地下污水厂电气设计要点分析

刘庆

摘  要：地下污水厂电气设计相比于传统的地上污水厂更为复杂，本文从供配电系统设计、照明设计、电气消防设计等方面进行探讨，为同类工程提供参考。

关键词：地下污水厂;电气设计;自控设计

1 引言

随着对环境要求的日益提高和用地资源的紧张，目前已经有越来越多的城市选择在地下建造污水厂。与地上式污水厂不同，地下式污水厂将所有构筑物组团布置，形成地下箱体，受地下空间相对封闭、布局复杂、部分区域含有有毒气体等多重影响，其电气专业设计越来越受到电气设计人员的关注。下面针对南方某地下污水厂的电气设计，做简要分析和探讨。

2电气自控设计

2.1 负荷等级及供电电源

南方某地下污水厂建设处理规模10万m3/d，采用全埋地下式“粗细格栅+沉砂池+AAO-MBR +紫外线消毒”处理工艺。

本工程按二级负荷设计，拟新申请两路10kV供电电源，一用一备，每路电源均可承担全厂100%负荷。

2.2负荷计算与配电系统设计

根据当地供电部门要求，在地上设置高压配电间，地下箱体内设置2座低压配电间。

负荷计算结果如下：1#配电所补偿后有功1265kW、无功416kvar、视在1331kVA;2#配电所有功1243kW、无功409kvar、视在1308kVA。

厂区各配电变压器的设置根据各变电所所辖供电范围内的负荷大小，每个配电所均设置2台配电变压器，运行方式为一用一备。2座低压配电间均设置2台SCB13-1600kVA变压器。

10kV侧采用双电源单母线分段的主接线形式，该接线形式可靠性高，运行成熟，且为广大运行人员所接受。0.4kV低压侧采用双变压器单母线分段（含母联断路器）的主接线方式，进线断路器与母联断路器配置三锁二钥匙机械与电气联锁。

2.3照明设计

照明采用智能照明方案，灯具选用雷达感应灯具，封闭房间内采用电源模块+开关驱动器+智能面板的方式，通过逻辑编程适应巡视、参观、应急等不同情况下的要求。

2.4电缆敷设设计

厂内主要电缆采用桥架敷设，单体构筑物配电柜至设备端通常采用穿保护管敷设。桥架宜采用防腐性，如镀锌桥架或不锈钢桥架。

在桥架的设计过程中，应密切与各个专业沟通，核实管线情况，合理确定各管线标高，避免出现管线冲突。

考虑到地下污水厂对防火的要求，动力电缆选用WDZ-YJY交联聚乙烯绝缘低烟无卤阻燃聚烯烃护套铜芯电力电缆，控制电缆采用WDZ-KYJY交联聚乙烯绝缘低烟无卤阻燃聚烯烃护套铜芯控制电缆，消防设备用电线路在以上电缆基础上采用耐火电缆。

2.5消防电气设计

消防电气设计包括消防供配电系统、火灾自动报警系统及联动控制、电气火灾监控系统、消防电源监控系统、消防应急照明与疏散指示系统五部分内容。

（1）消防供配电系统

消防用电负荷属于污水厂重要用电负荷，采用双回路供电方式，并在设备末端设双电源切换装置。

（2）火灾报警系统及联动控制

火灾报警系统采用集中报警系统。消防控制室内设置总线制智能型火灾报警控制器、消防联动控制器、消防应急广播控制设备、消防专用电话主机、消防电源监控器、UPS不停电电源等设备，并配置图形显示及操作用计算机。

火灾自动报警系统联动的消防系统有：消火栓系统、自动喷淋系统、防火门监控系统、火灾报警和消防应急广播系统、消防专用电话系统、消防应急照明与疏散指示系统、非消防负荷切非系统、门禁系统。

（3）电气火灾监控系统

电气火灾监控系统由电气火灾监控器、电气火灾探测器及配套的剩余电流互感器组成。

电气火灾探测器及剩余电流互感器安装在第一级低压配电柜内。除进线柜、分段柜、无功补偿柜、消防设备回路及备用回路外，均须安装剩余电流互感器。

（4）消防电源监控系统

消防设备电源监控系统由消防设备电源监控主机、消防设备电源传感器等设备组成，消防设备电源监控主机设于消防控制室内。消防设备电源传感器安装在消防设备配电箱的进线侧，实时监测1路三相交流电压及电流，采用总线方式与消防设备电源监控主机通信。

（5）消防应急照明与疏散指示系统

按《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》（GB51309-2018），消防应急照明和疏散指示系统采用集中电源集中控制型，系统由应急照明控制器、应急照明集中电源、消防应急照明灯具、消防应急标志灯具等组成。

灯具采用A型消防应急灯具，光源為高亮度LED光源。

在消防控制中心安装应急照明控制器并且与火灾自动报警主机FAS联动。

2.6自控及仪表系统

自动控制系统大部分与地上污水厂一致。地下箱体内PLC以及其他自控设备应采用防腐型，特别是预处理段腐蚀气体严重。同时地下箱体内应保证信号覆盖，完善地下污水厂安防系统。

地下污水厂空间封闭，环境潮湿，通风流通条件较差，污水处理过程中产生的有毒、有害气体、可燃气体难以排出，必须设置气体检测仪表。

在预处理区、生化池以及污泥脱水区设置硫化氢、甲烷、氨气及氧气浓度检测计，其他区域适当设置氧气浓度检测计，保证运维人员安全。

3结语

地下污水厂是未来城市高速发展的趋势，其占地小，空间利用率高，随着各地区地下污水厂的建设，对电气专业设计提出了更高的要求，在电气设计时应该充分了解项目情况，与内部各个专业协调配合，积极与外部各职能部门沟通，找准影响设计的关键点，才能使设计更加合理，设计出与项目相匹配的优质设计成果。

参考文献

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