小型地表自來水廠電氣、自控、監控設計

摘? ? 要：隨著生活質量的提高和健康意思的增強，人們對生活飲用水的標準越來越高，安全、可靠、經濟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、監控設計：包括高低壓配電系統、配電分站的設置、自控、監控系統的組成、管線敷設、防雷接地等。具有較強的適用性，可供同類型項目電氣自控設計參考。

關鍵詞：小型地表自來水廠;電氣;自控;監控;設計

1 小型地表自來水廠規模及工藝`

1.1 自來水廠規模的劃分

自來水廠的設計規模應根據城市給水工程統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

本工程建設規模為4萬m3/d，主要建設內容包括：源水工程、輸水管道、凈水廠、配水管道等。

縣域內四個源水水庫聯網工程已實施，保證供水水源可靠性。凈水廠采用混凝、沉淀、過濾、消毒、污泥處理等常規凈水工藝，出水水質應達到GB5749—2006《生活飲用水衛生標準》規定要求。

2? 小型地表自來水廠供配電設計

2.1? 供電電源及負荷計算

本工程按二類負荷設計，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終端桿，再改成電纜引至變電所。依據建設進度的要求，按近遠期劃分，近期負荷計算采用需要系數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。負荷率約73.6%。

2.2? 變配電的設置及供電主接線系統

取水泵房變電所采用單層布置，內設高壓開關柜、直流屏、變壓器、低壓柜、PLC柜等。內設10面KYN28-12型戶內交流金屬鎧裝移開式高壓開關柜、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。

高低壓配電系統均為單母線分段，用電設備電壓等級均為380/220V。凈水廠設置一個總變電所（MCC1）和三個馬達控制中心加藥間（MCC2）、鼓風機房（MCC3）、脫水機房（MCC4）。MCC1負責送水泵房、清水池、綜合樓、化驗室、中控室等建構筑物的配電及其它三個控制中心（MCC2～ MCC4）的配電。MCC1高低壓配電系統均為單母線分段，用電設備電壓等級均為380/220V。MCC2負責配水井、絮凝沉淀池、加藥系統、加氯系統等建構筑物的配電。MCC3負責鼓風機房、濾池、紫外消毒系統等建構筑物的配電。MCC4負責排水排泥池、濃縮池、污泥脫水機房等建構筑物的配電。MCC2～MCC4均為單母線不分段，雙電源進線，用電設備電壓等級均為380/220V。

總變電所與送水泵房合建，為單層布置，內設高壓開關柜、直流屏、變壓器、低壓柜、PLC柜等。內設10面KYN28-12型戶內交流金屬鎧裝移開式高壓開關柜、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，內設低壓柜、PLC柜等。內設3面GCS型低壓抽屜式配電柜及1面GGD型PLC柜。

鼓風機房（MCC3）與鼓風機房合建，為單層布置，內設低壓柜、PLC柜等。內設5面GCS型低壓抽屜式配電柜及1面GGD型PLC柜。

脫水機房（MCC4）與脫水機房合建，為單層布置，內設低壓柜、PLC柜等。內設4面GCS型低壓抽屜式配電柜及1面GGD型PLC柜。

2.3? 繼電保護及測量

（1）10kV高壓進線采用延時電流速斷和過電流保護。（2）10/0.4kV變壓器按容量大小設電流速斷，過流保護，單相接地和溫度保護。（3）0.4kV進線設三段或二段過流保護。（4）低壓用電設備及饋線設電流及過載保護。

2.4? 計量及補償

本工程計量均采用高供高計，動力與照明一并計量方式，計量裝置設在10kV總配電間計量柜內。全廠功率因數的補償采用在變電所低壓側集中補償;補償的功率因數達0.95以上。

2.5? 電纜選型及敷設

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; 室內電纜沿電纜溝敷設或穿鋼管埋地暗敷，水池及構筑物等電纜以橋架內敷設為主，電纜溝采取防水措施，溝底做縱向排水坡。照明及插座導線采用BV-0.45/0.75kV塑銅線

2.6? 防雷接地與等電位聯結

本工程所有建筑按三類防雷設置，接地系統采用TN-S系統，廠區工作接地與保護性接地采用聯合接地，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? 自控系統設計

3.1? 系統組成

全廠計算機自控系統采用開放的計算機網絡系統加上流行通用的組態軟件以及可靠通用的PLC模塊。自控網絡結構采用兩層，即控制層和信息管理層。廠區設置一個控制中心（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、脫水機房子站。廠區內各現場PLC子站通過主干網絡環形連接起來，作為控制層。接收現場信號和管理層的指令，對數據進行處理，依據編制的程序發出控制指令，將現場信號及數據發送至信息管理層。

3.2? 儀表選型

儀表的類型、型號直接關系到自控系統的可靠運行，要結合運行場所，工作環境等諸多因素，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，可適當選擇質量較好的儀表。便于后期的維護。

4? 監控系統

4.1? 監控組成

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

5? 結束語

本文對小型地表自來水廠電氣、自控、監控設計做了一個簡要的說明，在進行設計時應根據水廠工藝要求及當地的自然情況合理確定廠電氣、自控、監控設計方案，使其能夠在項目中達到節能降耗的目的、保證水廠安全可靠運行。

參考文獻：

[1] 王經緯.淺談電氣自動化控制系統在水廠中的應用[J].? 綠色環保建材，2017（4）.

[2] 劉文勇.電氣自動化技術在水處理中的應用趨勢[J].? 技術與市場，2017（5）.

[3]王經緯.淺談電氣自動化控制系統在水廠中的應用[J].? 綠色環保建材，2017（4）.

作者簡介：

劉海全（1982—）男，本科，高級工程師，從事設計工作。