油田凈水廠電氣設(shè)計(jì)實(shí)例探討

蒲文政(中油遼河工程有限公司， 遼寧 盤錦 124010)

油田凈水廠電氣設(shè)計(jì)實(shí)例探討

蒲文政(中油遼河工程有限公司， 遼寧 盤錦 124010)

本文以油田凈水廠為實(shí)例，介紹電氣設(shè)計(jì)中用電負(fù)荷計(jì)算及變壓器容量選擇、低壓變電所設(shè)計(jì)、防雷接地設(shè)計(jì)等內(nèi)容。

凈水廠；電氣設(shè)計(jì)；供配電

1 工程概況

遼河油田興隆臺(tái)礦區(qū)日常生活飲用水和企業(yè)生產(chǎn)用水均采集周邊地下水供應(yīng)。根據(jù)省政府下發(fā)通知，明確要求自2013年底全部封閉地下取水設(shè)施，水源由大伙房水庫輸水工程供給。通過對(duì)站址及工藝的論證，確定在興隆臺(tái)區(qū)前胡村疏港鐵路西側(cè)新建1座凈水廠，實(shí)現(xiàn)供水水源由地下水改為地表水。凈水廠設(shè)計(jì)處理規(guī)模為10×104m3/d，征地面積61.5畝，圍墻軸線占地面積33496m2，處理工藝采用常規(guī)處理工藝，即：混凝－沉淀－過濾－消毒。

2 供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

(1)用電負(fù)荷計(jì)算及變壓器容量選擇 根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50013)、《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50052)及工藝生產(chǎn)裝置對(duì)供電系統(tǒng)可靠性的要求，凈水廠供電按二級(jí)負(fù)荷設(shè)計(jì)，采用兩回6kV線路供電。廠內(nèi)綜合辦公樓、機(jī)修及車庫、污泥脫水間內(nèi)負(fù)荷等按三級(jí)負(fù)荷設(shè)計(jì)。自控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)由UPS不間斷電源供電。凈水廠內(nèi)主要用電負(fù)荷位于輸水泵房，凈水車間，加氯加藥間、污泥脫水間、綜合辦公樓等。用電負(fù)荷電壓等級(jí)為220/380V，頻率為50Hz。水廠主要負(fù)荷為280kW高、低壓輸水泵5臺(tái)；45kW反沖洗水泵5臺(tái)；55kW鼓風(fēng)機(jī)5臺(tái)。經(jīng)負(fù)荷計(jì)算得出，總計(jì)算負(fù)荷為1445kW，二級(jí)負(fù)荷為876kW，選擇2臺(tái)1250kVA變壓器，分列運(yùn)行，負(fù)載率64%。

(2)供電電源 本工程采用兩路6kV電源供電，兩路電源同時(shí)運(yùn)行，每回線路承擔(dān)50%全部負(fù)荷運(yùn)行。兩條6kV電力線路引自凈水廠西側(cè)2.5km處的66/6kV渤海變電所兩段母線新建出線柜，每條線路均采用電纜穿管直埋敷設(shè)，出線電纜采用YJV22-8.7/10kV3×120，每回電纜長3.0km，每隔300m設(shè)1臺(tái)電纜接頭箱。

(3) 變電所設(shè)計(jì) ①變電所設(shè)置 凈水廠主要用電負(fù)荷分布于輸水泵房，考慮變電所靠近負(fù)荷中心的原則，在輸水泵房旁設(shè)6.3/0.4kV總低壓變電所1座。凈水車間、加氯加藥間內(nèi)各設(shè)0.4kV分配電間1座，負(fù)責(zé)為單體內(nèi)用電設(shè)備配電。②低壓配電系統(tǒng)。6.3/0.4kV總低壓變電所內(nèi)設(shè)6.3/0.4kV干式變壓器2臺(tái)，單臺(tái)容量1250kVA，6kV環(huán)網(wǎng)柜4面，GGD2低壓柜13面，低壓柜雙排面對(duì)面布置。低壓系統(tǒng)采用單母線分段方式，母聯(lián)斷開，兩段母線分列運(yùn)行，當(dāng)一臺(tái)變壓器或線路出現(xiàn)故障時(shí)，切除三級(jí)負(fù)荷，母聯(lián)閉合，另一臺(tái)變壓器承擔(dān)全部二級(jí)負(fù)荷。凈水車間分配電間內(nèi)設(shè)GGD2低壓柜11面，雙排面對(duì)面布置。低壓系統(tǒng)采用單母線分段方式，母聯(lián)斷開，兩段母線分列運(yùn)行。加氯加藥間分配電間內(nèi)設(shè)GGD2低壓柜3面，單排布置。低壓系統(tǒng)采用單母線不分段，進(jìn)線設(shè)雙電源投切裝置。 ③無功補(bǔ)償。6.3/0.4kV總低壓變電所低壓側(cè)集中設(shè)置無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置，補(bǔ)償前功率因數(shù)為0.83，無功自動(dòng)補(bǔ)償容量為300kVar，補(bǔ)償后功率因數(shù)可達(dá)到0.9。④計(jì)量方式。由于渤海變電所為企業(yè)內(nèi)部變電所，所以采用低壓計(jì)量。大功率電機(jī)、設(shè)備配電回路設(shè)電能表單獨(dú)計(jì)量，作為內(nèi)部考核依據(jù)。⑤控制方式。高、低壓輸水泵采用一拖二變頻控制；回水加壓泵采用一拖一變頻控制；一般電動(dòng)機(jī)采用就地控制；對(duì)于工藝要求由工藝參數(shù)(液位、壓力等)控制電動(dòng)機(jī)起、停的部分，能檢測(cè)，保證換熱器運(yùn)行的節(jié)能性。根據(jù)具體要求，設(shè)置特殊控制和聯(lián)鎖回路。

3 照明

照明設(shè)計(jì)按《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50034)執(zhí)行，燈具選用高效節(jié)能型環(huán)保光源。場(chǎng)區(qū)設(shè)路燈，采用光電時(shí)鐘集中控制；低壓變電所、值班間照明采用正常應(yīng)急兩用熒光燈，自帶蓄電池；氯酸鈉儲(chǔ)存間、二氧化氯設(shè)備間、鹽酸儲(chǔ)存間照明采用隔爆燈；凈水車間主廠房內(nèi)照明采用防護(hù)等級(jí)IP65，防腐等級(jí)WF2的防水防塵型燈具，由照明箱集中控制，其余單體照明采用金鹵燈。廠房內(nèi)疏散出口標(biāo)志燈和指向標(biāo)志燈自帶蓄電池。

4 防雷接地設(shè)計(jì)

(1)建筑物防雷 建筑物防雷設(shè)計(jì)按照《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50057)執(zhí)行。加氯加藥間按二類防雷建筑物設(shè)計(jì)，屋面設(shè)置接閃帶，接閃帶沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等部位敷設(shè)，在整個(gè)屋面組成不大于10m×10m或12m×8m的網(wǎng)格。凈水車間按照三類防雷建筑物設(shè)計(jì)，在整個(gè)屋面組成不大于20m×20m或24m×16m的網(wǎng)格。接閃帶通過引下線與接地裝置形成通路，利用柱、梁、基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋做為引下線和接地裝置。

(2)過電壓保護(hù) 低壓變電所進(jìn)線柜、動(dòng)力箱及照明配電箱設(shè)電涌保護(hù)器。

(3)接地 所有工藝金屬設(shè)備、管線均做防雷、防靜電接地，6/0.4kV變壓器中性點(diǎn)、環(huán)網(wǎng)柜、低壓配電柜、配電裝置的金屬構(gòu)架等所有電氣設(shè)備非載流金屬部分均做可靠接地，通信、儀表系統(tǒng)做保護(hù)接地，采用聯(lián)合接地，接地電阻不大于1Ω。電氣系統(tǒng)接地型式采用TN-S。

5 結(jié)語

通過對(duì)油田凈水廠設(shè)計(jì)實(shí)例的分析，詳細(xì)闡述了低壓配電設(shè)計(jì)中用電負(fù)荷計(jì)算及變壓器容量選擇、低壓變電所布置、防雷接地、照明等內(nèi)容，可作為此規(guī)模凈水廠參考設(shè)計(jì)。

[1] 工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)(第3版).北京：中國電力出版社，2005.10.

[2] 給排水設(shè)計(jì)手冊(cè) 電氣與自控(第8冊(cè)).北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.6.

蒲文政(1988-)，男，助理工程師，主要研究方向：電氣工程，供配電設(shè)計(jì)。