地下水污廠配電系統電氣安全解決方案

摘要：隨著城市化進程的不斷加快,地下水污廠在城市建設中的作用越來越重要。然而,地下水污廠中存在著許多危險因素,如有害氣體、液體和固體廢物等,因此要保證電氣安全。本文通過對地下水污廠電氣安全系統的設計進行研究,提出了一種可靠的電氣安全系統設計方案,包括電氣火災自動報警系統、漏電保護系統和接地保護系統等。該方案可以有效地保障地下水污廠的安全生產。

一、地下污水處理廠配電系統電氣安全問題的成因

1. 環境因素：地下空間潮濕、高溫、多塵，容易導致電氣設備絕緣性能下降，從而引發電氣故障。
2. 設備老化：長時間運行的電氣設備易產生老化、磨損等問題，影響電氣安全。
3. 違規操作：工作人員對電氣安全知識的缺乏或忽視，可能導致違規操作，從而引發電氣事故。

二、子系統設計要求

2.1電氣火災報警系統

電氣火災自動報警系統是地下水污廠電氣安全系統的重要組成部分,可以在火災發生時及時報警,避免火災的蔓延和擴大。在設計電氣火災自動報警系統時,需要考慮以下因素:

(1)選擇合適的火災探測器:根據地下水污廠的特點和環境條件,選擇適合的火災探測器,如感煙火災探測器、感溫火災探測器等。

(2)設計合理的報警系統:報警系統應包括報警器、警報器、警示燈等,以便在火災發生時及時發出警報。

(3)設置報警聯動控制裝置:在火災發生時,報警聯動控制裝置可以自動切斷電源,避免電源繼續供電導致火災擴大。

2.2漏電保護系統

漏電保護系統是地下水污廠電氣安全系統中不可缺少的一部分,可以有效地保護使用電器設備的安全性。在設計漏電保護系統時,需要考慮以下因素:

(1)選擇合適的漏電保護裝置:根據地下水污廠的特點和環境條件,選擇適合的漏電保護裝置,如自動斷路器、漏電斷路器等。

(2)設計合理的漏電保護網絡:在地下水污廠中,漏電保護網絡應覆蓋所有使用電器設備的區域,以便及時發現和切斷漏電電路。

(3)定期檢查和測試:漏電保護系統應定期檢查和測試,確保其正常運行。

2.3接地保護系統

接地保護系統是地下水污廠電氣安全系統中不可缺少的一部分,可以有效地保護使用電器設備免受電擊。在設計接地保護系統時,需要考慮以下因素:

(1)選擇合適的接地方式:根據地下水污廠的特點和環境條件,選擇適合的接地方式,如人工接地、自然接地等。

(2)設計合理的接地網絡:在地下水污廠中,接地網絡應覆蓋所有使用電器設備的區域,以便及時消除使用電器設備中產生的靜電荷。

(3)定期檢查和測試:接地保護系統應定期檢查和測試,確保其正常運行。

三、安科瑞智慧城市水務建設能效管理解決方案----AcrelEMS-SW智慧水務能效管理平臺
3.1平臺概述

安科瑞電氣具備從終端感知、邊緣計算到能效管理平臺的產品生態體系，AcrelEMS-SW智慧水務能效管理平臺通過在污水廠源、網、荷、儲、充的各個關鍵節點安裝保護、監測、分析、治理裝置，用于監測污水廠能耗總量和能耗強度，監測主要用能設備能效，保護污水廠運行安全可靠，提高污水廠能效，為污水處理的能效管理提供科學、精細的解決方案。

3.2平臺組成

AcrelEMS智慧水務綜合能效管理系統由變電站綜合自動化系統、電力監控及能效管理系統組成，涵蓋了水務中壓變配電系統、電氣安全、應急電源、能源管理、照明控制、設備運維等，貫穿水務能源流的始終，幫助運維管理人員通過一套平臺、一個APP實時了解水務配電系統運行狀況，并且根據權限可以適用于水務后勤部門管理需要。

3.3平臺拓撲圖

3.4平臺功能

3.4.1變電站綜合自動化系統及電力監控

對水務配電系統中34kV、10kV電壓等級配置繼電保護和弧光保護，實現遙測、遙信、遙控、遙調等功能，對異常情況及時預警。

監測變壓器、水泵、鼓風機的電流、電壓、有功/無功功率、功率因數、負荷率、溫度、三相平衡、異常報警等數據。

3.4.2電能質量監測與治理

水務中大量的大功率電機、水泵變頻啟動導致配電系統中存在大量諧波，通過監測其配電系統的諧波畸變、電壓波動、閃變和容忍度指標分析其電能質量，并配置對應的電能質量治理措施提高供電電能質量。

3.4.3能耗管理

為水務搭建計量體系，顯示水務的能源流向和能源損耗，通過能源流向圖幫助水務分析能源消耗去向，找出能源消耗異常區域。

將所有有關能源的參數集中在一個看板中，從多個維度對比分析，實現各個工藝環節的能耗對比，幫助領導掌控整個工廠的能源消耗，能源成本，標煤排放等的情況。

能耗數據統計采集水務中污水廠、自來水廠、水泵站等的用電、用水、燃氣、冷熱量消耗量，同環比對比分析，能耗總量和能耗強度計算，標煤計算和CO2排放統計趨勢。

能效分析按三級計量架構，分別進行能效分析，契合能源管理體系要求，可對各車間/職能部門的能效水平進行分析，同比、環比、對標等。通過污水處理產量以及系統采集的能耗數據，在污水單耗中生成污水單耗趨勢圖，并進行同比和環比分析，同時將污水的單耗與行業/國家/國際先進指標對標，以便企業能夠根據產品單耗情況來調整生產工藝，從而降低能耗。

3.4.4智能照明控制
系統為污水廠、自來水廠、水泵站等提供了照明控制管理方案，支持單控、區域控制、自動控制、感應控制、定時控制、場景控制、調光控制等多種控制方式，模塊可根據經緯度自動識別日出日落時間實現自動控制功能，盡量利用自然光照，實現室內、廠區照明的智能控制達到安全、節能、舒適的目的。

3.4.5電氣安全
（1）電氣火災監測

監測配電系統回路的漏電電流和線纜溫度，實現對污水廠、自來水廠、水泵站的電氣安全預警。

（2）消防應急照明和疏散指示

根據預先設置的應急預案快速啟動疏散方案引導人員疏散。系統接入消防應急照明指示系統數據，通過平面圖顯示疏散指示燈具工作狀態和異常情況。

（3）消防設備電源監測

監測消防設備的工作電源是否正常，保障在發生火災時消防設備可以正常投入使用。

3.4.6環境監測

污水廠、自來水廠、水泵站等場所溫濕度、煙霧、積水浸水、視頻、UPS電池間可燃氣體濃度展示和預警，保障污水廠、自來水廠、水泵站等安全運行。當可燃氣體或有害氣體濃度超標可自動啟動排風風機或新風系統，排除隱患，保持良好的水處理環境。

3.4.7分布式光伏監測

實時監測低壓并網柜每路的電流、電壓、功率等電氣參數及斷路器開關狀態，逆變器運行監視，對逆變器直流側每一光伏組串的輸入直流電壓、直流電流、直流功率，逆變器交流電壓、交流電流、頻率、功率因數、當前發電功率、累計發電量進行監測，以曲線方式繪制上述監測的各個參量的歷史數據。

平臺結合廠區實際分布情況，通過3D或2.4D平面圖顯示分布式光伏組件在屋頂、車棚的分布情況，顯示匯流箱、并網點位置，各個屋頂的裝機容量。

3.4.8工藝仿真監控
平臺通過2D、3D方式實時監視粗格柵、污水提升、細格柵、曝氣沉砂、改良生化處理、二沉、加氯接觸消毒、污泥濃縮壓濾、生物除臭等工藝設備運行狀態。在格柵清渣機、污水提升泵、回流泵、曝氣風機、加藥泵、濃縮壓濾機、吸沙泵、吸泥泵等低壓電動機控制柜或低壓饋電柜安裝電動機保護，進行短路、過流、過載、起動超時、斷相、不平衡、低功率、接地/漏電、te保護、堵轉、逆序、溫度等保護以及外部故障連鎖停機，與PLC、軟啟、變頻器等配合，實現電動機自動或遠程控制，監視、控制各個工藝設備,保障正常生產。

四、結論

地下污水處理廠配電系統電氣安全問題是一個不容忽視的問題，需要通過多種措施綜合解決。本文提出的提高設備選型標準、強化設備巡檢和維護、建立嚴格的電氣安全操作規程、完善安全防護措施、加強人員培訓和教育以及建立完善的應急預案等解決方案，可以為地下污水處理廠配電系統電氣安全提供有益的參考。同時，相關單位應持續關注電氣安全問題，不斷完善和優化解決方案，確保地下污水處理廠的安全穩定運行。

審核編輯 黃宇