污水处理厂可研电气.docx

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污水处理厂可研电气

5.3.4.3电气设计

1）设计范围

本工程电气设计范围为污水处理厂10kV电源终端杆电缆头以下部分的高、低压变配电系统;各建（构）筑物的动力及照明配电,防雷,接地以及厂区内电缆敷设和道路照明等内容。

2）供电电源

本工程属市政设施二类用电负荷单位，需要两回路10kV电源供电，一路电源从就近变电站引来,另一路电源从就近高压线T接。

当一路电源发生故障时，另一路电源应能维持连续供电。

3）负荷计算及变压器容量选择

全厂电气计算负荷为：

有功计算负荷Pjs=470kW

无功计算负荷Qjs=153kVAR

视在计算负荷Sjs=499kVA

考虑选用630kVA干式变压器一台。

4）变配电系统

变配电间设于鼓风机房，配电间内设置高压配电间、低压配电间。

一套10kV配电系统,两路10kV进线电源一用一备，进线电源互锁，采用单母线不分段运行方式，并馈出一路10kV线至低压配电间所设变压器。

10kV高压配电柜选用环网柜柜，高压配电开关为负荷开关加熔断器。

设单台主变，其容量为630KVA。

0.4kV系统采用单母线不分段的运行方式。

5）设备选型

10kV开关柜选用环网柜。

0.4kV开关柜采用GGD型固定式开关柜。

10/0.4kV变压器采用环氧树脂干式节能型变压器。

其它车间0.4KV动力配电箱采用XL-21型。

机旁控制箱，插座箱箱体采用防腐全绝缘箱。

6）继电保护及控制

﹙a﹚10kV高压系统

10kV系统采用负荷开关加熔断器保护。

﹙b﹚低压系统

低压总进线开关设速断，延时速断及长延时过电流三段保护。

电动机保护回路设速断﹑过电流及过负荷等保护。

供电出线回路设速断及过负荷保护。

（c）低压潜水泵电动机（5kW以上），全系列搅拌机除常规保护（短路、过负荷等）外，还设有漏油、渗水及湿度等潜水泵电机所需的专用保护。

（d）全厂参与工艺过程的用电设备，其控制方式采用机旁就地控制、PLC集中控制及中心控制室控制的三级控制方式。

在所有用电设备附近均设有机旁控制箱，用于就地控制方式。

对小于37kW的低压电机采用直接起动方式。

对大于37kW的低压电机采用软起动方式。

7）电能计量

在10kV进线处设置专用计量柜，内装准确级次为0.2级的电流互感器和电压互感器，柜上仪表室内安装全电子式多功能交流电能表，对全厂用电进行计量。

另外在0.4kV侧设专用照明计量装置，对综合楼，各建、构筑物，厂区道路等照明进行计量，与动力分开。

8）过电压保护及接地

为了防止配电装置免遭来自输电线路的大气过电压及雷电波的袭击，在有关位置装设避雷器。

为了防止直接雷击的侵害，按照规范要求在建筑物及变电所装设避雷针（带），并可靠接地。

为了保证人身安全及设备工作接地的要求，所有用电设备外壳和中性点需要接地设备均应可靠接地，接地装置的接地电阻不大于1欧姆。

工作接地、保护接地和防雷接地共用接地装置，接地系统采用TN-S系统。

主接地线采用-40X4镀锌扁钢，接地支线采用-25X4镀锌扁钢，设备保护接地线采用-12X4镀锌扁钢，接地装置尽量利用建、构筑物基础钢筋作为接地极。

9）照明及检修网络

照明与检修网络采用380/220V三相五线系统。

生产用房采用荧光灯、金卤灯作为主要照明灯具。

管理用房采用荧光灯、白炽灯作为主要照明灯具。

行灯照明采用36V安全电压。

厂区室外采用庭院灯照明，厂区内路灯在大门传达室内控制。

10）电缆与电线敷设

室外电缆、电线敷设采用电缆沟、电缆桥架、穿钢管或直埋方式，建筑物内采用电缆沟、电缆桥架或穿钢管敷设。

高压电缆采用交联聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装铜芯电缆。

直埋和电缆沟内敷设的低压电缆采用聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装铜芯电缆，其它电缆采用聚氯乙烯绝聚氯乙烯护套铜芯电缆。

照明线路及小的动力支线采用聚氯乙烯绝缘铜芯线。

11）通讯设备

在综合楼内设程控电话30门接线箱，便于厂内外联系。

为便于重要部门对外联系，在中控室和配电间等处设有市内直拨电话。

5.3.4.4仪表与自控设计

污水处理厂自控系统遵循“集中管理、分散控制、资源共享”的原则，污水处理厂仪表系统遵循“工艺必需、先进实用、维护简便”的原则。

设计方案力求满足本工程污水处理工艺的特性，保证污水处理厂生产的稳定和高效，减轻劳动强度，改善操作环境，实现污水处理厂的现代化生产管理。

本期工程自控系统的硬件和软件配置将充分考虑远期工程的需求。

1）设计范围

设计范围包括以下主要内容：

（a）根据全厂工艺生产流程及测控要求配置水位、流量、水质分析、过程控制等检测控制仪表；

（b）根据全厂工艺和设备运行要求采集工艺设备的运行数据，配置相应的自动控制、自动调节、自动报警、安全保护装置；

（c）污水处理厂进出水计量，在线连续水质监测，与污水管理部门的远程数据通信。

（d）主要工艺设备运行状态和变配电系统主要电气参数的数据采集，传送；

（e）污水处理厂计算机监控管理系统结构、功能；

（f）工艺控制动态模拟投影仪；

（g）工艺管理计算机系统结构、功能；

（h）仪表电源、信号的传送，设备状态信号和控制命令的传送，计算机网络系统的连接；

（i）自控仪表的防雷、过电压保护、接地系统。

2）系统方案

自控系统采用集散型计算机控制系统。

由可编程序控制器（PLC）及自动化仪表组成的检测控制系统，对污水处理厂各过程进行分散控制，并由通讯系统、监控计算机、打印机和动态模拟屏组成的中央控制系统——中央控制室，对全厂实行集中管理。

各分控站与中央控制室之间由工业以太网进行数据通信。

现场控制站与现场测控仪表之间由开放式现场总线连接。

工厂网络系统采用客户/服务模式，TCP/IP通讯协议，自适应10/100Mbps传输速率。

工艺设备的控制方式如下：

现场手动模式：

设备的现场控制箱或MCC控制柜上的“就地/远程”开关选择“就地”方式时，通过现场控制箱或MCC控制柜上的按钮实现地设备的启/停、开/关操作。

自动模式：

现场控制箱或MCC控制柜上的“就地/远程”开关选择“远程”方式，设备的运行完全由各PLC根据污水处理厂的工况及生产要求对设备进行控制。

控制级别：

就地控制优先。

本系统具体设置如下:

在综合楼设中央控制室，PLC子站三座。

1#子站设在鼓风机房低压配电间，负责对鼓风机房、MBR池，送水泵房、格栅等建构筑物内工艺用电设备的控制及相关仪表的工艺参数的采集，2#PLC子站设在消毒间，负责臭氧制备设备的控制（产品配套）。

3#PLC负责对脱水设备的控制（产品配套）。

3）硬解配置

（a）工控机要求：

CPU：

双核3.0GHz，4G内存，1T硬盘，16XDVDRAW光驱，24″LCD显示器（分辨力＞=1920×1200）。

（b）监控软件

采用基于WindowsXP的实时监控软件，具有：

开放性，能支持各种I/O设备，如：

PLC控制器，分析仪，远程终端。

分布式数据库，任何I/O服务器的数据可被任何计算机访问，报警、趋势、报表能集中处理或分散处理。

（c）设置一台彩色激光打印机（A3幅面），一台喷墨打印机（A3幅面）。

（d）各种模块均可带电插拔

（e）技术参数的要求

显示器刷新率>=60Hz

DO输出接点容量：

交流220V/3A，直流24V/1A，

使用温度：

-20℃～70℃

湿度：

5～95%相对湿度（不结露）

系统平均故障间隔时间（MTBF）不少于20000小时。

PLC平均无故障时间：

≥100000小时，具有最小20%的备用I/O。

（f）不间断供电（UPS）系统：

持续时间不小于180分钟。

4）软件功能

采集全厂各工段的工艺参数值，电气参数值及生产设备的运行状态信息。

根据采集到的参数和信息，进行分析并建立各类数据库，且对各类工艺参数值和电气参数值绘出趋势曲线（历史数据），通过分析比较后找出最优化运行方案，改进管理，优化调度，保证出水质量，降低能耗、药耗、从而达到降低成本。

操作站以友好的人——机对话方式指导操作，在自动状态下用键盘和鼠标器对有关设备进行手操远程控制。

操作站彩色屏幕（LCD）可显示全厂平面及工艺流程剖面图，

电气接线图，并有动态的实时参数值显示，设备运行状态及事故报警等信息显示。

自动生成生产报表（班、日、月）供生产管理之用。

计算机系统具有诊断功能，可在线诊断故障部位并报警。

5）过程控制:

（a）格栅根据栅前与栅后液位差自动开停。

（b）沉砂池设备定时开启。

（c）MBR生化池:

鼓风机房其中一台鼓风机变频运行，根据设在MBR生化池中的DO仪测的溶解氧值控制鼓风机运行的转速和运行台数。

根据进水流量和MLSS值确定回流泵开启台数和速度。

液位信号用于监测池内水位。

（d）送水泵房:

根据清水池的水位和送水管道上的压力控制水泵运行台数。

（e）鼓风机房:

根据MBR池的DO值控制鼓风机运行台数和转速。

（f）消毒间:

臭氧消毒设备自带PLC控制系统，根据工艺要求来控制运行。

（g）污泥脱水间:

污泥脱水间根据储泥池液位控制污泥浓缩脱水机运行。

（h）仪表间:

仪表间所设仪表用于进厂水质和出水水质检测，主要检测pH值、COD、氨氮等，监控数据传至中控室的同时也通过GSM模块传至环保部门。

6）工业闭路电视监视系统（CATV）:

本系统分为生产现场监视和保安监视两部分，监视系统控制台置于中控室内，8台带有电动云台的摄像头分别设于配电间、鼓风机房，MBR池，送水泵站，门卫等处。

CATV系统建成后能满足以下功能要求：

（a）每个监控点将图像信号、声音信号和报警信号准确无误地传送到中心控制室。

（b）中心控制室对所有监控点的设备进行控制和操作。

（c）中心控制室可对每个摄像机的图像进行存储和回放。

（d）CATV系统中传输通道选用有线双工光缆传输模式，同时在系统设置时充分考虑系统的可靠性、适用性、先进性、可扩容性和经济性。

（e）通过主控多媒体接口单元可实现与中控室监控服务器组成多窗口多平台的监控系统，将系统管理、操作控制、图像显示融为一体。

实现图像资源共享。

主控多媒体配套软件可提供全功能操作和完善的CAD程序和图库来绘制厂区电子地图，通过点击电子地图的图标来调看任一前端点图像，并可对云台和镜头进行控制。

7）控制﹑信号电缆选型

控制电缆选用铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套软电缆，信号

电缆选用铜芯聚氯乙烯绝缘编织屏蔽聚氯乙烯护套软电缆。

8）电缆敷设

污水处理厂仪表、自控电缆在电缆沟内、电缆桥架内和穿钢管敷设。

9）检测仪表选型

现场仪表是采集工艺参数的主要工具，应选用性能价格比较高的智能型仪表。

全厂仪表均采用高精度、高稳定性、免维护或低维护量的数字、智能型自动化仪表。

现场转换器都选配带数字显示的现场安装型。

水质分析仪表应配备自清洗装置，可选进口仪器，其余可选用国产或合资产品。

每套仪表带足专用电缆和安装附件。

10）系统防雷措施

系统防雷通过在设备电源和仪表信号处设置避雷器并通过接地系统的等电位连接，以达到最佳的防雷效果。

⑴电源部分：

在中央控制室设备和各PLC柜现场控制器箱的电源进线处均设置避雷器或过电压保护器。

⑵信号部分：

在PLC的通信网络端口及4~20mA模拟量信号的线和出线端口设信号过电压保护装置。