1、xx一期污水处理厂扩容工程供配电系统电气设计说明书1.1. 设计范围本设计为xx市xx一期污水处理厂扩容工程。改扩建规模8万m3/d。本工程电气设计界限为新建变配电室10kV进线柜进线电缆头处，进线电缆头以上由当地供电部门负责，进线电缆头以下为本设计内容。本册图纸为供配电系统设计电气施工图。包括总变和分变高低压系统一次、二次设计。1.2. 设计依据民用建筑电气设计标准（GB51348-2019）供配电系统设计规范（GB50052-2009）低压配电设计规范（GB50054-2011）3110kV高压配电装置设计规范（GB50060-2008）20kV及以下变电所设计规范（GB50053-2012、3）电力装置的继电保护和自动装置设计规范（GB/T50062-2008）电力装置电测量仪表装置设计规范（GB/T50063-2017）交流电气装置的接地设计规范（GB/T50065-2011）通用用电设备配电设计规范(GB500552011)电力工程电缆设计标准（GB50217-2018）建筑节能与可再生能源利用通用规范（GB 55015-2021）建筑机电工程抗震设计规范(GB50981-2014);工艺、暖通等专业设计条件初步设计批复文件1.3. 用电负荷本次改扩建工程用电设备均为380V/220V用电设备。根据工艺提供的负荷容量，设备安装容量约为3369kW，使用容量约为2791kW，计3、算负荷约为2166kVA。1.4. 用电负荷等级本工程为生化方式处理的城市污水处理工程，对供电可靠性的要求较高。根据规范要求，本工程水处理系统为二级用电负荷，采用双回路10kV电源供电，脱水系统为三级用电负荷采用单路10kV电源供电。1.5. 与现况配电系统衔接方案本工程拆除现况总变2路10kV外电源，再拟由厂外新引2路10kV外电源先接入本此改扩建新建变配电室高压系统，新建高压系统设置现况水厂2路10kV电源出线，从新建变配电室新敷设2路10kV电缆接入现况污水厂高压系统进线处，作为现况污水厂10kV电源。本方案以供电部门审批的最终方案为准。1.6. 配电系统新建总变配电室10kV侧系统为单4、母线分段接线，带母联开关。两路10kV进线电源正常时同时工作，每路10kV电源按全部负荷考虑。同时预留现况污水厂总变两路10kV电源出线和分变单路10kV电源出线。新建分变配电室10kV侧系统为单母线不分段接线，单路10kV进线电源供电，10kV电源由新建总变高压系统提供。新建总变配电室低压系统为单母线分段接线，带母联开关。每套低压系统正常时两路电源及两台变压器同时工作，当一台变压器故障或检修时，另一台变压器可带全部二级负荷。新建分变配电室低压系统为单母线不分段接线。1.7. 变电所设置根据全厂用电负荷分配及工艺处理单元分布情况，共设置1座总变配电室和1座分变配电室。变电室设置详见下表:名称电5、压等级变压器安装容量(kVA)10kV电源负责供电内容总变配电室10kV/0.4kV2x16002路10kV电源引自厂外负责全厂10KV系统供电，设置MCC负责生物池、二沉池、提升泵房、高密度沉淀池、鼓风机房、紫外消毒、曝气沉砂池、生物池、二沉池、鼓风机房设备的配电。分变配电室10kV/0.4kV1x12501路10kV电源引自总变高压系统设置MCC负责脱水机房设备的配电。1.8. 计量及测量全厂采用高压计量方式，变配电室每段10kV母线侧均设置计量柜。所有低压进线处设置综合智能仪表，100A以上配电出线及电机出线处设置电流及电能计量表，信号均通信传至PLC，便于厂内用电管理及节能分析。1.96、. 继电保护及操作电源10kV开关柜设置综合继电保护装置，继电保护功能主要如下：l 进线柜: 三相过流、速断、零序l 出线柜: 三相过流、速断、零序l 变压器出线柜：三相过流、速断、零序、温度l 母联柜：三相过流、速断低压电动机设短路保护、接地故障保护、过载保护和断相等保护，低压出线设短路、过负荷及接地保护，移动设备插座供电出线短路、过负荷及漏电保护。总变配电室10KV采用直流操作方式,直流电源为DC220V，65AH,作为总变10kV断路器的控制、信号、继电保护及10kV断路器的合闸电源。分变配电室10KV采用交流操作方式,交流电源为AC220V, 作为分变10kV断路器的控制、信号、继电保7、护及10kV断路器的合闸电源。1.10. 功率因数补偿变配电室低压系统均采用低压侧集中自动补偿方式，在变配电室内设低压电容柜，补偿后变压器低压侧功率因数达到0.95以上。在变频设备较多的系统中，主要针对5次、7次谐波，补偿电容串联调谐电抗器加以保护。1.11. 谐波治理本项目用电设备95以上是三相电动机，安装有较多的6脉动低压变频器，变频器设置输出电抗器，主要以5、7次谐波为主。由于本工程用地非常紧张，低压变频器数量较多且分布分散，通过比选谐波消除采用有源滤波的方式，在变配电室每段母线分别设置一台有源滤波柜。有源滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，且补偿特性不受电网阻抗的影响。1.18、2. 电动机启动及控制方式根据工艺专业的要求，部分设备采用变频控制，可达到降压启动功能。其它大于等于30kW的非变频控制设备采用软起动，小于30KW的小电机均采用直接起动方式。所有工艺流程设备控制分为两种：一为手动方式,另一为PLC自控方式。低压电机的手自动转换设在MCC或现场控制箱上。设备就地设置控制按钮箱。在低压MCC柜，设置LROA转换开关及通断指示。在就地按钮箱内，装设起/停及紧急停车按钮以及指示灯。所有潜水设备均有各种保护，通过设备厂家配套提供的电机保护器实现。各水泵设置低液位保护、温度保护、泄漏保护等。1.13. 主要电器设备选型10kV设备采用金属铠装全封闭的中置式开关柜。变压器9、选用环氧树脂浇注带外壳干式变压器,变压器带温控设备及强制风冷。MCC低压柜选用抽屉式低压开关柜。10kV断路器及低压断路器、接触器、热继电器、软起动器、变频器等采用合资或国产产品。变频柜选用独立的固定式柜，柜内设置强制风冷。1.14. 节能措施1.14.1. 合理选择变压器通过负荷计算，利用最佳负载系数确定变压器容量。选用D，yn11型结线低损耗SCB14干式变压器，节能型变压器要求空载、负载损耗相对较小，变压器噪音不超过环境规定。变压器过载能力满足运行要求，采用经济配电的方式，减少线损。同时合理选用配电型式减少配电环节。1.14.2. 提高功率因数低压系统均采用自动补偿方式，补偿后使全厂功率10、因数提高到0.95以上。1.14.3. 谐波治理对于大容量风机及水泵负荷，采用节能型变频器控制运行状态，根据水处理工艺过程确定其设备所带电机的调速型式和容量。选用高性能变频器，并设置有源滤波以达到谐波治理要求。1.14.4. 采用高效能的电气设备选择自身功耗低的变配电设备，变配电设备应符合国家节能标准、并被节能产品认证机构确认的节能型产品。变压器，水泵，风机的能效不低于2级。1.14.5. 改善三相不平衡措施当有单相用电设备接人到220/380V 三相系统时，尽量使单相设备平均分配到系统内。三相负荷尽量均衡分配，三相不平衡度不大于15%。对于220V照明负荷，若线路电流不超过 30A 采用单相11、供电，否则采用 220/380V 三相四线制供电。若不对称负荷容量较大，则调整大容量负荷的供电电压等级，以降低不平衡负载对系统的影响。1.14.6. 电能计量总计量采用10kV侧电能计量。在电能计量和检测设备的选择上采用计量检定机构认可的用电计量装置，具有相应的准确度和可靠性。电能量计量装置安装由供电部门提供的计量用电流互感器和电度表，计量用电流互感器精度级为0.2级，并有可靠的封闭功能和防窃电性能。其它指示仪表准确等级不低于0.5级，量限应配置合理。变电所设置PLC自动控制系统，所有进线电压、电流、电度、有功功率、无功功率及功率因数等及设备出线电流、电度均通过通讯方式送往计算机进行监测，管理12、人员可通过上述参数和软件计算获得单项重要设备的电量值从而进行运行分析，以达到运行管理的最佳工况。1.15. 电气抗震要求1.总体原则（1）本工程电力设施设防烈度为8度。（2）内径不小于60mm的电气配管及重力不小于150N/m的电缆梯架、电缆槽盒、母线槽均进行了抗震设防。2.设备安装1）变压器的安装设计应符合下列规定：安装就位后应焊接牢固，内部线圈应牢固固定在变压器外壳内的支承结构上；变压器的支承面宜适当加宽，并设置防止其移动和倾倒的限位器；应对接入和接出的柔性道题留有位移的空间。2）配电箱（柜）、通信设备的安装设计应符合下列规定：配电箱（柜）、通信设备的安装螺栓或焊接强度应满足抗震要求；靠墙13、安装的配电柜、通信设备机柜底部安装应牢固。当底部安装螺栓或焊接强度不够时，应将顶部与墙壁进行连接；当配电柜、通信设备柜等非靠墙落地安装时，根部应采用金属膨胀螺栓或焊接的固定方式。壁式安装的配电箱和墙壁之间应采用金属膨胀螺栓连接；配电箱（柜）面上的仪表应与柜体组装牢固。3）设在水平操作面上的消防、安防设备应采取防止滑动措施。4）设在建筑物屋顶的共用天线应采取防止因地震导致设备或其部件损坏后坠落伤人的安全防护措施。5）安装在吊顶上的灯具、应考虑地震时吊顶与楼板的相对位移。3.导体选择及线路敷设1）配电导体采用硬母线敷设且直线段长度大于80m时，应每50m设置伸缩节；在电缆桥架、电缆槽盒内敷设的缆线14、在引进、引出和转弯处，应在长度上留有余量；接地线应采取防止地震时被切断的措施；2）引入建筑物的电气管路敷设时应符合下列规定：在进口处应采用挠性线管或采取其他抗震措施；当进户井贴临建筑物设置时，缆线应在井中留有余量；进户套管与引入管之间的间隙应采用柔性防腐、防水材料密封。3）电气管路不宜穿越抗震缝，当必须穿越时，应符合下列规定：采用金属导管、刚性塑料导管敷设时宜靠近建筑物下部穿越，且在抗震缝两侧应各设置一个柔性管接头；电缆梯架、电缆槽盒、母线槽在抗震缝两侧应设置伸缩节；抗震缝的两端应设置抗震支撑节点并与结构可靠连接；4）电气管路敷设时应符合下列规定当线路采用金属导管、刚性塑料导管、电缆梯架或电缆15、槽盒敷设时，应使用刚性托架或支架固定。当必须使用吊架时，应安装横向防晃吊架；当线路采用金属导管、刚性塑料导管、电缆梯架或电缆槽盒穿越防火分区时，其缝隙应采用柔性防火封堵材料封堵，并应在贯穿部位附近设置抗震支撑。金属导管、刚性塑料导管的直线段部分每隔30m应设置伸缩节。5）配电装置至用电设备间连线应符合下列规定：宜采用软导体；当采用穿金属导管、刚性塑料导管敷设时，进口处应转为挠性线管过渡；当采用电缆梯架或电缆槽盒敷设时，进口处应转为挠性线管过渡。6） 金属电线套管、电缆桥架、线槽抗震支吊架的设置原则为：侧向抗震支撑最大间距12m，纵向抗震支撑最大间距24m。1.16. 施工及验收：施工安装参照电16、气安装工程施工图册和国标图集。验收以现行当地及国家相关标准为准。电气设施的施工安装应采取满足规范要求的抗震措施。1.17. 其它电气材料供货厂家需根据设计图纸配套主材所需安装附件，转接装置，安装支、吊架等，满足材料安装使用需求。设备订货应按照设备招标文件、合同、修改后合同及施工图纸和设计说明书的要求供货。设备生产前，业主应将设计单位的设计图纸提供给设备总承包单位，以便其核对所供设备及配套设施是否满足设计需求。成套系统内部管缆预埋时需由厂家现场指导。因本工程设备没有招标，本设计均是按照以往工程设计经验完成，待设备招标后，图纸需由总标设备厂家核实并根据本图纸进行深化设计。本工程现阶段还没有取得供电方案，由于工期紧张及本工程的特殊情况，根据甲方与供电部门协商结果，设计方可在未完成供电图纸报审的情况下提前报出施工图。在施工图基础上，由甲方与供电部门协商进行供电图纸报审。没有供电方案或者供电局未审图盖章，不得采购高低压系统设备。