污水處理廠電氣設計和節能措施研究
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摘 要：本文對污水處理廠電氣設計和節能措施進行了分析，明確了具體的在電氣設計環節供配電系統、照明系統、電機設備等元件與組合的節能設計，并針對各個系統組合提出了具體的節能措施，希望為關注此話題的人提供有效的參考。
關鍵詞：污水處理廠;電氣設計;節能措施
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.171
0 引言
污水處理廠電氣設計和節能措施開展即在電氣設計上綜合考量電氣系統的排布，合理的規劃電氣設備布局，降低電氣設備對電力資源的消耗，最大化的發揮污水處理廠中電氣設計的節能效益。
1 污水處理廠的供配電系統節能設計
1.1 負荷參數計算
污水處理廠的電氣系統的負荷計算主要有以下幾種計算方法：
其一是系數計算法，通過對電氣使用設備組合、配電干線、的參數測量，將各類有功功率、無功功率、視在功率等計算公式進行整合，形成計算電流與電壓的公式，以此通過代入系數的形式計算負荷參數。
其二是單位指標法，通過單位時間與范圍被的用電數量、指標等結合有用功功率進行計算，可以以每周、每月、每季度為單位對電氣系統的負荷參數進行詳細的計算，污水處理廠電氣系統負荷的計算主要掌握電氣系統的最大負荷，并根據最大負荷系數進行變壓器的調節。以污水處理廠退水泵房的電路設計為例，污水處理廠將處理好后的水資源排放到周邊的河涌中，當該區域出現洪水現象時，水資源的排放需要利用退水泵進行排水處理，而洪水發生的幾率、時間等極為有限，在洪水即將來臨之際調節變壓器的負荷參數，使得電氣運行的負荷充分滿足實際的退水泵運作需求，降低電氣設備與電力能源的損耗。
1.2 變電所設置
變電所內設置時干式變壓器、直流屏、低壓抽屜式配電屏、低壓配電柜、高壓配電柜等，通過對變電所內各項電氣設備的參數調節與設置，能夠實現對整合污水處理廠電氣系統的控制與管理。變電所的位置設置應當處于電路負荷的中心，污水處理廠中鼓風機房、進水泵房等電氣設備負荷較大，由此變電所的設置應盡可能靠近這兩處位置，通過縮短電纜的鋪設長度降低供配電系統的電力資源、電壓的損耗，達到節能的效果[1]。
1.3 電纜選擇與應用
電纜的選擇與應用具有一定的經濟性原則，如若污水處理廠在電氣設置過程中選用質量相對較高、而性價比較低的電纜，將在電纜設計上耗費大量的資金，現階段，電氣設計注重節能效果與經濟效益相結合，在實際的電路鋪設過程中，針對負荷要求程度的不同選擇材料與價格相對適中的材料進行鋪設，既能從整體層面降低材料的損耗，又能幫助污水處理廠節省資金。另外，還需從技術層面思考電纜的選擇的具體策略，電纜的電阻與線路的長短成正比，與電纜橫截面的面積大小成反比，由此，盡可能通過整體的電氣設備布局縮小電纜鋪設的長度，并在電流不斷的情況下盡可能增大橫截面積，使得電纜的電阻值盡可能的保持在較小的范圍內，現階段污水處理廠多采用銅電纜作為電纜的主要原材料。
1.4 變壓器的選擇與應用
變壓器是污水處理廠電氣設計中的必備設計，據數據統計變壓器對電力資源的損耗占據整合電氣系統的0.8%，具體的損耗形式包括鐵損和線損兩種，等變壓器的負載率達到50%時，變壓器的電能消耗最小，但也不會降低變壓器的鐵損。當變壓器的負載率過低時，可以降低變壓器的鐵損，但線損量消耗較大，由此，變壓器的選擇需要綜合考量具體的經濟適用性，從經費層面、電氣設計的有效性層面等進行變壓器的選擇與應用。
1.5 無功補償設計
污水處理廠電氣設計中的無功補償設計，可將電路負荷數值作為參考依據，綜合運用集中補償、就地補償等裝置，如在變電所負載量較大的區域設置自動式的無功補償設置，通過傳感器對諧波電流量的檢測，及時針對電氣系統做出補償措施，保障電氣設備線路運行的安全，降低電氣線路的損耗，以提高電力資源的應用效率。
1.6 諧波處理設計
電氣系統中的非線性線路負載較多，不可避免的存在諧波現象，如不能對產生的諧波進行有效的抑制與治理，將影響整個電氣系統的電能傳輸利用效率，造成電力資源的消耗，針對諧波的處理主要采用接線方法對變壓器的相關點進行連接，進行無源濾波器、有源濾波器等設備的設計與安裝，加強電氣系統抗諧波的能力，抑制諧波對電氣系統的干擾，從而達到節能的目的[2]。
2 電機的節能設計
一般情況下，電氣系統的設計會通過對電動機的端電壓、轉矩、轉速、功率等因數的設置與調節來進行節能設計，污水處理廠中離心機、曝氣池等設備需要長時間的大功率運作，該種情況下電機運作的對電能消耗較大，變頻器的合理應用能夠對電氣系統進行有效的調節，變頻器可對機械設備的運作提供頻率可變的電源，通過計算機系統、溶解氧看聯動裝置、PLC等設備連接成能夠自動控制電源頻率的裝置，根據離心機、曝氣池等設備的運行需要進行電流、電壓的調節，避免對電力能源的大量消耗，實現節約能源的設置。
3 照明系統的節能設計
照明系統是電氣設計中需要重點考慮的環節，照明設備在污水處理廠中的應用較為頻繁和廣泛，通過感應控制、人工控制、光控制以及集體控制等照明系統的合理規劃與設計，既能及時在照明結束后切斷電源，也能降低對電力能源的損耗。另外，合理的控制照明燈具的型號，在保障照明效果良好的情況下盡可能采用LED燈、熒光燈等節能效果較強的燈具作為照明系統的主要燈源，降低污水處理廠整體照明系統的電力能源損耗。
4 結束語
總而言之，污水處理廠電氣設計主要包括對供配電系統、電機設備、照明系統等設計，而節能措施的開展需要根據各個系統的運行情況，通過對負荷參數、變電所設置、電纜選擇與應用、變壓器的選擇與應用、無功補償設計、諧波處理設計等具體節能措施的開展，促進污水處理廠電路設計節能的有效性不斷提升。
參考文獻：
[1]康藝偉.城市生活污水處理廠電氣設計中的節能分析[J].無線互聯科技，2018，15（13）：66-67.
[2]林先添.污水處理廠電氣設計和節能措施分析[J].企業技術開發，2017，36（05）：60-62.
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