小型地表自來水廠電氣、自控、監(jiān)控設(shè)計

摘? ? 要：隨著生活質(zhì)量的提高和健康意思的增強(qiáng)，人們對生活飲用水的標(biāo)準(zhǔn)越來越高，安全、可靠、經(jīng)濟(jì)合理的安全供水十分必要。介紹了小型地表自來水廠的電氣、自控、監(jiān)控設(shè)計：包括高低壓配電系統(tǒng)、配電分站的設(shè)置、自控、監(jiān)控系統(tǒng)的組成、管線敷設(shè)、防雷接地等。具有較強(qiáng)的適用性，可供同類型項目電氣自控設(shè)計參考。

關(guān)鍵詞：小型地表自來水廠;電氣;自控;監(jiān)控;設(shè)計

1 小型地表自來水廠規(guī)模及工藝`

1.1 自來水廠規(guī)模的劃分

自來水廠的設(shè)計規(guī)模應(yīng)根據(jù)城市給水工程統(tǒng)一供給的城市最高日用水量確定。凈水廠：<5萬m3/d為小型項目;5～10萬m3/d為中型項目;≥10萬m3/d為大型項目。

1.2? 小型地表水廠工藝

本工程建設(shè)規(guī)模為4萬m3/d，主要建設(shè)內(nèi)容包括：源水工程、輸水管道、凈水廠、配水管道等。

縣域內(nèi)四個源水水庫聯(lián)網(wǎng)工程已實施，保證供水水源可靠性。凈水廠采用混凝、沉淀、過濾、消毒、污泥處理等常規(guī)凈水工藝，出水水質(zhì)應(yīng)達(dá)到GB5749—2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定要求。

2? 小型地表自來水廠供配電設(shè)計

2.1? 供電電源及負(fù)荷計算

本工程按二類負(fù)荷設(shè)計，采用雙回路10kV電源，由兩個不同的變電所引來，采用架空線引至取水及廠區(qū)終端桿，再改成電纜引至變電所。依據(jù)建設(shè)進(jìn)度的要求，按近遠(yuǎn)期劃分，近期負(fù)荷計算采用需要系數(shù)法和單位面積容量法。

取水泵房：

Pjs=286.4kW? ?Qjs=87.2kvar? ?Sjs=299.4kVA

選擇兩臺SCB13-400KVA-10/0.4KV-Dyn11型變壓器。負(fù)荷率約75%。

凈水廠：

Pjs=704.3kW? ?Qjs=213.6kvar? ?Sjs=736.0kVA

選擇兩臺SCB13-1000KVA-10/0.4KV-Dyn11型變壓器。負(fù)荷率約73.6%。

2.2? 變配電的設(shè)置及供電主接線系統(tǒng)

取水泵房變電所采用單層布置，內(nèi)設(shè)高壓開關(guān)柜、直流屏、變壓器、低壓柜、PLC柜等。內(nèi)設(shè)10面KYN28-12型戶內(nèi)交流金屬鎧裝移開式高壓開關(guān)柜、1面GGD型DC220V，40Ah直流屏、2臺CB13-400KVA-10/0.4KV-Dyn11型變壓器（一用一備）、9面GCS型低壓抽屜式配電柜及1面GGD型PLC柜。

高低壓配電系統(tǒng)均為單母線分段，用電設(shè)備電壓等級均為380/220V。凈水廠設(shè)置一個總變電所（MCC1）和三個馬達(dá)控制中心加藥間（MCC2）、鼓風(fēng)機(jī)房（MCC3）、脫水機(jī)房（MCC4）。MCC1負(fù)責(zé)送水泵房、清水池、綜合樓、化驗室、中控室等建構(gòu)筑物的配電及其它三個控制中心（MCC2～ MCC4）的配電。MCC1高低壓配電系統(tǒng)均為單母線分段，用電設(shè)備電壓等級均為380/220V。MCC2負(fù)責(zé)配水井、絮凝沉淀池、加藥系統(tǒng)、加氯系統(tǒng)等建構(gòu)筑物的配電。MCC3負(fù)責(zé)鼓風(fēng)機(jī)房、濾池、紫外消毒系統(tǒng)等建構(gòu)筑物的配電。MCC4負(fù)責(zé)排水排泥池、濃縮池、污泥脫水機(jī)房等建構(gòu)筑物的配電。MCC2～MCC4均為單母線不分段，雙電源進(jìn)線，用電設(shè)備電壓等級均為380/220V。

總變電所與送水泵房合建，為單層布置，內(nèi)設(shè)高壓開關(guān)柜、直流屏、變壓器、低壓柜、PLC柜等。內(nèi)設(shè)10面KYN28-12型戶內(nèi)交流金屬鎧裝移開式高壓開關(guān)柜、1面GGD型DC220V，40Ah直流屏、2臺CB13-1000kVA-10/0.4kV-Dyn11型變壓器（一用一備）、14面GCS型低壓抽屜式配電柜及1面GGD型PLC柜。

加藥間（MCC2）與加藥間合建，為單層布置，內(nèi)設(shè)低壓柜、PLC柜等。內(nèi)設(shè)3面GCS型低壓抽屜式配電柜及1面GGD型PLC柜。

鼓風(fēng)機(jī)房（MCC3）與鼓風(fēng)機(jī)房合建，為單層布置，內(nèi)設(shè)低壓柜、PLC柜等。內(nèi)設(shè)5面GCS型低壓抽屜式配電柜及1面GGD型PLC柜。

脫水機(jī)房（MCC4）與脫水機(jī)房合建，為單層布置，內(nèi)設(shè)低壓柜、PLC柜等。內(nèi)設(shè)4面GCS型低壓抽屜式配電柜及1面GGD型PLC柜。

2.3? 繼電保護(hù)及測量

（1）10kV高壓進(jìn)線采用延時電流速斷和過電流保護(hù)。（2）10/0.4kV變壓器按容量大小設(shè)電流速斷，過流保護(hù)，單相接地和溫度保護(hù)。（3）0.4kV進(jìn)線設(shè)三段或二段過流保護(hù)。（4）低壓用電設(shè)備及饋線設(shè)電流及過載保護(hù)。

2.4? 計量及補(bǔ)償

本工程計量均采用高供高計，動力與照明一并計量方式，計量裝置設(shè)在10kV總配電間計量柜內(nèi)。全廠功率因數(shù)的補(bǔ)償采用在變電所低壓側(cè)集中補(bǔ)償;補(bǔ)償?shù)墓β室驍?shù)達(dá)0.95以上。

2.5? 電纜選型及敷設(shè)

高壓電纜選用YJV-8.7/10kV，低壓動力電纜選用YJV-0.6/1kV，變頻電纜采用BP-YJV-0.6/1kV; 室內(nèi)電纜沿電纜溝敷設(shè)或穿鋼管埋地暗敷，水池及構(gòu)筑物等電纜以橋架內(nèi)敷設(shè)為主，電纜溝采取防水措施，溝底做縱向排水坡。照明及插座導(dǎo)線采用BV-0.45/0.75kV塑銅線

2.6? 防雷接地與等電位聯(lián)結(jié)

本工程所有建筑按三類防雷設(shè)置，接地系統(tǒng)采用TN-S系統(tǒng)，廠區(qū)工作接地與保護(hù)性接地采用聯(lián)合接地，接地電阻不大于1歐姆。接地極采用50mm×5mm×2500mm角鋼，接地母線采用40mm×4mm扁鋼，均為熱鍍鋅。

3? 自控系統(tǒng)設(shè)計

3.1? 系統(tǒng)組成

全廠計算機(jī)自控系統(tǒng)采用開放的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)加上流行通用的組態(tài)軟件以及可靠通用的PLC模塊。自控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用兩層，即控制層和信息管理層。廠區(qū)設(shè)置一個控制中心（中控室），5個控制子站取水泵房子站、加藥間子站、濾池子站、送水泵房子站、脫水機(jī)房子站。廠區(qū)內(nèi)各現(xiàn)場PLC子站通過主干網(wǎng)絡(luò)環(huán)形連接起來，作為控制層。接收現(xiàn)場信號和管理層的指令，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，依據(jù)編制的程序發(fā)出控制指令，將現(xiàn)場信號及數(shù)據(jù)發(fā)送至信息管理層。

3.2? 儀表選型

儀表的類型、型號直接關(guān)系到自控系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，要結(jié)合運(yùn)行場所，工作環(huán)境等諸多因素，合理選擇分體式、一體式、自清洗、隔膜式等;測量儀表（流量、液位、壓力）可選擇普通儀表，分析儀表（濁度、余氯等）要求精度相對較高，可適當(dāng)選擇質(zhì)量較好的儀表。便于后期的維護(hù)。

4? 監(jiān)控系統(tǒng)

4.1? 監(jiān)控組成

依據(jù)國家反恐辦關(guān)于《城市供水行業(yè)反恐怖防范工作標(biāo)準(zhǔn)》要求：在取水泵站、取水泵站配電間、取水口、廠區(qū)主次出入口、送水泵房、加藥加氯間、濾池、鼓風(fēng)機(jī)房、送水泵房、清水池、沉淀池、中控室、化驗室、圍墻等均設(shè)置安防監(jiān)控設(shè)備。重要場所門均采用防盜安全門。CATV系統(tǒng)由三大部分組成：前端子系統(tǒng)、信號傳輸系統(tǒng)、中心控制顯示系統(tǒng)。（1）CATV前端子系統(tǒng)由攝像機(jī)、鏡頭、云臺、視頻服務(wù)器、音頻采集裝置、防護(hù)罩和安裝支架等組成。（2）信號傳輸系統(tǒng)包括傳送各種視頻、音頻信號和控制、報警信號所需的各種接口，實現(xiàn)用一根光纜傳輸多種信號的功能。（3）中心控制室顯示系統(tǒng)有主控制器、視頻、音頻接口，監(jiān)視器和多媒體電腦等組成。

5? 結(jié)束語

本文對小型地表自來水廠電氣、自控、監(jiān)控設(shè)計做了一個簡要的說明，在進(jìn)行設(shè)計時應(yīng)根據(jù)水廠工藝要求及當(dāng)?shù)氐淖匀磺闆r合理確定廠電氣、自控、監(jiān)控設(shè)計方案，使其能夠在項目中達(dá)到節(jié)能降耗的目的、保證水廠安全可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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[3]王經(jīng)緯.淺談電氣自動化控制系統(tǒng)在水廠中的應(yīng)用[J].? 綠色環(huán)保建材，2017（4）.

作者簡介：

劉海全（1982—）男，本科，高級工程師，從事設(shè)計工作。