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【题目】污水厂电气系统的设计与施工探究
【第一章】污水处理厂电气工程建设探析绪论
【2.1 - 2.4】现阶段供电系统状况与主要设计内容
【2.5 - 2.12】污水处理厂电气辅助设计与照明设计
【第三章】污水处理自控、仪表设计
【第四章】污水处理厂电气施工
【总结/参考文献】污水厂电气部分的设计与实现研究总结与参考文献
第 2 章 污水处理厂电气设计
2.1电气设计依据
延吉市污水处理厂的电气设计按照以下规范及标准进行，包括：
（1）设计规范 GB50053-2013《20kV 及以下变电所设计规范》
（2）设计规范 GB50062-2008《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》
（3）设计规范 GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》
（4）设计规范 GB50093-2013《自动化仪表工程施工及验收规范》
（5）设计规范 GB50054-2011《低压配电设计规范》
（6）设计规范 GB50227-2008《并联电容器装置设计规范》
（7）设计规范 GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》
（8）设计规范 GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》
（9）设计规范 GBJ65-83《工业与民用电力装置的接地设计规范》
（10）设计规范 GB50034-2013《建筑照明设计标准》
（11）设计规范 GB50058-2010《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》
（12）设计规范 GB50303-2011《建筑电气工程施工质量验收规范》
（13）设计规范 GB50052-2009《供配电系统设计规范》
（14）设计规范 GB50013-2006《室外给水设计规范》
（15）设计规范 GB50055-2011《通用用电设备配电设计规范》
2.2现阶段供电系统状况
2.2.1现阶段水厂情况。
由于本次设计为延吉市污水处理厂二期工程，先就一期工程做一个简单的介绍。现阶段污水处理厂内共有污水处理一期工程、中水处理工程、医疗垃圾处理工程，以上一期工程正常运行。一期规划设计中，已经预留污水处理二期工程施工用地，本次施工用地即为一期工程预留的规划用2.2.2污水处理厂一期电源情况。
目前仅限电源情况：污水处理厂经过业主方与供电局积极沟通及多次协调申请，已经按照负荷等级要求，从市政电网和农电电网分别架空引入专用线至厂外终端杆，每个厂外终端杆上各设置两套室外六氟化硫断路器和避雷器。架空线采用单芯铝芯架空绝缘电缆，其线缆截面为 120mm2,其电缆载流量为 320A.延吉市污水处理厂一期污水处理工程用电情况为：粗格栅间变压器（630 kVA）、鼓风机房变压器（800kVA）、综合楼变压器（400kVA）、10kV 电动机负荷为 3×250kW;一期中水处理工程用电情况为：变压器（1000kVA）； 一期医疗垃圾处理工程用电情况为：变压器（250kVA）；根据现有情况，变压器负荷率均为 60%计算，厂内 380V 侧总用电容量为 1950kVA.
2.2.3污水处理厂扩建供电方案比较及用电情况。
污水处理厂二期供电方案有两种方案可供选择，第一种是在一期 10kV 高压配电间内增设高压馈线柜；第二种方案是在二期新建高压配电间，10kV 电源由高压终端杆引来。使一期、二期高压电源相对独立。
第一种方案优点：仅在一期高压配电间内增设 4 台变压器电源馈出柜，节约了正常 10kV 电源进线必须的进线柜、计量柜等柜体；一期、二期 10kV 电源均在同一配电间内，便于管理。
第一种方案的缺点：虽然增加 4 台电源变压器馈出柜，节约了高压配电柜成本，但将 4 台变压器电源馈出柜接入原一期 10kV 高压配电系统内，需要将 2路 10kV 进线电源断开，且安装、接入、调试等时间可能过长，这样势必会影响现有一期的生产。一期电源出线通过电缆沟引出至各构筑物，而新增加的电源引出也应按此方式引出，需要在现有高压配电间内建设一段同等宽度及深度的电缆沟，将新电缆沟与一期现有电缆沟连接，这也将增加施工难度，要在不影响设备带电运行的前提下，进行土建作业，危险性较大。同时，由于 4 台变压器高压馈线电源均在一期高压配电间内，引出至 4 台变压器的 10kV 电缆也将会以厂区电缆沟直埋的方式引至二期低压配电间内，4 路 10kV 电源横跨大半个厂区的方式也是不合理的；另外，二期电源与一期电源在一起计量，对于规模较大且分期建设的项目也是不合理的。第二种方案的优点：此方案 10kV 电源由终端杆直接引来，10kV 高压配电间为二期独立配电间，安全性高，与一期互不影响。且水厂运行若干年后，如某台高压配电柜故障，可以选择性的暂停故障的高压系统，而不至于使污水厂停产。
在二期水厂增容施工建设中，水厂一期可以正常运行，不需要停产。且 10kV 终端杆引至二期高压配电间一路 10kV 电源即可。
第二种方案的缺点：高压配电柜与第一种方案相比，增加 6 面 10kV 高压柜，造价方面增加了成本。
综上所述，配电方案选择第二种方案，即污水处理厂二期 10kV 电源由终端杆单独引至二期高压配电间。
根据选择的第二种方案及厂区二期规划图布置，新建二期污水处理厂内共设 2 处 10kV 变电所（提升泵房附属建筑物内 10kV 变电所、污水处理一期工程鼓风机房 10kV 变电所）。根据负荷性质，每个 10kV 变电所的上级电源均采用两路电源进线，一用一备。每处 10kV 变电所电源分别从 2 个申请的市政电网和农电网的架空线终端杆处以直埋方式引入，电缆规格均为 YJV22-10-3×120,载流量为 320A.
二期工程进线电源从污水处理一期工程鼓风机房 10kV 变电所引来，并在一期 10kV 变电所内增设 4 面变压器回路 10kV 馈线柜。根据二期工程新增加的负荷，相应调整变电所总进线柜、计量柜内的电流互感器和保护整定参数等相关元器件。图 2.1 为污水处理厂一期低压配电间内实景图。
2.3主要设计内容
1.新建低压配电设计。
2.各用电设备的配电、控制及保护。
3.电力电缆敷设设计。
4.照明设计。
5.配电装置及构筑物的防雷接地设计。
2.4供电电源形式根据规范[2]要求：如果用电建筑物突然中断供电，城市或者工业水处理厂停止给水或者排水，将会对城市或者工业造成较大的经济损失或者给城市的生活带来较大影响，此种定义为二级负荷。根据负荷定义，延吉市污水处理厂二期工程属于二级负荷类型。为满足负荷要求，二期工程电源引自污水处理一期工程鼓风机房 10kV 变电所（此变电所满足二级负荷要求）。
