杨泽龙
身份证号码：37010419871207****
摘要：近年来，我国的国民经济水平显著提升，城市人口数量不断扩大，城镇化水平越来越高，城市雨污水收集管网不断完善，现状市政排水工程的规模和服务范围不能满足日益增长的污水量需求。通过对市政排水工程电气设计中常见问题的分析，梳理电气强制性条款，通过设计分析不同规模污水设施的用电负荷分级及变压器运行方式的选择，污水厂内变电所及配电间的设置数量及位置的常见方案、原则及图审注意事项，供从事相关领域工程电气设计的技术人员参考。
关键词：市政排水；电气设计
引言
现阶段社会发展中，资源使用与人口数量增长之间存在的冲突愈发严重，水污染问题已经在我国多个地区存在。随着物联网、计算机等技术的创新发展，智慧城市理念一经问世就受到各个国家的重视。而智慧排水作为智慧城市中的核心组成，依托于电气自控系统的设计，可最大化发挥出智慧排水的作用与功能。
1供电负荷分级
常见“厂、网、河”排水设施的用电设备如下：智能截流井、一体化提升泵站、雨水调蓄池、雨水排涝泵站、农村污水一体化处理设施、污水处理厂等，其主要用电负荷为水泵、风机、闸门等，另有部分配套辅助用电设施。供电负荷等级主要依据相关规定，具体分级划分如下：（1）城市级污水设施：排水泵站、污水厂供电应按二级负荷设计，特别重要地区的泵站，应按一级负荷设计。当不能满足上述要求时，应设置备用动力设施。规范中何为“特别重要地区”无明确说明，参照《城市污水处理工程建设标准》中对城市污水处理工程建设规模类别划分为I~V类，建议20万m3/d以上的污水处理厂按照一级负荷设计。需要特别说明的是，规范仅笼统确定污水厂供电按二级负荷设计，但具体用电设备的分级、分类却没有规定，通过诸多排水项目的电气设计与实践，梳理出下列负荷可作为三级负荷：①与工艺生产流程无关的轴流风机、机修、食堂、仓库等；②具有手、电两用操作的闸门、阀门、粗格栅等；③仅用于绿化浇灌、厂内中水回用系统、河道补水等用途的设备；④改造项目或最大利用现有变压器的特殊情况下，同时工艺设置了超越功能（如高效沉淀池、滤池）的单体。（2）小城镇级污水设施（规模小于1000m3/d）：规模在5000~10000m3/d的污水处理厂、流量2000m3/d及以上的泵站供电负荷等级为二级；规模在5000m3/d以下的污水处理厂、流量2000m3/d及以下的泵站供电负荷等级为三级。（3）农污：农村污水一体化处理设施特点是工程规模小、布局分散，停电所造成的影响有限，故其电力负荷按三级设计。发达地区或重要地区宜按二级负荷设计。（4）其他：智能截流井电力负荷按三级设计；雨水调蓄池根据规模，以及中断供电对政治、经济所造成损失或影响的程度，由电气专业与和排水专业共同确定。
2负荷计算及变压器容量的选择
污水处理厂施工图阶段负荷计算采用需要系数法对全厂的用电设备进行计算，需要系数的取值参照相关标准数据选取。压器容量合理的选择，不仅是选取适配的需要系数，更应考虑项目分期建设情况、工程的总平面布局，重点分析大功率设备的分布情况，在满足供电半径的前提下，合理确定变压器的台数及容量，单台变压器容量尽量不使用2500kVA。如有近、远期实施情况，变压器近期采用一用一备方式，远期变压器仅调整运行方式，改为同时运行，互为备用。
3变电所及配电间（MCC）的设置
通常污水厂鼓风机房的鼓风机、尾水泵房的提升泵功率较大，变电所的数量及空间布局可以将工艺流程与相应的子变配电系统对应，优点是结构清晰，便于后期运维管理。工程中设置原则如下：（1）当厂内仅需设置一个变电所时，变电所通常与鼓风机房贴邻布置，同时兼顾进水泵房的配电距离。（2）当厂内需设置两个变电所时，主变电所通常与鼓风机房贴邻布置，分变电所通常设置在板框脱水机、臭氧制备间或滤池附近。在合理的总图布置情况下，总变电所宜负责预处理系统、一级处理系统的用电，分变电所宜负责深度处理系统、消毒、出水系统及二级处理系统设备的用电。（3）当厂内需设置多个变电所时，宜根据工艺流程分别设置变电所，同一系统中的单体尽量由同一变电所供电。（4）配电间（MCC）通常根据工艺处理子系统设置，如污泥系统中的脱水机房、消毒系统中的加药间、膜处理车间、再生水系统单体建筑内设置配电间；生化池、污泥回流泵房、沉沙池等单体可根据需要设置户外动力配电柜。a.鼓风机房及变电所，负责细格栅及曝气沉砂池、事故调节池、水解酸化池、生化池、配水井及污泥回流泵房、二沉池、鼓风机房、综合楼、食堂、宿舍、门卫、除臭、废水收集池等单体内用电设备的馈电及控制，并向集水点提供AC220/380V两路电源。b.分配电间及机修间，负责高效沉淀池、臭氧氧化池、V型滤池及中间提升泵站、接触消毒池及巴士计量槽、臭氧制备间、加氯加药间、污泥储池、机修间、出水在线检测室、次门卫等单体内用电设备的馈电及控制，并分别向污泥脱水机房、活性炭滤池提供AC220/380V两路电源。c.污泥脱水机房配电间，负责脱水机房单体内及污泥浓缩池用电设备的馈电及控制。d.活性炭滤池配电间，负责活性炭滤池单体内用电设备的馈电及控制。e.集水点配电间，负责集水点单体内用电设备的馈电及控制。
4市政图审相关问题
（1）水池构筑物上所有可触及的导电部件和构筑物内部钢筋等都应作等电位联结，并应可靠接地，对加氯间、加氨间、臭氧制备车间、二氧化氯间、活性炭投加间等定为防爆区域的工艺单体内管道必须增设防静电相关设计，其建筑物防雷按第二类防雷建筑物进行设计（2）中小型排水设施内无消防水泵、消防风机等消防负荷，当火灾发生时，变电所为火灾时不需要工作、值守区域，无需设置疏散照明，仅设置备用照明。在电气说明中给予项目背景情况的阐述，通常会满足图审要求。（3）潜水泵、潜水搅拌器、潜水搅推流器等作为城镇排水工程中的主要用电设备，是否采用30mA剩余电流保护作为附加保护还是有争议，潜水设备配电回路一般都采用过电流保护兼接地故障保护，简单可靠，同时该类设备安装潜水综合保护器，当潜水泵发生渗漏（如接线盒、电机室、缓冲室）或绕组过热、轴承超温时，控制器会发出信号作用报警或跳闸。城镇排水潜水泵电路采用RCD的相关问题，实际设计中为了便于通过审图还是在配电回路安装30mA剩余电流动作保护装置，这样也就满足GB/T13955-2017《剩余电流动作保护装置安装和运行》的相关规定。（4）加药间、封闭式格栅间等具有腐蚀气体的场所，电气设备、照明灯具采用WF1级防腐设备，防护等级为IP54。
结束语
在排水工程的电气设计中应特别关注水专业的行业规范，设计人员往往会忽视该部分的内容，使得电气施工图文件出现不满足规范的情况。笔者通过行业规范的梳理，对排水工程中负荷分级、负荷计算及变压器容量的选择、变电所及配电间（MCC）的设置及常见图审问题作出归纳总结，并加以分析说明，可供电气设计人员参考。
参考文献
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