污水處理廠電氣設計節能措施探討

林子厚

河北先河正合環境科技有限公司 河北 石家莊 050000

隨著我國對于生態環境保護強度的持續加大，人們也越發關注自然空間的建設。為了實現可持續發展目標，污水處理應運而生，經由高效的污水處理，可以切實實現健康環境的打造。在此背景下，污水處理廠大規模建設，其處理流程也不斷復雜革新，這就對于電氣設計提出了嚴格要求。工作人員應該在遵循高質量工作理念的基礎上，秉持能源節約思想，將減少消耗的理念引進設計工作之中，切實落實污水處理工作的實效性與節能性。基于此，下文將會圍繞污水處理廠展開分析與研究，探索節能設計措施，希望可以為相應工作人員提供建議與思路。

1 污水處理工作

在科學信息技術持續發展進步的時代環境下，污水處理廠對于污水的處理工作進行，也越發便捷高效，并且所應用的電氣設施，也隨著科學技術的進步而逐漸智能化、技術化，這樣一來就可以切實高效推動污水處理廠對于污水的處理工作成果。在使用先進科學設備的進程之中，工作人員應該最大程度了解認識設備的性能，這樣才可以更加有效地對設備展開電力能源的分配處理。在現階段實際狀況著眼，一部分可生化性能優良的污水處理廠，通常經由污水好氧生化模式，來對污水展開處理解決，這樣一種舉措具有較強的便捷性與快捷性，可以在較短的時間之中，達成對污水的有效解決。雖然這樣一種模式具備較強的優點，但是在實際應用中，也具備相應的缺陷與不足之處，最為顯著的問題，就是在處理工作進程中，對于能源的耗費量十分之大。另外一部分水源質量指標高，可生化性較差的污水處理廠，通常會應用厭氧消化的模式，來對于污水展開處理解決工作，這樣一種模式手段，可以在處理污水的進程中，得到相應的沼氣資源。污水處理單位在選取處理模式的前期階段，必須應該全方位整體考量實際狀況，同時依據污水處理的實際標準規范。只有在全面分析的基礎上，才可以選取使用最為合理適配的污水處理模式，整個處理工作成果也會得到大幅提升。厭氧消化技術所具備的最顯著優點為，不單單可以對污水展開解決，同時還可以獲取一定沼氣，所收集到的沼氣資源可以被使用在很多領域與工作中。在對沼氣資源展開收集的工作中，需要工作人員使用專業性較強的設備，并且工作人員應該實時監管控制設備的運轉狀況，當設備產生故障問題時，工作人員應該展開及時高效的檢查維護，對原本的設備進行持續不斷的革新換代，經由此來幫助污水處理廠達成經濟收益的最大化[1]。

2 污水處理廠電氣設計

污水處理廠工作運行成效，將會直接關聯著我國的生態環境情況，污水處理廠在對于污水展開解決工作的進程中，應該使用到各式各樣的電氣設施，電氣設備所具備的性質能力，將會對整個污水處理工作發揮著較大的影響作用。因此，就應該持續推進電氣設備的性質能力。在現階段實際工作情況來看，污水處理廠在處理污水工作的過程中，最常應用的電氣設備具有低壓配電系統、高壓配電系統等，對于一部分具備獨特性的污水處理工作而言，還會使用到一定的防爆電氣等設備，由此可見，只有切實保障好電氣設備的完善科學，才可以順利有效進行污水處理工作。污水處理廠在對于電氣展開設計工作的過程中，應該全方位考量污水處理單位的實際運轉與經濟情況，站在長遠與發展的角度著眼研究，并預留出相應的設計余量，這樣可以隨時來應對污水處理廠在發展進程中出現的變化情況。設計工作者在對于電氣展開設計工作時，應該將能源節約與減少消耗的思想引進其中，持續推進電氣設備的使用意義與價值。因為污水處理廠在實際運轉進程中，會使用到大規模的電氣設備，每一個電氣設備的開啟運行控制標準都各不相同，因此，工作人員在對電氣展開設計工作時，應該最大程度考量現階段設備的實際需要與運轉標準，設計出高質量的機電控制體系，將系統所具有的監督管控能力最大程度發揮出來。在實際的設計工作進程中，應該分版塊展開規劃，對電機系統科學調整，設計出一部分具有靈活性特點與延展性特點的模擬與數字信號，這些信號可以在最快速度內檢查測驗出回路之中的一部分泄漏以及不均衡情況。在設計工作中，選取科學合理的擴張數字板塊，經由增加板塊的模式，來提高開關的輸入量[2]。

3 污水處理工作中電氣自動化技術應用現狀

就當前時期污水處理廠中，電氣自動化技術應用情況來看，很大一部分污水處理企業依舊將這一技術應用得不夠完備。我國污水處理廠技術的應用依舊處于剛剛起步的時期，雖然世界范圍內關于污水處理的自動化技術已經在很大一部分國家中投放應用，同時經由實際實踐改良了技術手段，但是在我國因為各種原因，其適用范圍并不廣泛，技術控制能力較差、智能性水平較低，整體技術作用沒有全方位發揮出來[3]。

4 污水處理廠的供配電系統節能設計

4.1 負荷參數計算

污水處理廠的電氣系統負荷計算工作主要具備以下幾種類型的計算措施：

第一種為系數計算模式。工作人員經由對于電氣應用設施有效組合配電干線的參數測量，將各種類型的有功功率，以及無功功率、視在功率等計算公式展開整理合并，從而切實達成計算電流以及電壓的有效模式，經由此來通過代入系統的方式，進行負荷參數計算分析。

第二種為單位指標法，這一方式也就是經由單位時間與相應范圍之中電力能源應用數量、指示標準等相互融合，來展開有功功率的計算處理，可以將每一個星期、每一個月份、每三個月份作為單位標準，來對于電氣系統的負荷參數展開細致完備的計算處理，污水處理廠電氣系統負荷的參數計算，則主要應該把控電氣系統的最大負荷數值，同時依據最大負荷數值展開對變壓器的設計調控。將污水處理廠退水泵房的電路設計工作作為實例來分析，污水處理廠，將處理完畢以后的水源排入進周圍的河渠之中，當這一區域環境內產生洪水情況時，水源的排放工作，就應該借助退水泵展開排水作業，而洪水的出現概率以及時間等因素，都是十分有限的，在洪水即將到來的前期階段，工作人員有效調整變壓器的負荷指標，實現電氣運轉負荷最大程度負與實際環境下的退水泵運轉標準相符合，減少電氣設施以及電力能源的消耗[4]。

4.2 變電所設置

變電所之中所設計安置的為干式變壓器、直流屏以及高壓配電柜等。經由對于變電所之中各項電氣設施的參數調整設計與規劃，可以切實達成對于整個污水處理廠電氣系統的管理與掌握。變電所的部位規劃，應該處于電力輸送線路負荷的中點，污水處理廠之中，鼓風機房、進水泵房等環境中，電氣設備的負荷壓力相對較大，因此，變電所的設計規劃應該最大程度貼近這幾個部位，經由減短電纜的鋪蓋設計長度，來減少供給配備電能系統的電力資源與電壓耗費，切實實現節約能源的成效。

4.3 電纜選擇與應用

在電纜的選取以及使用工作進程中，工作人員應該秉持著經濟性與實效性原則，如果污水處理廠，在電氣設計的進程之中，選擇使用質量較為優異，但是性價比相對來說較低的電纜材料，那么將會在電纜的設計工作中，消耗與應用大量的資金費用。當前時期，電氣設計工作，應該關注與能源節約成效與經濟收益的有效融合，在實際所進行的電路鋪設工作進程中，對于負荷標準程度的差異性，選取使用材料質量與材料價格相對持平與合理的材料展開鋪設，這樣不單單可以在整體方面減少對于材料的不必要消耗，同時也可以有效幫助污水處理廠節約大量的資金費用。除此以外，還應該在技術方面研究電纜選取的相應舉措，電纜的電阻以及線路的長短，二者成正比關系，與電纜橫截面的大小，成反比關系。經由此，應該最大程度經由整體的電氣設計規劃，減小電纜鋪設的長度，同時在電力能源輸送不斷的狀況下，盡可量提高電纜橫截面積，從而實現電纜的電阻數值始終處于較小的范疇之中。當前時期，污水處理廠大多應用銅電纜，來作為電纜的最主要原材料[5]。

4.4 變壓器的選取使用

變壓器在污水處理廠中的電氣設計工作進程中，具有十分關鍵的意義與作用，依據相應數據調查顯示，變壓器對于電力能源的消耗，已經占據了整個電氣系統之中的百分之零點八。實際的消耗模式，具備鐵損已經線損這兩種。待變壓器的負荷承載率達到百分之五十時，變壓器的電力能源損耗最低，但是也不會減少變壓器的鐵損。待變壓器的負荷承載率過低時，可以減少變壓器的鐵損，但是對于線損的損耗程度是較大的。經由此，變壓器的選取與使用，工作人員應該整體考量實際的經濟實用性特點，在資金費用角度、電氣設計角度等多個方面來整體研究變壓器的選取與使用。

4.5 無功補償設計

污水處理廠，在對于無功補償展開設計規劃的進程中，可以將電路的負荷參數信息作為前提與基礎，同時最大程度合理使用集中補償以及就地補償等設備，經由這樣一種舉措，可以在最快速度之中，對于整個電氣系統展開補償處理，從而有效確保電氣設備可以一直保持在一個優異平穩的運轉情況之中，這樣一來才可以更加有效地對電氣線路中的消耗展開減少，于此同時，污水處理廠的電力能源也可以獲取更加優異的利用[6]。

4.6 諧波處理

污水處理廠之中的電氣系統具備一定的繁瑣性與復雜性，其中具備大量的非線性線路，正式因為所具有的非線性線路較多，因此，諧波狀況也隨之出現。如若沒有辦法對于諧波展開合理高效的處理，那么將會直接阻礙限制電氣系統的穩定順利運轉，從而使得大量的電力能源與資源被浪費消耗。工作人員在對于諧波情況展開處理工作的進程中，可以使用接線的舉措，來對于變壓器的相應點展開連接處理，于此同時，還可以安裝有源濾波器，或者是無源濾波器，經由此種舉措，可以切實達成整個電氣系統所具有的抵抗諧波能力獲取顯著提高，即便在實際運轉的進程之中產生一定的諧波，也不會限制阻礙到整個電氣系統的穩定運轉，這樣一來可以切實實現更加優異的能源節約成效。

4.7 照明系統設計

工作人員在對于電氣展開能源節約設計工作的進程中，應該最大程度關注重視照明系統的能源節約設計工作，因為照明系統，在整個電氣系統之中，具備十分關鍵的意義與作用，如若可以對于照明系統展開合理高效的能源節約設計，那么必然可以顯著降低污水處理廠之中所出現的電力能源消耗情況。在工作人員對照明設施展開設計的進程中，工作人員可以使用感應控制的模式，經由此種舉措，不單單可以切實緩解電力能源不必要耗費情況，于此同時還可以實現照明系統變得更加具備智能性與科學性。此外，工作人員在對照明的設備展開選取與使用的時候，應該最大程度選取LED等，因為這樣一種燈具所具有的能源節約性較為優良，應該被大范圍推行應用。

4.8 電機節能設計

通常狀況下，電氣系統的設計工作，會經由對電動機的端電壓、轉矩以及功率等參數信息的設計與調整來展開能源節約處理。污水處理廠之中離心機、曝氣池等設施，都需要十分之長的時間進行大功率運轉，此種狀況之下，電機設備運轉對于電力能源的損耗也是十分之大的，變頻器的科學使用，可以對于電氣系統展開合理高效的調節，變頻器可以對機械設備的運轉，提供頻次可以更改的電源，經由計算機系統、溶解氧聯動設備、PLC等設施的相互連接，可以自動性地管理控制電源頻率的裝備，依據離心機、曝氣池等設施的合理運轉需要展開電流以及電壓這兩方面的調節，規避對電力能源的大量耗費，來達成能源節約的最終目標。

5 污水處理廠變配電系統設計

5.1 保護方式

10kV受到電回路以及電流速斷、定時限過電流保護，同時與上級變電站的電流保護相互配合。受到電回路以及低電壓的保護。也就是當電力能源供給電源消失的時候，斷路器會產生自動跳閘的情況，變壓器回路受到電流速斷、定限過電流的保護。除此以外，還會受到變壓器的溫度保護，當變壓器產生過載運行的情況時，繞組溫度提升，經由設置在變壓器上的溫度控制器發出警報信號，在嚴重過載的狀況下，經由報警器發出超高溫度下的跳閘信號，從而由柜內高壓斷路器，自動性切除變壓器。母聯回路受到電流速斷的保護，母聯保護單單在斷路器合閘的進程中發揮出相應功能，斷路器投放后保護自動延時解除。電動設備回路受到短路速斷、反時限過負荷以及單相接地保護以及低電壓保護。除了上述電氣保護以外，當鼓風機設備控制系統產生故障情況時，斷路器會出現自動跳閘的情況，并切斷鼓風機的電源。10kV系統的繼電保護，使用先進科學的，具備通信能力的微機整體斷電保護設備，保護設備分散設計在各個受電以及配電單元之中，斷路器、接地刀等工作狀態信號，與高壓系統之中的各種故障信號，都經由接口傳輸到中控室之中的計算機系統。

5.2 低壓系統

經由具備自主開關功能的過電流保護脫扣設備，來對低壓配電系統之中的電路、設備展開保護工作，從而規避短路情況或者過載情況的發生。其中變壓器低壓側總開關，受到過流速斷、過負荷長延時等保護；配電開關以及電動機保護開關，受到速斷以及負荷長延時保護；檢修電源、空調插座受到漏電保護。除了上文所提到的電流保護以外，變壓器低壓側受電總開關，還說道低電壓保護，也就是當變壓器低壓側時，會出現自動跳閘的情況。

6 結束語

綜上所述，污水處理廠的運行發展狀況，對于我國整體生態環境的發展而言有著關鍵意義，要想切實推動污水處理廠的持續穩定運行，必須做好能源節約設計，同時將降耗思想引入其中，使用有效舉措來降低污水處理廠在運轉進程中所出現的能源損耗，這樣不單單可以切實降低企業成本投放，還可以推進污水廠的良性發展。