污水处理厂电气设计和节能措施研究

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　　摘 要：本文对污水处理厂电气设计和节能措施进行了分析，明确了具体的在电气设计环节供配电系统、照明系统、电机设备等元件与组合的节能设计，并针对各个系统组合提出了具体的节能措施，希望为关注此话题的人提供有效的参考。
　　关键词：污水处理厂;电气设计;节能措施
　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.171
　　0 引言
　　 污水处理厂电气设计和节能措施开展即在电气设计上综合考量电气系统的排布，合理的规划电气设备布局，降低电气设备对电力资源的消耗，最大化的发挥污水处理厂中电气设计的节能效益。
　　1 污水处理厂的供配电系统节能设计
　　1.1 负荷参数计算
　　 污水处理厂的电气系统的负荷计算主要有以下几种计算方法：
　　 其一是系数计算法，通过对电气使用设备组合、配电干线、的参数测量，将各类有功功率、无功功率、视在功率等计算公式进行整合，形成计算电流与电压的公式，以此通过代入系数的形式计算负荷参数。
　　 其二是单位指标法，通过单位时间与范围被的用电数量、指标等结合有用功功率进行计算，可以以每周、每月、每季度为单位对电气系统的负荷参数进行详细的计算，污水处理厂电气系统负荷的计算主要掌握电气系统的最大负荷，并根据最大负荷系数进行变压器的调节。以污水处理厂退水泵房的电路设计为例，污水处理厂将处理好后的水资源排放到周边的河涌中，当该区域出现洪水现象时，水资源的排放需要利用退水泵进行排水处理，而洪水发生的几率、时间等极为有限，在洪水即将来临之际调节变压器的负荷参数，使得电气运行的负荷充分满足实际的退水泵运作需求，降低电气设备与电力能源的损耗。
　　1.2 变电所设置
　　 变电所内设置时干式变压器、直流屏、低压抽屉式配电屏、低压配电柜、高压配电柜等，通过对变电所内各项电气设备的参数调节与设置，能够实现对整合污水处理厂电气系统的控制与管理。变电所的位置设置应当处于电路负荷的中心，污水处理厂中鼓风机房、进水泵房等电气设备负荷较大，由此变电所的设置应尽可能靠近这两处位置，通过缩短电缆的铺设长度降低供配电系统的电力资源、电压的损耗，达到节能的效果[1]。
　　1.3 电缆选择与应用
　　 电缆的选择与应用具有一定的经济性原则，如若污水处理厂在电气设置过程中选用质量相对较高、而性价比较低的电缆，将在电缆设计上耗费大量的资金，现阶段，电气设计注重节能效果与经济效益相结合，在实际的电路铺设过程中，针对负荷要求程度的不同选择材料与价格相对适中的材料进行铺设，既能从整体层面降低材料的损耗，又能帮助污水处理厂节省资金。另外，还需从技术层面思考电缆的选择的具体策略，电缆的电阻与线路的长短成正比，与电缆横截面的面积大小成反比，由此，尽可能通过整体的电气设备布局缩小电缆铺设的长度，并在电流不断的情况下尽可能增大横截面积，使得电缆的电阻值尽可能的保持在较小的范围内，现阶段污水处理厂多采用铜电缆作为电缆的主要原材料。
　　1.4 变压器的选择与应用
　　 变压器是污水处理厂电气设计中的必备设计，据数据统计变压器对电力资源的损耗占据整合电气系统的0.8%，具体的损耗形式包括铁损和线损两种，等变压器的负载率达到50%时，变压器的电能消耗最小，但也不会降低变压器的铁损。当变压器的负载率过低时，可以降低变压器的铁损，但线损量消耗較大，由此，变压器的选择需要综合考量具体的经济适用性，从经费层面、电气设计的有效性层面等进行变压器的选择与应用。
　　1.5 无功补偿设计
　　 污水处理厂电气设计中的无功补偿设计，可将电路负荷数值作为参考依据，综合运用集中补偿、就地补偿等装置，如在变电所负载量较大的区域设置自动式的无功补偿设置，通过传感器对谐波电流量的检测，及时针对电气系统做出补偿措施，保障电气设备线路运行的安全，降低电气线路的损耗，以提高电力资源的应用效率。
　　1.6 谐波处理设计
　　 电气系统中的非线性线路负载较多，不可避免的存在谐波现象，如不能对产生的谐波进行有效的抑制与治理，将影响整个电气系统的电能传输利用效率，造成电力资源的消耗，针对谐波的处理主要采用接线方法对变压器的相关点进行连接，进行无源滤波器、有源滤波器等设备的设计与安装，加强电气系统抗谐波的能力，抑制谐波对电气系统的干扰，从而达到节能的目的[2]。
　　2 电机的节能设计
　　 一般情况下，电气系统的设计会通过对电动机的端电压、转矩、转速、功率等因数的设置与调节来进行节能设计，污水处理厂中离心机、曝气池等设备需要长时间的大功率运作，该种情况下电机运作的对电能消耗较大，变频器的合理应用能够对电气系统进行有效的调节，变频器可对机械设备的运作提供频率可变的电源，通过计算机系统、溶解氧看联动装置、PLC等设备连接成能够自动控制电源频率的装置，根据离心机、曝气池等设备的运行需要进行电流、电压的调节，避免对电力能源的大量消耗，实现节约能源的设置。
　　3 照明系统的节能设计
　　 照明系统是电气设计中需要重点考虑的环节，照明设备在污水处理厂中的应用较为频繁和广泛，通过感应控制、人工控制、光控制以及集体控制等照明系统的合理规划与设计，既能及时在照明结束后切断电源，也能降低对电力能源的损耗。另外，合理的控制照明灯具的型号，在保障照明效果良好的情况下尽可能采用LED灯、荧光灯等节能效果较强的灯具作为照明系统的主要灯源，降低污水处理厂整体照明系统的电力能源损耗。
　　4 结束语
　　 总而言之，污水处理厂电气设计主要包括对供配电系统、电机设备、照明系统等设计，而节能措施的开展需要根据各个系统的运行情况，通过对负荷参数、变电所设置、电缆选择与应用、变压器的选择与应用、无功补偿设计、谐波处理设计等具体节能措施的开展，促进污水处理厂电路设计节能的有效性不断提升。
　　参考文献：
　　[1]康艺伟.城市生活污水处理厂电气设计中的节能分析[J].无线互联科技，2018，15（13）：66-67.
　　[2]林先添.污水处理厂电气设计和节能措施分析[J].企业技术开发，2017，36（05）：60-62.
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