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(lái)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(duì)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(dòng)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)。

一、地下污水處理廠配電系統(tǒng)電氣安全問題的成因

1. 環(huán)境因素：地下空間潮濕、高溫、多塵，容易導(dǎo)致電氣設(shè)備絕緣性能下降，從而引發(fā)電氣故障。
2. 設(shè)備老化：長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的電氣設(shè)備易產(chǎn)生老化、磨損等問題，影響電氣安全。
3. 違規(guī)操作：工作人員對(duì)電氣安全知識(shí)的缺乏或忽視，可能導(dǎo)致違規(guī)操作，從而引發(fā)電氣事故。

二、子系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

2.1電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

電氣火災(zāi)自動(dòng)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(dòng)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(cè)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(cè)器,如感煙火災(zāi)探測(cè)器、感溫火災(zāi)探測(cè)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(dòng)控制裝置:在火災(zāi)發(fā)生時(shí),報(bào)警聯(lián)動(dòng)控制裝置可以自動(dòng)切斷電源,避免電源繼續(xù)供電導(dǎo)致火災(zāi)擴(kuò)大。

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

2.3接地保護(hù)系統(tǒng)

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

三、安科瑞智慧城市水務(wù)建設(shè)能效管理解決方案----AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺(tái)
3.1平臺(tái)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(tái)的產(chǎn)品生態(tài)體系，AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺(tái)通過在污水廠源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、充的各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)安裝保護(hù)、監(jiān)測(cè)、分析、治理裝置，用于監(jiān)測(cè)污水廠能耗總量和能耗強(qiáng)度，監(jiān)測(cè)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。

3.2平臺(tái)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(dòng)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(tái)、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。

3.3平臺(tái)拓?fù)鋱D

3.4平臺(tái)功能

3.4.1變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)及電力監(jiān)控

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

監(jiān)測(cè)變壓器、水泵、鼓風(fēng)機(jī)的電流、電壓、有功/無(wú)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)。

3.4.2電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與治理

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

3.4.3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(duì)比分析，實(shí)現(xiàn)各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的能耗對(duì)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(lái)水廠、水泵站等的用電、用水、燃?xì)狻⒗錈崃肯牧?，同環(huán)比對(duì)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(shì)。

能效分析按三級(jí)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(duì)各車間/職能部門的能效水平進(jìn)行分析，同比、環(huán)比、對(duì)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(shì)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(guó)家/國(guó)際先進(jìn)指標(biāo)對(duì)標(biāo)，以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來(lái)調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

3.4.4智能照明控制
系統(tǒng)為污水廠、自來(lái)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(dòng)控制、感應(yīng)控制、定時(shí)控制、場(chǎng)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(dòng)識(shí)別日出日落時(shí)間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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。

3.4.5電氣安全
（1）電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)配電系統(tǒng)回路的漏電電流和線纜溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水廠、自來(lái)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(dòng)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(cè)

監(jiān)測(cè)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。

3.4.6環(huán)境監(jiān)測(cè)

污水廠、自來(lái)水廠、水泵站等場(chǎng)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(lái)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(dòng)啟動(dòng)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。

3.4.7分布式光伏監(jiān)測(cè)

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(duì)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(cè)，以曲線方式繪制上述監(jiān)測(cè)的各個(gè)參量的歷史數(shù)據(jù)。

平臺(tái)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。

3.4.8工藝仿真監(jiān)控
平臺(tái)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(dòng)機(jī)控制柜或低壓饋電柜安裝電動(dòng)機(jī)保護(hù)，進(jìn)行短路、過流、過載、起動(dòng)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(dòng)機(jī)自動(dòng)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)。

四、結(jié)論

地下污水處理廠配電系統(tǒng)電氣安全問題是一個(gè)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(shè)備選型標(biāo)準(zhǔn)、強(qiáng)化設(shè)備巡檢和維護(hù)、建立嚴(yán)格的電氣安全操作規(guī)程、完善安全防護(hù)措施、加強(qiáng)人員培訓(xùn)和教育以及建立完善的應(yīng)急預(yù)案等解決方案，可以為地下污水處理廠配電系統(tǒng)電氣安全提供有益的參考。同時(shí)，相關(guān)單位應(yīng)持續(xù)關(guān)注電氣安全問題，不斷完善和優(yōu)化解決方案，確保地下污水處理廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

審核編輯 黃宇