論電氣應急設備在城鎮供排水行業中的重要性

周先鋒 卿明軍 葉文明

1.重慶市渝水水務機械有限公司 重慶 400000;2.重慶市自來水有限公司 重慶 400000

前言

重慶水務集團（股票代碼:601158）成立于2001年,2010年在上海證券交易所整體上市,是一家集產業投資、建設、運營與專業技術服務于一體的國內領先、國有控股的專業水務綜合服務商。

公司專注于城市供水、污水處理和污泥處理處置等水務環保產業的投資、建設和運營管理,現有30家全資及控股子公司和6家合營、聯營公司,業務涵蓋城鎮供水、污水、中水、污泥、水環境綜合治理、科技服務、環保裝備等領域。擁有重慶市主城區88%的自來水供水市場和全市97%的污水處理市場,已投入運營的自來水廠37座,日供水能力約445萬立方米,服務人口950余萬人;污水處理廠114座,日污水處理能力476.6萬立方米,服務人口1800余萬人,污水服務面積約2200平方公里;污泥處理8座,日污泥處理能力2312噸,服務人口1800余萬人,市外業務延伸至四川、湖北、云南、河南等地。

城市供排水是保障民生和水環境的重要行業,必須保證生產的連續性,否則,會給市民生活、工業生產、水環境保護造成極大的不利影響。

2019年7月29日集團下屬某車間低壓開關柜電氣火災引起供水中斷,停水6小時（,時值重慶高溫酷暑期間,給供水區域的社會生活帶來極大不利影響。為了避免供排水企業電氣設備故障搶修期間停產事件,重慶市渝水水務機械有限公司提議,經過重慶水務電氣專家組商議,向集團提出了制備電氣故障應急設備的建議,得到集團的采納,決定在重慶市渝水水務機械有限公司制備一套電氣故障應急設備,用于集團下屬企業電氣設備故障搶修時的應急配電,確保供排水、污泥處理企業的連續穩定生產。

一、電氣故障應急設備的技術措施

本套電氣故障應急設備屬重慶市渝水水務機械有限公司面向水務集團供排水配電設備因故障斷電而采取的應急處理方案,其配電設備分為獨立高壓開關柜、集裝箱式低壓箱變和直流配電三個系統。

1.高壓配置方案可直接覆蓋集團全部自來水、排水企業的高壓配電設備,配置有一臺10k V高壓KYN中置進線柜、一臺10k V高壓KYN中置計量柜、三臺10k V高壓KYN中置電動機控制柜和一臺10k V高壓KYN中置變壓器控制柜。他們各自獨立,根據需要,單柜、成套或任意組合使用、現場快速替換,采取搭積木方式或者替換故障設備的方式,完成對電力系統的修復完善,盡快恢復電力供應。最終形成的電氣應急設備見圖1。

圖1 高壓柜一次系統和現場接線圖

2.低壓配置方案。變壓器選配800KVA（利舊）,能直接覆蓋集團95%的供、排水企業的低壓配電設備。其余5%,共計有排水公司雞冠石、唐家橋、東港;中法長壽、中法供水茶園、中法供水重光;中法唐家沱;渝西大足、九江;三峽悅來污水廠;自來水公司北碚水廠等十一處,他們都有兩臺大容量變壓器,而兩臺變壓器同時發生故障的概率非常微小,故本方案也實現了對集團低壓設備的全覆蓋。

拖掛式移動式箱式變電站,便于轉運、小體積、結構耐用、安全可靠、操作簡單:是由一種高壓開關設備、配電變壓器和低壓配電設備,預制電纜、專用工具箱、消防設備、集成在獨立的艙室,安裝在通風、防潮、防銹、防塵、防鼠、防火、防盜、隔熱、全封閉、可移動的鋼結構箱內,裝置在移動平臺上,可由帶拖曳系統的牽引車到搶險場地內。它適用于額定電壓10/0.4KV三相交流系統應急備用,解決企業臨時配電、城網建設與改造配電問題。箱體部分采用目前國內領先技術及工藝,外殼采用304鋼板,框架采用鍍鋅成型材料及制作工藝,有良好的防腐性能,防銹蝕,內封板采用鋁合金扣板,夾層采用防火保溫材料,箱體內安裝通風散熱除濕裝置,設備運行不受自然氣候環境及外界污染影響,可保證在-40℃～+40℃的惡劣環境下正常運行。現場需要配電應急設備保障是隨時從倉庫調用,由專用工程車牽引至現場使用。

圖2 低壓柜內部配置和外形圖

二、本項目的創新點

本應急設備側重在電氣設備出了故障后的盡快恢復供電,主要策略是臨時替代原有供電設備的供電要求,所以我們做到了以下三個創新基本要求:

1.將高低壓配電裝置便攜化,可以涵蓋并及時恢復所有事故現場供排水能力。

2.將高低壓配電裝置模塊化,根據現場設備故障類型,對應于不同模塊,加快恢復速度。

3.在市電缺失時,配套設計有發電機接口,滿足現場供電需求。

根據對電氣應急設備的基本要求,結合選擇的KYN28-12柜型特點,在與廠家多次溝通協調后,在柜體設計上做了以下針對性的創新設計如下（已申報專利并獲得受理）。

1.為了應急調柜子,方便現場連接水平母線,高壓柜水平母線連接改為高壓電纜連接。

2.因為應急現場不可能臨時挖電纜溝,所以高壓進出線電纜采用從后門下部進出,將原來標準設計的后下門把電纜進出線部分分割成一塊小的獨立小門以方便進出電纜。

3.因為應急現場不可能臨時挖電纜溝,所以箱變的高低壓進出線電纜采用從箱變外殼側面下部進出,將原來標準設計的側門把電纜進出線部分分割成一塊小的獨立小門以方便進出電纜。

4.高壓柜與整流柜為了方便搬運,分別在每臺柜子底部配了移動板車。

5.因為現場情況千變萬化,所配置的10k V電纜長度有可能不夠長,本次供貨增加了10k V電纜轉接箱,有效的解決了這個問題。

6.因是臨時用電,不可能固定安裝,現場10k V電纜轉接箱采用臥式設計,避免了電纜拖拉時箱體傾倒。箱子兩側帶提手,方便轉運。

7.箱變進線,不僅考慮了市電進線,也有發電進線。充分考慮到應急現場高壓一旦找不到搭火處,則采用發電機直接給低壓供電。

三、電氣應急設備的應用

本次電氣應急設備制造完成后,項目組成員到生產廠家進行了初步驗收;同時在設備到貨后,我們的技術人員、維修人員對其進行了全面的檢測,編制了設備的存儲、使用的規程、規范,多次進行了現場搶維修的演練,并在2021年6月16日經過了現場實際使用的檢驗,達到了預期效果。

2021年6月16日16時,重慶市渝水水務機械有限公司接到重慶豪洋水務求助電話,其所屬秀山污水處理廠進線電源柜發生故障,短時不能恢復,已處于停產狀態,需啟用集團電氣應急設備,為該廠的供電電源搶修期間提供應急供電,以恢復生產。

重慶市渝水水務機械有限公司立即啟動應急配電預案,溝通了解現場情況,確認需求,調度人員、應急配電設備、電纜、車輛,90分鐘內就集結了一支由資深黨員及電工高級技師領銜的應急配電突擊隊趕赴秀山。

經近500公里行程到達現場后,一個小時就將應急設備投入運行,秀山污水廠恢復生產,設備運行正常。這是水務集團應急配電設備首次投入實戰應急使用,響應迅速,解決了秀山污水處理廠的燃眉之急,成效顯著。本次搶修運輸和現場安裝見下圖。

圖3 設備運輸和現場搶修圖

四、結論

本套電氣應急設備,能夠充分滿足水務集團電氣事故緊急搶維修期間的應急配電技術要求,實現了對集團下屬供排水及污泥處理企業電氣設備事故搶修期間的應急配電全覆蓋,達到了預期目標。