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    浅谈地下水污厂配电系统电气安全设计

    发布时间: 2024-04-07  点击次数: 81次

    黄琴

    安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

    摘要:随着城市化进程的不断加快,地下水污厂在城市建设中的作用越来越重要。然而,地下水污厂中存在着许多危险因素,如有害气体、液体和固体废物等,因此要保证电气安全。本文通过对地下水污厂电气安全系统的设计进行研究,提出了一种可靠的电气安全系统设计方案,包括电气火灾自动报警系统、漏电保护系统和接地保护系统等。该方案可以有效地保障地下水污厂的安全生产。

    关键词:地下水污厂;电气安全系统;设计;漏电保护系统;接地保护系统

    1引言

    地下水污厂在城市建设中扮演着重要的角色,负责对城市污水和废物进行处理和排放。然而,由于地下水污厂中存在着许多危险因素,如有害气体、液体和固体废物等,因此要保证电气安全。电气安全系统是地下水污厂安全生产的重要保障措施之一,包括电气火灾自动报警系统、漏电保护系统和接地保护系统等。

    2电气火灾自动报警系统概述

    电气火灾自动报警系统是地下水污厂电气安全系统的重要组成部分,可以在火灾发生时及时报警,避免火灾的蔓延和扩大。在设计电气火灾自动报警系统时,需要考虑以下因素:

    (1)选择合适的火灾探测器:根据地下水污厂的特点和环境条件,选择适合的火灾探测器,如感烟火灾探测器、感温火灾探测器等。

    (2)设计合理的报警系统:报警系统应包括报警器、警报器、警示灯等,以便在火灾发生时及时发出警报。

    (3)设置报警联动控制装置:在火灾发生时,报警联动控制装置可以自动切断电源,避免电源继续供电导致火灾扩大。

    3漏电保护及接地保护系统概述

    3.1漏电保护系统

    漏电保护系统是地下水污厂电气安全系统中的一部分,可以有效地保护使用电器设备的安全性。在设计漏电保护系统时,需要考虑以下因素:

    (1)选择合适的漏电保护装置:根据地下水污厂的特点和环境条件,选择适合的漏电保护装置,如自动断路器、漏电断路器等。

    (2)设计合理的漏电保护网络:在地下水污厂中,漏电保护网络应覆盖所有使用电器设备的区域,以便及时发现和切断漏电电路。

    (3)定期检查和测试:漏电保护系统应定期检查和测试,确保其正常运行。

    3.2接地保护系统设计

    接地保护系统是地下水污厂电气安全系统中的一部分,可以有效地保护使用电器设备免受电击。在设计接地保护系统时,需要考虑以下因素:

    (1)选择合适的接地方式:根据地下水污厂的特点和环境条件,选择适合的接地方式,如人工接地、自然接地等。

    (2)设计合理的接地网络:在地下水污厂中,接地网络应覆盖所有使用电器设备的区域,以便及时消除使用电器设备中产生的静电荷。

    (3)定期检查和测试:接地保护系统应定期检查和测试,确保其正常运行。

    4安科瑞电气针对智慧城市水务建设推出能效管理解决方案----AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台

    4.1平台概述

    安科瑞电气具备从终端感知、边缘计算到能效管理平台的产品生态体系,AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台通过在污水厂源、网、荷、储、充的各个关键节点安装保护、监测、分析、治理装置,用于监测污水厂能耗总量和能耗强度,监测主要用能设备能效,保护污水厂运行安全可靠,提高污水厂能效,为污水处理的能效管理提供科学、精细的解决方案。

    4.2平台组成

    AcrelEMS智慧水务综合能效管理系统由变电站综合自动化系统、电力监控及能效管理系统组成,涵盖了水务中压变配电系统、电气安全、应急电源、能源管理、照明控制、设备运维等,贯穿水务能源流的始终,帮助运维管理人员通过一套平台、一个APP实时了解水务配电系统运行状况,并且根据权限可以适用于水务后勤部门管理需要。

    4.3平台拓扑图

    4.4平台子系统

    4.4.1变电站综合自动化系统及电力监控

    对水务配电系统中34kV、10kV电压等级配置继电保护和弧光保护,实现遥测、遥信、遥控、遥调等功能,对异常情况及时预警。

    监测变压器、水泵、鼓风机的电流、电压、有功/无功功率、功率因数、负荷率、温度、三相平衡、异常报警等数据。

    4.4.2电能质量监测与治理

    水务中大量的大功率电机、水泵变频启动导致配电系统中存在大量谐波,通过监测其配电系统的谐波畸变、电压波动、闪变和容忍度指标分析其电能质量,并配置对应的电能质量治理措施提高供电电能质量。

    4.4.3电动机管理

    马达监控实现水务中电机的保护、遥测、遥信、遥控功能,电动机保护器能对过载、短路、缺相、漏电等异常情况进行保护、监测和报警。准确地反映出故障状态、故障时间、故障地点、及相关信息,对电机进行健康诊断和预防性维护。同时支持与PLC、软启、变频器等配合,实现电动机自动或远程控制,监视、控制各个工艺设备,保障正常生产。

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    4.4.4能耗管理

    为水务搭建计量体系,显示水务的能源流向和能源损耗,通过能源流向图帮助水务分析能源消耗去向,找出能源消耗异常区域。

    将所有有关能源的参数集中在一个看板中,从多个维度对比分析,实现各个工艺环节的能耗对比,帮助领导掌控整个工厂的能源消耗,能源成本,标煤排放等的情况。

    能耗数据统计采集水务中污水厂、自来水厂、水泵站等的用电、用水、燃气、冷热量消耗量,同环比对比分析,能耗总量和能耗强度计算,标煤计算和CO2排放统计趋势。

    能效分析按三级计量架构,分别进行能效分析,契合能源管理体系要求,可对各车间/职能部门的能效水平进行分析,同比、环比、对标等。通过污水处理产量以及系统采集的能耗数据,在污水单耗中生成污水单耗趋势图,并进行同比和环比分析,同时将污水的单耗与行业/国家指标对标,以便企业能够根据产品单耗情况来调整生产工艺,从而降低能耗。

    4.4.5智能照明控制

    系统为污水厂、自来水厂、水泵站等提供了照明控制管理方案,支持单控、区域控制、自动控制、感应控制、定时控制、场景控制、调光控制等多种控制方式,模块可根据经纬度自动识别日出日落时间实现自动控制功能,尽量利用自然光照,实现室内、厂区照明的智能控制达到安全、节能、舒适的目的。

    4.4.6电气安全

    (1)电气火灾监测

    监测配电系统回路的漏电电流和线缆温度,实现对污水厂、自来水厂、水泵站的电气安全预警。

    (2)消防应急照明和疏散指示

    根据预先设置的应急预案快速启动疏散方案引导人员疏散。系统接入消防应急照明指示系统数据,通过平面图显示疏散指示灯具工作状态和异常情况。

    (3)消防设备电源监测

    监测消防设备的工作电源是否正常,保障在发生火灾时消防设备可以正常投入使用。

    (4)防火门监控系统

    防火门监控系统集中控制其各终端设备即防火门监控模块、电动闭门器、电磁释放器的工作状态,实时监测疏散通道防火门的开启、关闭及故障状态,显示终端设备开路、短路等故障信号。系统采用消防二总线将具有通信功能的监控模块相互连接起来,当终端设备发生短路、断路等故障时,防火门监控器能发出报警信号,能指示报警部位并保存报警信息,保障了电气安全的可靠性。

    4.4.7环境监测

    污水厂、自来水厂、水泵站等场所温湿度、烟雾、积水浸水、视频、UPS电池间可燃气体浓度展示和预警,保障污水厂、自来水厂、水泵站等安全运行。当可燃气体或有害气体浓度超标可自动启动排风风机或新风系统,排除隐患,保持良好的水处理环境。

    4.4.8分布式光伏监测

    实时监测低压并网柜每路的电流、电压、功率等电气参数及断路器开关状态,逆变器运行监视,对逆变器直流侧每一光伏组串的输入直流电压、直流电流、直流功率,逆变器交流电压、交流电流、频率、功率因数、当前发电功率、累计发电量进行监测,以曲线方式绘制上述监测的各个参量的历史数据。

    平台结合厂区实际分布情况,通过3D或2.4D平面图显示分布式光伏组件在屋顶、车棚的分布情况,显示汇流箱、并网点位置,各个屋顶的装机容量。

    4.4.9工艺仿真监控

    平台通过2D、3D方式实时监视粗格栅、污水提升、细格栅、曝气沉砂、改良生化处理、二沉、加氯接触消毒、污泥浓缩压滤、生物除臭等工艺设备运行状态。在格栅清渣机、污水提升泵、回流泵、曝气风机、加药泵、浓缩压滤机、吸沙泵、吸泥泵等低压电动机控制柜或低压馈电柜安装电动机保护,进行短路、过流、过载、起动超时、断相、不平衡、低功率、接地/漏电、te保护、堵转、逆序、温度等保护以及外部故障连锁停机,与PLC、软启、变频器等配合,实现电动机自动或远程控制,监视、控制各个工艺设备,保障正常生产。

    5总结与展望

    本文通过对地下水污厂电气安全系统的设计进行研究,提出了一种可靠的电气安全系统设计方案,包括电气火灾自动报警系统、漏电保护系统和接地保护系统等。该方案可以有效地保障地下水污厂的安全生产。

    参考文献

    [1]张伟.地下水污厂电气安全系统的设计[J].建筑电气,2017(10):56-58.

    [2]安科瑞企业微电网设计应用手册.2022.05版

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