论电气应急设备在城镇供排水行业中的重要性

周先锋 卿明军 叶文明

1.重庆市渝水水务机械有限公司 重庆 400000;2.重庆市自来水有限公司 重庆 400000

前言

重庆水务集团（股票代码:601158）成立于2001年,2010年在上海证券交易所整体上市,是一家集产业投资、建设、运营与专业技术服务于一体的国内领先、国有控股的专业水务综合服务商。

公司专注于城市供水、污水处理和污泥处理处置等水务环保产业的投资、建设和运营管理,现有30家全资及控股子公司和6家合营、联营公司,业务涵盖城镇供水、污水、中水、污泥、水环境综合治理、科技服务、环保装备等领域。拥有重庆市主城区88%的自来水供水市场和全市97%的污水处理市场,已投入运营的自来水厂37座,日供水能力约445万立方米,服务人口950余万人;污水处理厂114座,日污水处理能力476.6万立方米,服务人口1800余万人,污水服务面积约2200平方公里;污泥处理8座,日污泥处理能力2312吨,服务人口1800余万人,市外业务延伸至四川、湖北、云南、河南等地。

城市供排水是保障民生和水环境的重要行业,必须保证生产的连续性,否则,会给市民生活、工业生产、水环境保护造成极大的不利影响。

2019年7月29日集团下属某车间低压开关柜电气火灾引起供水中断,停水6小时（,时值重庆高温酷暑期间,给供水区域的社会生活带来极大不利影响。为了避免供排水企业电气设备故障抢修期间停产事件,重庆市渝水水务机械有限公司提议,经过重庆水务电气专家组商议,向集团提出了制备电气故障应急设备的建议,得到集团的采纳,决定在重庆市渝水水务机械有限公司制备一套电气故障应急设备,用于集团下属企业电气设备故障抢修时的应急配电,确保供排水、污泥处理企业的连续稳定生产。

一、电气故障应急设备的技术措施

本套电气故障应急设备属重庆市渝水水务机械有限公司面向水务集团供排水配电设备因故障断电而采取的应急处理方案,其配电设备分为独立高压开关柜、集装箱式低压箱变和直流配电三个系统。

1.高压配置方案可直接覆盖集团全部自来水、排水企业的高压配电设备,配置有一台10k V高压KYN中置进线柜、一台10k V高压KYN中置计量柜、三台10k V高压KYN中置电动机控制柜和一台10k V高压KYN中置变压器控制柜。他们各自独立,根据需要,单柜、成套或任意组合使用、现场快速替换,采取搭积木方式或者替换故障设备的方式,完成对电力系统的修复完善,尽快恢复电力供应。最终形成的电气应急设备见图1。

图1 高压柜一次系统和现场接线图

2.低压配置方案。变压器选配800KVA（利旧）,能直接覆盖集团95%的供、排水企业的低压配电设备。其余5%,共计有排水公司鸡冠石、唐家桥、东港;中法长寿、中法供水茶园、中法供水重光;中法唐家沱;渝西大足、九江;三峡悦来污水厂;自来水公司北碚水厂等十一处,他们都有两台大容量变压器,而两台变压器同时发生故障的概率非常微小,故本方案也实现了对集团低压设备的全覆盖。

拖挂式移动式箱式变电站,便于转运、小体积、结构耐用、安全可靠、操作简单:是由一种高压开关设备、配电变压器和低压配电设备,预制电缆、专用工具箱、消防设备、集成在独立的舱室,安装在通风、防潮、防锈、防尘、防鼠、防火、防盗、隔热、全封闭、可移动的钢结构箱内,装置在移动平台上,可由带拖曳系统的牵引车到抢险场地内。它适用于额定电压10/0.4KV三相交流系统应急备用,解决企业临时配电、城网建设与改造配电问题。箱体部分采用目前国内领先技术及工艺,外壳采用304钢板,框架采用镀锌成型材料及制作工艺,有良好的防腐性能,防锈蚀,内封板采用铝合金扣板,夹层采用防火保温材料,箱体内安装通风散热除湿装置,设备运行不受自然气候环境及外界污染影响,可保证在-40℃～+40℃的恶劣环境下正常运行。现场需要配电应急设备保障是随时从仓库调用,由专用工程车牵引至现场使用。

图2 低压柜内部配置和外形图

二、本项目的创新点

本应急设备侧重在电气设备出了故障后的尽快恢复供电,主要策略是临时替代原有供电设备的供电要求,所以我们做到了以下三个创新基本要求:

1.将高低压配电装置便携化,可以涵盖并及时恢复所有事故现场供排水能力。

2.将高低压配电装置模块化,根据现场设备故障类型,对应于不同模块,加快恢复速度。

3.在市电缺失时,配套设计有发电机接口,满足现场供电需求。

根据对电气应急设备的基本要求,结合选择的KYN28-12柜型特点,在与厂家多次沟通协调后,在柜体设计上做了以下针对性的创新设计如下（已申报专利并获得受理）。

1.为了应急调柜子,方便现场连接水平母线,高压柜水平母线连接改为高压电缆连接。

2.因为应急现场不可能临时挖电缆沟,所以高压进出线电缆采用从后门下部进出,将原来标准设计的后下门把电缆进出线部分分割成一块小的独立小门以方便进出电缆。

3.因为应急现场不可能临时挖电缆沟,所以箱变的高低压进出线电缆采用从箱变外壳侧面下部进出,将原来标准设计的侧门把电缆进出线部分分割成一块小的独立小门以方便进出电缆。

4.高压柜与整流柜为了方便搬运,分别在每台柜子底部配了移动板车。

5.因为现场情况千变万化,所配置的10k V电缆长度有可能不够长,本次供货增加了10k V电缆转接箱,有效的解决了这个问题。

6.因是临时用电,不可能固定安装,现场10k V电缆转接箱采用卧式设计,避免了电缆拖拉时箱体倾倒。箱子两侧带提手,方便转运。

7.箱变进线,不仅考虑了市电进线,也有发电进线。充分考虑到应急现场高压一旦找不到搭火处,则采用发电机直接给低压供电。

三、电气应急设备的应用

本次电气应急设备制造完成后,项目组成员到生产厂家进行了初步验收;同时在设备到货后,我们的技术人员、维修人员对其进行了全面的检测,编制了设备的存储、使用的规程、规范,多次进行了现场抢维修的演练,并在2021年6月16日经过了现场实际使用的检验,达到了预期效果。

2021年6月16日16时,重庆市渝水水务机械有限公司接到重庆豪洋水务求助电话,其所属秀山污水处理厂进线电源柜发生故障,短时不能恢复,已处于停产状态,需启用集团电气应急设备,为该厂的供电电源抢修期间提供应急供电,以恢复生产。

重庆市渝水水务机械有限公司立即启动应急配电预案,沟通了解现场情况,确认需求,调度人员、应急配电设备、电缆、车辆,90分钟内就集结了一支由资深党员及电工高级技师领衔的应急配电突击队赶赴秀山。

经近500公里行程到达现场后,一个小时就将应急设备投入运行,秀山污水厂恢复生产,设备运行正常。这是水务集团应急配电设备首次投入实战应急使用,响应迅速,解决了秀山污水处理厂的燃眉之急,成效显著。本次抢修运输和现场安装见下图。

图3 设备运输和现场抢修图

四、结论

本套电气应急设备,能够充分满足水务集团电气事故紧急抢维修期间的应急配电技术要求,实现了对集团下属供排水及污泥处理企业电气设备事故抢修期间的应急配电全覆盖,达到了预期目标。