小岭镇供水工程水厂供电设计浅析

李 晶

（西安景天水利水电勘测设计咨询有限公司，陕西 西安 710016）

小岭镇供水工程是柞水县社川河流域供水的主要基础设施之一，在原水厂的基础上对电气自动化系统进行重新设计，原矿业公司的水厂输入接入10 kV 高压输电电路满足需求，但由于原矿厂的接入变压器老化，为确保水厂用电需求，本文结合小岭镇供水工程实际，在原供电系统的基础上进行优化改造。

1 电负荷

小岭镇供水新建水厂用电负荷主要为：水厂自用水泵、水厂加药、加氯设备、自动化设备、视频监控系统及厂房和厂区照明等。

（1）水厂自用水泵。安装QS10-15/1-1.5 小型潜水泵2 台，一用一备，单机功率1.5kW,用电负荷1.5kW。

（2）水厂加药、加氯设备。水厂加药间共设隔膜式计量泵6台，其中投加混凝剂的3 台，“两用一备”；投加助凝剂的3 台，“两用一备”。水泵型号GM-90-0.7，轴功率0.37 kW。用电负荷4×1.05×0.37 kW。水厂加氯间共设二氧化氯发生器3 台，其中后加氯点设置1 台，前加氯点设置1 台，备用1 台，二氧化氯发生器型号HSD2000，功率2 kW。用电负荷2×2 kW。

（3）管理房和站区照明及职工生活等，用电负荷38.6 kW。

（4）自动化及视频监控系统用电负荷15 kW。

加压泵站用电负荷统计见表1。

2 电气主接线

2.1 水厂电气主接线

一般小型工程采用的电气主接线的接线方式有单母线接线、单母线分段接线两种。

单母线接线优点：接线简单清晰、操作检修方便，投资小，运行费用低，还便于扩建和采用成套配电装置；缺点：不够灵活，可靠性较低，当母线或与母线相连的任一元件故障或检修时，会造成整个变配电所停电或短时停电。

表1 新建水厂用电负荷统计表

分段单母线接线优点：用开关设备（断路器或隔离开关）将母线分段后，重要负荷可以分别安装到两段母线上，当一段母线故障或检修时，另一段母线可以正常工作，提高了供电的可靠性；缺点：接线复杂，维修操作技术要求高，工程造价高，当一段母线或与该母线相连的设备故障或检修时，接于该母线上的所有回路都要停电或短时停电。且分段单母线接线的使用条件为采用两台变压器，对本工程不太适宜。

依据上述分析，结合工程具体情况，本着电气主接线满足安全可靠、运行灵活、接线简单、操作维护方便、节省投资以及运行经济等原则，确定本工程的主接线方式为单母线接线。采用10 kV 单回路供电，安装一台变压器，在变压器高压侧采用高压跌落式熔断器操作，且可作为短路保护和过负荷保护；变压器低压侧用电力电缆与低压屏联接。同时，安装50 kW 柴油发电机一台，发电机和变压器不能并列运行。在正常情况下变压器运行，供全部设备用电。在电网停电等非常情况下，发电机运行，供部分急用设备用电，以保证小岭镇供水工程新建水厂的正常运行。

2.2 各泵站主接线

在配水管网的末端，有4 个项目由于地势较高，通过加压泵站抽水至项目区，每个泵站内所有电缆由控制柜沿电缆桥架敷设至用电点；进出线方式与电机及用电设备配套。低压电缆采用YJV-0.6/1 kV 交联聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套铜芯（阻燃）电力电缆，工作温度90℃。各泵站电缆型号见表2。

表2 各泵站电缆列表

3 电气设备的选择

3.1 变压器选用

水厂用电负荷主要包括给水厂自用水泵、水厂加药、加氯设备、自动化设备、视频监控系统及厂房和厂区照明等。变压器容量按水厂最大运行方式下的最大可能运行负荷，计入功率因数、同时系数、负荷系数及网络损失系数确定，并用发生事故时，可能出现的最大厂用负荷校验。其计算结果如下：

取S厂=100 kVA。

依据设计规范，选用S9-M型系列产品。该变压器系全密封的新型节能产品，具有内部结构合理、噪音低、稳定性强、空载损耗低，空载电流小，负载损耗小以及免维护、重量轻的特点，适宜于该工程的应用。

经查阅产品手册，拟定变压器为1 台S9-M-100/10，其参数为：u=10±5%/0.4 kV，Yyh0 接线组，Uk=4%。

3.2 配电设备选用

主要配电设备选型设计遵循采用性能优良、高效、节能、低耗、技术先进且能实现自动化监控的原则，按额定电压，额定电流选择，并按最大运行方式下发生短路时的动稳定，热稳定进行校验。该工程主要电气设备见表3。

表3 新建水厂主要供配电设备表

4 电气设备的布设

依据小岭镇供水工程新建水厂总体布设情况，水厂设变电所一座，布设于水厂配电室墙外，安装变压器一台，变压器采用柱上方式安装。配电室位于水厂西北方向，布设于水厂加药间、加氯间旁边，进线低压屏和馈电配电屏并列布置于配电室内。柴油发电机安装在水厂配电室内，各主要功能室之间由电缆地沟连通。

5 照明、防雷和接地设计

照明：照明电源从水厂配电室的配电屏，采用VV—3×25+1×10 三相四芯型电缆引入，室外电缆采用，铺沙盖砖，埋深0.8 m，电源电压380/220 V，照明使用电压220 V，长度由现场确定。照明导线均采用BV-500 型铜芯线，穿重型阻燃型PVC 塑料管暗配，导线规格2.5 mm2，配电箱均嵌墙距地1.8 m暗装。采用TN-S 系统保护，要求接地电阻不大于10 Ω，要求PE 线仅在工作零线的重复接地处与其可靠连接，施工中管路过长或有弯时，应根据JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》第9.4.8 条加装拉线过路盒。厂区室外照明采用地埋VV—3×6+1×4 电缆输电。

防雷：新建水厂依据现行技术规范设计在变压器进线杆上安装HY5W4-12.7/50 避雷器一组。该避雷器具有电气绝缘性能好，介电强度高，抗漏痕、抗电蚀、耐热、耐寒、耐老化、防爆、憎水性、密封性能好等优点，可以满足防雷要求。

接地：接地装置按照接地规程的规定实施。所有电气设备的外壳、电动机及屏、柜、箱的底座均应可靠接地。在接地设计中，变电所、配电室敷设环型接地网，并加均压带，要求将接地网与输水管道，厂房钢筋等自然接地体牢固地焊接在一起。接地环形干线选用-40×4 扁钢，支线选用-25×4 扁钢，配电室户外布设L50×50×5×2500 镀锌角钢接地极，电焊连接，埋深0.8 m，要求接地电阻不大于10 Ω。

6 电气测量仪表配置

电气测量仪表按《电气测量仪表装置设计技术规程》配置。变压器和发电机均配置交流电流表、电压表、有功电度表。

7 机电设备的保护和控制

变压器高压侧采用高压跌落式熔断器操作，且作为短路保护和过负荷保护。其他电气设备采用MB30M- 型断路器操作电源分、合闸，同时具有短路保护、过载保护、低电压保护。

8 结语

本文对小岭镇水厂电气系统进行设计。对原系统的输入10 kV 高压输电线路进行分析，通过调查分析，线路标准较高，可满足现有负荷供电要求和新建水厂的供电任务；原矿业公司水厂接入变压器运行时间长，破损比较严重，故新建水厂变压器进行重新更换设计，保证了变压器的容量和电压等级满足工厂用电的要求，为水厂稳定运行提供基础保障。