摘要：隨著城市化進(jìn)程的不斷加快,地下水污廠在城市建設(shè)中的作用越來越重要。然而,地下水污廠中存在著許多危險(xiǎn)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(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究,提出了一種可靠的電氣安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,包括電氣火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)、漏電保護(hù)系統(tǒng)和接地保護(hù)系統(tǒng)等。該方案可以有效地保障地下水污廠的安全生產(chǎn)。

安科瑞薛瑤瑤

關(guān)鍵詞：地下水污廠;電氣安全系統(tǒng);設(shè)計(jì);漏電保護(hù)系統(tǒng);接地保護(hù)系統(tǒng)

1、引言

地下水污廠在城市建設(shè)中扮演著重要的角色,負(fù)責(zé)對城市污水和廢物進(jìn)行處理和排放。然而,由于地下水污廠中存在著許多危險(xiǎn)因素,如有害氣體、液體和固體廢物等,因此要保證電氣安全。電氣安全系統(tǒng)是地下水污廠安全生產(chǎn)的重要保障措施之一,包括電氣火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)、漏電保護(hù)系統(tǒng)和接地保護(hù)系統(tǒng)等。

2、電氣火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)概述

電氣火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)是地下水污廠電氣安全系統(tǒng)的重要組成部分,可以在火災(zāi)發(fā)生時(shí)及時(shí)報(bào)警,避免火災(zāi)的蔓延和擴(kuò)大。在設(shè)計(jì)電氣火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)時(shí),需要考慮以下因素:

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

(2)設(shè)計(jì)合理的報(bào)警系統(tǒng):報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)包括報(bào)警器、警報(bào)器、警示燈等,以便在火災(zāi)發(fā)生時(shí)及時(shí)發(fā)出警報(bào)。

(3)設(shè)置報(bào)警聯(lián)動控制裝置:在火災(zāi)發(fā)生時(shí),報(bào)警聯(lián)動控制裝置可以自動切斷電源,避免電源繼續(xù)供電導(dǎo)致火災(zāi)擴(kuò)大。

3、漏電保護(hù)及接地保護(hù)系統(tǒng)概述

3.1漏電保護(hù)系統(tǒng)

漏電保護(hù)系統(tǒng)是地下水污廠電氣安全系統(tǒng)中不可缺少的一部分,可以有效地保護(hù)使用電器設(shè)備的安全性。在設(shè)計(jì)漏電保護(hù)系統(tǒng)時(shí),需要考慮以下因素:

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

(2)設(shè)計(jì)合理的漏電保護(hù)網(wǎng)絡(luò):在地下水污廠中,漏電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)覆蓋所有使用電器設(shè)備的區(qū)域,以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和切斷漏電電路。

(3)定期檢查和測試:漏電保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)定期檢查和測試,確保其正常運(yùn)行。

3.2接地保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

接地保護(hù)系統(tǒng)是地下水污廠電氣安全系統(tǒng)中不可缺少的一部分,可以有效地保護(hù)使用電器設(shè)備免受電擊。在設(shè)計(jì)接地保護(hù)系統(tǒng)時(shí),需要考慮以下因素:

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

(2)設(shè)計(jì)合理的接地網(wǎng)絡(luò):在地下水污廠中,接地網(wǎng)絡(luò)應(yīng)覆蓋所有使用電器設(shè)備的區(qū)域,以便及時(shí)消除使用電器設(shè)備中產(chǎn)生的靜電荷。

(3)定期檢查和測試:接地保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)定期檢查和測試,確保其正常運(yùn)行。

4、安科瑞電氣針對智慧城市水務(wù)建設(shè)推出能效管理解決方案----AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺

4.1平臺概述

安科瑞電氣具備從終端感知、邊緣計(jì)算到能效管理平臺的產(chǎn)品生態(tài)體系，AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺通過在污水廠源、網(wǎng)、荷、儲、充的各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)安裝保護(hù)、監(jiān)測、分析、治理裝置，用于監(jiān)測污水廠能耗總量和能耗強(qiáng)度，監(jiān)測主要用能設(shè)備能效，保護(hù)污水廠運(yùn)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(xué)、精細(xì)的解決方案。

4.2平臺組成

AcrelEMS智慧水務(wù)綜合能效管理系統(tǒng)由變電站綜合自動化系統(tǒng)、電力監(jiān)控及能效管理系統(tǒng)組成，涵蓋了水務(wù)中壓變配電系統(tǒng)、電氣安全、應(yīng)急電源、能源管理、照明控制、設(shè)備運(yùn)維等，貫穿水務(wù)能源流的始終，幫助運(yùn)維管理人員通過一套平臺、一個(gè)APP實(shí)時(shí)了解水務(wù)配電系統(tǒng)運(yùn)行狀況，并且根據(jù)權(quán)限可以適用于水務(wù)后勤部門管理需要。

4.3平臺拓?fù)鋱D

4.4平臺子系統(tǒng)

4.4.1變電站綜合自動化系統(tǒng)及電力監(jiān)控

對水務(wù)配電系統(tǒng)中34kV、10kV電壓等級配置繼電保護(hù)和弧光保護(hù)，實(shí)現(xiàn)遙測、遙信、遙控、遙調(diào)等功能，對異常情況及時(shí)預(yù)警。

監(jiān)測變壓器、水泵、鼓風(fēng)機(jī)的電流、電壓、有功/無功功率、功率因數(shù)、負(fù)荷率、溫度、三相平衡、異常報(bào)警等數(shù)據(jù)。

4.4.2電能質(zhì)量監(jiān)測與治理

水務(wù)中大量的大功率電機(jī)、水泵變頻啟動導(dǎo)致配電系統(tǒng)中存在大量諧波，通過監(jiān)測其配電系統(tǒng)的諧波畸變、電壓波動、閃變和容忍度指標(biāo)分析其電能質(zhì)量，并配置對應(yīng)的電能質(zhì)量治理措施提高供電電能質(zhì)量。

4.4.3電動機(jī)管理

馬達(dá)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)水務(wù)中電機(jī)的保護(hù)、遙測、遙信、遙控功能，電動機(jī)保護(hù)器能對過載、短路、缺相、漏電等異常情況進(jìn)行保護(hù)、監(jiān)測和報(bào)警。準(zhǔn)確地反映出故障狀態(tài)、故障時(shí)間、故障地點(diǎn)、及相關(guān)信息，對電機(jī)進(jìn)行健康診斷和預(yù)防性維護(hù)。同時(shí)支持與PLC、軟啟、變頻器等配合，實(shí)現(xiàn)電動機(jī)自動或遠(yuǎn)程控制，監(jiān)視、控制各個(gè)工藝設(shè)備,保障正常生產(chǎn)。

4.4.4能耗管理

為水務(wù)搭建計(jì)量體系，顯示水務(wù)的能源流向和能源損耗，通過能源流向圖幫助水務(wù)分析能源消耗去向，找出能源消耗異常區(qū)域。

將所有有關(guān)能源的參數(shù)集中在一個(gè)看板中，從多個(gè)維度對比分析，實(shí)現(xiàn)各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的能耗對比，幫助領(lǐng)導(dǎo)掌控整個(gè)工廠的能源消耗，能源成本，標(biāo)煤排放等的情況。

能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采集水務(wù)中污水廠、自來水廠、水泵站等的用電、用水、燃?xì)?、冷熱量消耗量，同環(huán)比對比分析，能耗總量和能耗強(qiáng)度計(jì)算，標(biāo)煤計(jì)算和CO2排放統(tǒng)計(jì)趨勢。

能效分析按三級計(jì)量架構(gòu)，分別進(jìn)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(jìn)行分析，同比、環(huán)比、對標(biāo)等。通過污水處理產(chǎn)量以及系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù)，在污水單耗中生成污水單耗趨勢圖，并進(jìn)行同比和環(huán)比分析，同時(shí)將污水的單耗與行業(yè)/國家/國際先進(jìn)指標(biāo)對標(biāo)，以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

4.4.5智能照明控制

系統(tǒng)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(qū)域控制、自動控制、感應(yīng)控制、定時(shí)控制、場景控制、調(diào)光控制等多種控制方式，模塊可根據(jù)經(jīng)緯度自動識別日出日落時(shí)間實(shí)現(xiàn)自動控制功能，盡量利用自然光照，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)、廠區(qū)照明的智能控制達(dá)到安全、節(jié)能、舒適的目的。

4.4.6電氣安全

（1）電氣火災(zāi)監(jiān)測

監(jiān)測配電系統(tǒng)回路的漏電電流和線纜溫度，實(shí)現(xiàn)對污水廠、自來水廠、水泵站的電氣安全預(yù)警。

（2）消防應(yīng)急照明和疏散指示

根據(jù)預(yù)先設(shè)置的應(yīng)急預(yù)案快速啟動疏散方案引導(dǎo)人員疏散。系統(tǒng)接入消防應(yīng)急照明指示系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過平面圖顯示疏散指示燈具工作狀態(tài)和異常情況。

（3）消防設(shè)備電源監(jiān)測

監(jiān)測消防設(shè)備的工作電源是否正常，保障在發(fā)生火災(zāi)時(shí)消防設(shè)備可以正常投入使用。

（4）防火門監(jiān)控系統(tǒng)

防火門監(jiān)控系統(tǒng)集中控制其各終端設(shè)備即防火門監(jiān)控模塊、電動閉門器、電磁釋放器的工作狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測疏散通道防火門的開啟、關(guān)閉及故障狀態(tài)，顯示終端設(shè)備開路、短路等故障信號。系統(tǒng)采用消防二總線將具有通信功能的監(jiān)控模塊相互連接起來，當(dāng)終端設(shè)備發(fā)生短路、斷路等故障時(shí)，防火門監(jiān)控器能發(fā)出報(bào)警信號，能指示報(bào)警部位并保存報(bào)警信息，保障了電氣安全的可靠性。

4.4.7環(huán)境監(jiān)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?xì)怏w濃度展示和預(yù)警，保障污水廠、自來水廠、水泵站等安全運(yùn)行。當(dāng)可燃?xì)怏w或有害氣體濃度超標(biāo)可自動啟動排風(fēng)風(fēng)機(jī)或新風(fēng)系統(tǒng)，排除隱患，保持良好的水處理環(huán)境。

4.4.8分布式光伏監(jiān)測

實(shí)時(shí)監(jiān)測低壓并網(wǎng)柜每路的電流、電壓、功率等電氣參數(shù)及斷路器開關(guān)狀態(tài)，逆變器運(yùn)行監(jiān)視，對逆變器直流側(cè)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(shù)、當(dāng)前發(fā)電功率、累計(jì)發(fā)電量進(jìn)行監(jiān)測，以曲線方式繪制上述監(jiān)測的各個(gè)參量的歷史數(shù)據(jù)。

平臺結(jié)合廠區(qū)實(shí)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(wǎng)點(diǎn)位置，各個(gè)屋頂?shù)难b機(jī)容量。

4.4.9工藝仿真監(jiān)控

平臺通過2D、3D方式實(shí)時(shí)監(jiān)視粗格柵、污水提升、細(xì)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(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。在格柵清渣機(jī)、污水提升泵、回流泵、曝氣風(fēng)機(jī)、加藥泵、濃縮壓濾機(jī)、吸沙泵、吸泥泵等低壓電動機(jī)控制柜或低壓饋電柜安裝電動機(jī)保護(hù)，進(jìn)行短路、過流、過載、起動超時(shí)、斷相、不平衡、低功率、接地/漏電、te保護(hù)、堵轉(zhuǎn)、逆序、溫度等保護(hù)以及外部故障連鎖停機(jī)，與PLC、軟啟、變頻器等配合，實(shí)現(xiàn)電動機(jī)自動或遠(yuǎn)程控制，監(jiān)視、控制各個(gè)工藝設(shè)備,保障正常生產(chǎn)。

4.5相關(guān)平臺部署硬件選型清單

4.5.1電力監(jiān)控、電能質(zhì)量、電動機(jī)管理及配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

4.5.2智能照明系統(tǒng)

4.5.3電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

4.5.4消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)

4.5.5防火門監(jiān)控系統(tǒng)

4.5.6消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)

5、總結(jié)與展望

本文通過對地下水污廠電氣安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究,提出了一種可靠的電氣安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,包括電氣火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)、漏電保護(hù)系統(tǒng)和接地保護(hù)系統(tǒng)等。該方案可以有效地保障地下水污廠的安全生產(chǎn)。

審核編輯 黃宇