以为1.5m左右。高度受植物的雨水和下水道的高度限制，沟渠的埋葬深度不能超过1.5m。另外，应对室外电缆沟进行大修，测量距离应小于20m。

（二）电缆线槽敷设

铺设电缆线槽时要记住两个主要问题。

一是电缆槽材料问题。污水处理厂的工作场所气体通常具有腐蚀性，并且严重腐蚀由冷轧钢制成的电缆槽。通常将安装在室外的电缆导管畅通无阻，并暴露于雨水和风中。如果冷轧钢电缆导管快速腐蚀，则必须使用壁厚大于0.4mm的优质不锈钢制成。

二是电缆槽在室外位置的选择。污水处理厂的反应池通常很大，设施很多。电缆槽应沿着池壁的周长铺设在池上，尽量避免通道板在壁下或水池上方的管道。通过污水处理厂的实际运行，发现夏天铺设在游泳池中的电缆导管可能会暴露在直射的阳光下，内部温度可能会达到60℃～70℃，加速电缆和绝缘层的老化。在电抗器中铺设电缆时，应在设施附近铺设电缆沟，并铺设镀锌钢管，以避免使用电缆桥。

（三）排水管道敷设

在污水处理厂实际运行中，往往需要根据工艺运行情况增加处理设备和电气设备。为了避免重复开挖，必须有足够的备用孔来铺设动力管。电厂选用HDPE双壁波纹管和混凝土包装，埋深1.2m左右，孔数6～12孔，一根管的直径应为100mm。

（四）关于污水处理厂照明

污水处理厂的高度通常很高，有室内起重机的房间的层高在6米以上。当选择车间照明设备时，吸顶灯对于维护和修理非常不利，并且吸顶灯的防护等级通常较低。在下家河污水处理厂的设计过程中，车间内的所有灯具均选择侧装泛光灯，其中2～3个灯由回路控制。

（五）关于车间电气箱的防腐

污水处理厂车间气体腐蚀性极强，导致车间配电箱、控制箱电气元件严重老化。经研究，采用增加正压鼓风机的方法解决了这一问题。具体方法如下：配电室低压柜的上部和控制柜上预留了直径为100mm的圆形孔，每个孔一个，连接一个室外鼓风机和空气管道。低压柜和控制柜以及室外风扇的进风口均装有防尘网。该方法不仅解决了电气元件的腐蚀问题，而且解决了配电盘夏季的散热问题。

（六）关于检修电源问题

在污水处理厂的建设和运营过程中，经常需要临时供电。将其直接从配电室中取出是不方便且不安全的，添加的维护电源盒越多，成本就越高。配电箱还用作电源箱的维修方法，配电箱的输入电缆已延长，并且配电箱配有两相和三相插座以进行维护。

（七）接地装置设置存在的问题

污水处理厂车间内设施较多，处理设施、配电设施的基础设施无须供电属壳进行等电位连接，等电位接地设备必须采用明确的设置方法。即地面总线沿着房间的整个圆周位于地面上方0.3m处，而接地板位于地面上方0.3m处。结构支柱连接到接地母线，以确保接地安全性和可靠性。如果临时电气设备在维护期间需要接地，则可以将其直接连接到接地总线。此外，室外游泳池本身的控制箱和配电箱必须接地，使用的方法是在靠近箱体的水池壁上预留接地板，地面连接板连接到泳池壁上的钢筋网，外壳直接连接到接地板。这种方法减少了室外接地总线的长度，并提高了接地设备的可靠性。

五、 结语

文章通过对污水处理厂电气负荷分级、控制设备及常见问题进行判断，为电气专业设计人员提供参考，从而避免这些问题出现。

参考文献：

[1]陈彩霞.成都建工集团安装公司承建的成都市污水处理厂工程全部顺利通水[J].安装，2016（9）.

[2]杨仕堂.浅谈污水处理厂结构物施工防水措施[J].低碳世界，2016（28）.

作者简介：

焦峰，南京金梦都房地产开发有限责任公司。