北京市石景山區(qū)五里坨地區(qū)供水工程項目建議書（代可行性研究報告）1北京市石景山區(qū)五里坨地區(qū)供水工程項目建議書（代可行性研究報告）28電氣設計81工程內(nèi)容根據(jù)石景山區(qū)五里坨地區(qū)供水規(guī)劃，新建水廠位置位于秀府村北路與五里坨路交界處，緊鄰五里坨路東側(cè)。五里坨地區(qū)現(xiàn)狀供水能力約為1萬噸/日，本工程將新建部分，達到新增供水能力約為2萬噸/日，合計供水規(guī)模為3萬噸/日。本工程設計范圍，水源井及泵房、水廠和3座加壓泵站。水源井共15座，其中新建水源井10座。本工程設計內(nèi)容為水源井、水廠和加壓泵站的供、配電系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和防雷及安全接地系統(tǒng)。82設計依據(jù)工藝專業(yè)提供的電力及控制要求供配電系統(tǒng)設計規(guī)范GB500529510KV及以下變電所設計規(guī)范GB5005394低壓配電設計規(guī)范GB5005495建筑物防雷設計規(guī)范（2000年版）GB5005794工業(yè)與民用電力裝置的接地設計規(guī)范GBJ6583建筑照明設計標準GB500342004民用建筑電氣設計規(guī)范JBJ16200883用電負荷全工程負荷計算按需要系數(shù)法進行計算，負荷計算詳見下表。本工程用電設備近期裝機總?cè)萘?584KW，運行設備負荷1372KW（不含現(xiàn)北京市石景山區(qū)五里坨地區(qū)供水工程項目建議書（代可行性研究報告）3狀水源井部分），計算負荷約1157KVA。全部用電設備均按低壓380V/220V等級設計。表81負荷計算書序號設備名稱總臺數(shù)額定容量KW工作臺數(shù)工作容量KW計算負荷KW1水源井部分1新建水源井10584105845262水廠部分1動力764854873902照明6060483空調(diào)8080644其他120100805小計9087275826補償容量160KVAR7選變壓器容量為2X500KVA8變壓器負荷率為583泵站部分1加壓泵站39236149合計15841372115784供電電源本工程為城鎮(zhèn)給水工程，水源井及泵房按二級負荷設計，一路10KV專用電源引自市政電網(wǎng)。水廠和加壓泵站按二級負荷設計，二路10KV電源引自市政電網(wǎng)，其中一路10KV為專用電源。受市政電網(wǎng)設計歸屬權(quán)問題影響，本工程電力系統(tǒng)暫時按電源直接引自市政低壓電網(wǎng)形式設計，除水廠變電所以外的供變電系統(tǒng)部分由電力主管部門設計。北京市石景山區(qū)五里坨地區(qū)供水工程項目建議書（代可行性研究報告）485供、配電系統(tǒng)變電所中壓側(cè)分別引來二路10KV電源。10KV中壓側(cè)主結(jié)線為單母線分段方式運行，中壓側(cè)母線帶聯(lián)絡開關(guān)。變電所設置二臺變壓器。變電所低壓側(cè)采用單母線方式運行，兩段母線間設常開式母線聯(lián)絡開關(guān)。正常時，兩臺變壓器分別運行，當一路電源或一臺變壓器故障（含正常檢修）時，另一路電源或另一臺變壓器可帶100的二級負荷。新建水源井和加壓泵站電源直接引自市政低壓電網(wǎng)。86繼電保護繼電保護10KV進出線回路采用綜合保護繼電器裝置。其中進線柜設過流、速斷、零序保護；出線柜設有過流、速斷、零序、變壓器超溫跳閘、高溫報警保護；聯(lián)絡柜設有過流、速斷保護。操作電源10KV配電裝置采用直流110V合閘機構(gòu)。操作電源為免維護的蓄電池屏，以直流110V電壓向斷路器合閘回路、控制及保護回路、事故信號、預告信號回路等供電。87變電所設置在水廠的用電負荷中心設10KV變電所一座，為整個水廠用電設備提供電能。變電所具體位置詳見附圖2。變電所內(nèi)設電纜分界室、中壓配電室、變壓器室、低壓配電室和值班室。變電所值班室與自控系統(tǒng)共用中控室。變電所變壓器安裝容量為1000KVA。變壓器負荷率為58。北京市石景山區(qū)五里坨地區(qū)供水工程項目建議書（代可行性研究報告）588電力計量水廠變電所電力計量采用10KV中壓側(cè)裝設電力總表計量，在低壓側(cè)設置綜合樓照明及室外照明等計量子表。水源井和加壓泵房采用低壓側(cè)裝設電力總表的方式進行計量。89功率因數(shù)補償水廠變電所低壓側(cè)功率因數(shù)補償后達到095以上。無功功率補償裝置使用低壓金屬電容器，采用集中自動補償方式，無功功率補償裝置安裝在變電所低壓側(cè)母線上。810變、配電設備監(jiān)控本工程設變、配電設備監(jiān)控系統(tǒng)，對變、配電設備的運行進行實時監(jiān)控。監(jiān)控內(nèi)容如下中壓系統(tǒng)進、出線和母聯(lián)開關(guān)狀態(tài)顯示；進、出線電流，電壓顯示；功率因數(shù)顯示；有功、無功功率計量。變壓器溫度顯示；高溫報警；超溫跳閘。低壓系統(tǒng)進線、母聯(lián)開關(guān)狀態(tài)顯示；進、出線電流，電壓顯示；饋出回路電流顯示；功率因數(shù)顯示和計量。811設備選型變電所近期主要電氣設備有10KV中壓開關(guān)柜10面。10KV開關(guān)柜選用中置式開關(guān)柜，內(nèi)設10KV真空斷路器。進、出線方式為下進、上出。變電所安裝500KVA干式變壓器2臺。變壓器選用環(huán)氧樹脂澆鑄型節(jié)能型干式變壓器。變電所安裝低壓抽出式配電開關(guān)柜14面。進、出線方式為上進、上出。北京市石景山區(qū)五里坨地區(qū)供水工程項目建議書（代可行性研究報告）6馬達控制中心MCC選用抽屜式低壓配電開關(guān)柜。變電所和馬達控制中心配電裝置等重要配電設備安裝變、配電設備監(jiān)控設備。812電動機啟動及控制方式根據(jù)工藝專業(yè)要求，水泵電機采用變頻調(diào)速裝置作為拖動設備。當用電設備電動機容量大于等于30KW時，采用降壓方式啟動，使用變頻調(diào)速裝置兼做軟啟動設備。用電設備電動機容量小于30KW的小容量電動機均采用直接啟動方式啟動。水源井水泵、出水泵房和加壓泵房等工藝設備的控制分為，就地控制箱手動控制方式、現(xiàn)場PLC自動控制方式和中控室集中自動控制方式三種。低壓電動機的手/自動轉(zhuǎn)換設在馬達控制中心MCC或現(xiàn)場PLC控制柜上。設備就地設置控制按鈕箱。馬達控制中心MCC柜，設置LROA轉(zhuǎn)換開關(guān)、通斷指示，電動機容量較大時裝設電流表進行監(jiān)測。在就地按鈕箱內(nèi)，裝設起/停及緊急停車按鈕以及指示燈。813電纜敷設變電所設電纜溝，在變電所、進水泵房等設備間的大部分電纜沿橋架敷設。在室外電纜較多處采用電纜溝，電纜較少處均采用穿保護鋼管埋地敷設方式。室外照明電纜可采用鎧裝電纜直埋敷設。814照明設計根據(jù)國家標準建筑照明設計標準GB500342004相關(guān)條款要求，選用節(jié)能光源和燈具。綜合樓辦公室、值班室、配電室、中控室、休息室等構(gòu)筑物內(nèi)均采用電子鎮(zhèn)流器的熒光燈，功率因數(shù)不小于09。泵房等高大廠房采用小功率北京市石景山區(qū)五里坨地區(qū)供水工程項目建議書（代可行性研究報告）7金屬鹵化物燈作為工作照明。選用低壓鈉燈作為室外照明光源。室外照明由設置在變電所的路燈控制箱統(tǒng)一控制。控制箱中裝設有路燈控制儀,可實現(xiàn)人工及自動兩種控制。815防雷及安全接地本工程按三類防雷建筑物設計。除進行防直擊雷設計以外，還在建筑物內(nèi)部配電系統(tǒng)中裝設防感應雷的浪涌保護器。變電所、廠房和綜合樓低壓電器裝置的保護接地形式采用TNS系統(tǒng)。保護接地系統(tǒng)與變壓器中性接地系統(tǒng)、小信號接地系統(tǒng)及防雷接地系統(tǒng)等組成共用接地系統(tǒng)，并做總等電位連接，共用接地電阻不大于1。9自控及儀表設計91設計內(nèi)容自控及儀表設計范圍為15座水源井泵房、水廠和加壓泵站的自動控制系統(tǒng)、過程檢測儀表及控制和工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)設計。同時在部分配水管網(wǎng)上預留流量、壓力等信號條件，用于為直供單位的計量服務。92設計依據(jù)工藝專業(yè)提供的檢測及控制要求過程測量和控制儀表的功能標志及圖形符號HG/T205052000自動設計常用名詞術(shù)語HG/T206992000自動化儀表選型設計規(guī)定HG/T205072000儀表配管、配線設計規(guī)定HG/T205122000信號報警、連鎖系統(tǒng)設計規(guī)定HG/T205112000儀表系統(tǒng)接地設計規(guī)定HG/T205132000北京市石景山區(qū)五里坨地區(qū)供水工程項目建議書（代可行性研究報告）8可編程控制器系統(tǒng)工程設計規(guī)定HG/T207002000儀表供電設計規(guī)定HG/T205092000控制室設計規(guī)定HG/T205082000村鎮(zhèn)供水工程自動控制系統(tǒng)設計規(guī)范DB11/T341200693自控系統(tǒng)自控系統(tǒng)功能上位監(jiān)控計算機對所有工藝、電氣參數(shù)均可實行數(shù)據(jù)采集、實時工況顯示、工藝參數(shù)和邏輯控制的設定、生產(chǎn)過程操作及自動控制、報表打印、事故及上下限報警、歷史數(shù)據(jù)存儲及CRT實時顯示動態(tài)的工藝流程及供電系統(tǒng)畫面?？刂普居煽删幊绦蚩刂破?、控制器柜及柜內(nèi)附屬設備組成?？删幊炭刂破饔芍醒胩幚韱卧?、存儲單元、電源、通訊模板、輸入/輸出模板等組成。用于完成凈水處理過程的數(shù)據(jù)采集、報警、順序控制、邏輯控制及PID控制等。自動控制主要內(nèi)容進水泵液位控制；進水流量計量及水質(zhì)監(jiān)視；加藥量控制；出水流量計量及水質(zhì)監(jiān)視。計算機監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由以下部分構(gòu)成工廠管理系統(tǒng)、生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)和現(xiàn)場及就地監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)詳見圖81自控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖81自控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖北京市石景山區(qū)五里坨地區(qū)供水工程項目建議書（代可行性研究報告）9931工廠管理系統(tǒng)該計算機系統(tǒng)，主要用水廠生產(chǎn)管理方面。利用該系統(tǒng)可以使生產(chǎn)的管理者及時地觀察和了解到凈水處理過程中，各個環(huán)節(jié)的過程參數(shù)、設備運行以及能源消耗等情況，便于制定生產(chǎn)計劃管理生產(chǎn)過程。生產(chǎn)管理系統(tǒng)采用以太網(wǎng)通訊方式，可以方便地進行擴展。連接到生產(chǎn)管理網(wǎng)絡上的各臺計算機通過通訊網(wǎng)絡與安裝在計算機室的服務器連接，可以以瀏覽器的方式實時地觀察生廠過程并可以實現(xiàn)他們與監(jiān)控計算機之間的數(shù)據(jù)共享，提高辦公水平和效率等。932生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)用于監(jiān)控凈水處理工藝流程及供、配電系統(tǒng)的運行情況，主要組成設備包括一套顯示全廠設備和主要測量參數(shù)的大屏幕投影系統(tǒng)（考慮今后擴建）、兩套互為熱備的工業(yè)計算機、兩臺打印機、一臺不間斷電源、數(shù)據(jù)服務器及一臺便攜式編程器組成。打印機用于報警、圖形、報表等的打印。不間斷電源用于在停電的情況下，向顯示設備、監(jiān)控計算機及打印機等提北京市石景山區(qū)五里坨地區(qū)供水工程項目建議書（代可行性研究報告）10供電源。通過數(shù)據(jù)服務器連接監(jiān)控計算機網(wǎng)絡和生產(chǎn)管理網(wǎng)絡以實現(xiàn)它們的數(shù)據(jù)共享。便攜式編程器用于現(xiàn)場控制器的在線程序編制及修改。933現(xiàn)場及就地控制站PLC現(xiàn)場控制站位于各水源井、變電所、進水泵房和加壓泵房等處，用于采集、監(jiān)視和控制凈水處理過程的工藝參數(shù)、電氣參數(shù)及設備運行狀況。在現(xiàn)場控制站中的主要設備是可編程控制器，通過裝載在可編程控制器中的程序，實現(xiàn)過程測量參數(shù)的采集、設備運行狀態(tài)的采集、上位計算機對設備的控制以及自動控制。在每個現(xiàn)場控制站中安裝有必要的電源設備、浪涌保護元件、顯示設備和接線。每個現(xiàn)場控制站將通過通訊網(wǎng)絡連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，并通過無線網(wǎng)絡系統(tǒng)連接到中控室監(jiān)控計算機。就地控制站負責相對獨立的處理設施或成套設備運行參數(shù)的采集、自動控制、向現(xiàn)場控制站傳輸和接受現(xiàn)場控制站數(shù)據(jù)。為避免不同廠家控制器之間通訊的不兼容問題，就地控制站選用的控制器應和現(xiàn)場控制站使用的控制器的生產(chǎn)廠家一致。加壓泵房送水泵根據(jù)送水管壓力變頻運行。過程測量參數(shù)的顯示分為三級，就地顯示由測量儀表所配帶的就地顯示單元實現(xiàn)，現(xiàn)場控制站顯示在操作員面板上實現(xiàn)，監(jiān)控站顯示由監(jiān)控站CRT實現(xiàn)。94通訊系統(tǒng)通訊系統(tǒng)分為生產(chǎn)管理網(wǎng)絡，用以連接數(shù)據(jù)服務器和生產(chǎn)管理計算機；控制室管理網(wǎng)，用來連接數(shù)據(jù)服務器、監(jiān)控計算機、顯示系統(tǒng)、打印機等，并通過數(shù)據(jù)服務器與水廠的生產(chǎn)管理網(wǎng)連接，該網(wǎng)通訊速率100MBPS；現(xiàn)場工業(yè)控制，通過PLC系統(tǒng)通訊接口，采用銅纜或光纜連接，該網(wǎng)將現(xiàn)場控制站及上位北京市石景山區(qū)五里坨地區(qū)供水工程項目建議書（代可行性研究報告）11監(jiān)控計算機連接起來，以完成工業(yè)生產(chǎn)過程監(jiān)控所必須的數(shù)據(jù)共享，并將具有通訊能力的智能測量儀表的數(shù)據(jù)傳送到相應的現(xiàn)場控制站。通訊系統(tǒng)通訊方式的比較目前比較成熟的通訊系統(tǒng)按傳輸介質(zhì)分為有線傳輸和無線傳輸。有線傳輸系統(tǒng)特點，系統(tǒng)傳輸速率高，系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠。但有線傳輸系統(tǒng)需要在各通訊節(jié)點之間敷設傳輸線纜，施工維護工作量大，并易受到機械外力的破壞。無線傳輸系統(tǒng)的特點與有線傳輸系統(tǒng)正相反，系統(tǒng)傳輸速率相對較低，系統(tǒng)工作可靠性不如有線傳輸系統(tǒng)。但無線傳輸系統(tǒng)不需要在各通訊節(jié)點之間敷設傳輸線纜。通過對有線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡通訊系統(tǒng)的比較，結(jié)合安全防范系統(tǒng)同樣需要使用無線通訊網(wǎng)絡，傳輸安防系統(tǒng)報警信號。我們建議選用無線通訊系統(tǒng)作為本項目的通訊方式。在水源井泵房、加壓泵房分別設RTU，用于采集深井泵、送水泵的運行、故障狀態(tài)和泵房出水流量、泵房水位、加壓泵房送水管壓力。使用PROSOFT工業(yè)級24G無線電臺將各RTU與水廠中控室的監(jiān)控系統(tǒng)主機，通過GPRS無線網(wǎng)絡進行無線通訊。將水泵運行、故障狀態(tài)傳送至水廠中控室的控制主站。同時水廠控制站根據(jù)水廠水量的變化控制各深井泵房深井泵的啟停，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。95軟件系統(tǒng)計算機監(jiān)控系統(tǒng)包含的軟件有操作系統(tǒng)及基礎軟件；服務器數(shù)據(jù)庫管理軟件；監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)軟件；監(jiān)控系統(tǒng)應用軟件；PLC控制器編程軟件和PLC控制器應用軟件。96過程檢測儀表系統(tǒng)為了掌握工藝運行情況，控制水質(zhì)指標以及生產(chǎn)管理的需要，根據(jù)工藝流北京市石景山區(qū)五里坨地區(qū)供水工程項目建議書（代可行性研究報告）12程設置必要的過程檢測儀表，儀表的選型原則以滿足工藝控制需要。在凈水處理工藝流程中將設有下列在線過程檢測儀表室外安裝的儀表均采用儀表防護箱加以保護。各工藝區(qū)域的儀表設置如下1進水管設電磁流量計檢測水廠進水流量。2清水池設置超聲波液位計用于水位監(jiān)視。3出水管設電磁流量計用于水廠出水流量計量，設置濁度儀、PH、余氯檢測儀用于出廠水濁度、PH、余氯檢測。出水管設壓力變送器檢測出水管壓力。4消毒間設次氯酸鈉漏氯報警儀，用于漏氯報警。5深井泵房設置投入式液位計用于深井水位監(jiān)視及深井泵低液位保護；設電磁流量計用于深井出水流量計量。6加壓泵站設置壓力變送器檢測送水管壓力。所有儀表的輸出信號均采用420MA標準信號，以便自控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和處理。97工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)為確保居民飲用水安全和水廠生產(chǎn)的正常運行，結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，采用一套以多媒體計算機為管理核心的智能化安全技術(shù)防范系統(tǒng)設計方案。根據(jù)工藝專業(yè)要求，在水廠變電所、進、出水泵房、加藥間、廠區(qū)主要出入口、和綜合樓周邊，共安裝10套彩色半球式攝像機。在中控室設置工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)主機，用于現(xiàn)場圖像的顯示、控制和記錄。北京市石景山區(qū)五里坨地區(qū)供水工程項目建議書（代可行性研究報告）1398弱電系統(tǒng)981通信系統(tǒng)廠內(nèi)行政通訊系統(tǒng)選用50門程控電話交換，總機設在綜合辦公用房內(nèi)，總機的中繼線為8路，設5部直通電話。982安全防范系統(tǒng)為確保水源安全和水廠生產(chǎn)的正常運行，結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，在水源井及泵房、水廠、加壓泵站和附屬構(gòu)筑物等處，安全防范系統(tǒng)由安裝在現(xiàn)場的門磁和紅外線探測器組成的報警系統(tǒng)與門禁系統(tǒng)控制設備組成。當未經(jīng)授權(quán)人進入上述控制區(qū)域時，安全防范系統(tǒng)通過安裝在相應區(qū)域的報警器，使用無線電臺將報警信號傳至水廠中控室。983有線電視系統(tǒng)有線電視信號通過光纖電纜，取自當?shù)赜芯€電視網(wǎng)絡。并在綜合樓內(nèi)設置一臺閉路電視光接收設備，即光端箱。綜合樓內(nèi)的部分房間設置閉路電視終端插座。有線電視信號通過分配網(wǎng)絡，將有線電視信號傳輸至終端插座。北京市石景山區(qū)五里坨地區(qū)供水工程項目建議書（代可行性研究報告）14表133主要電氣設備表序號名稱規(guī)格單位數(shù)量備注1中壓開關(guān)柜10KV中置式面10500KVA,干式，2變壓器10KV/04KV臺23低壓開關(guān)柜抽出式面144動力配電柜GGD面135動力配電箱臺36照明配電箱臺57水源井變頻控制柜廠家配套臺158水泵變頻控制柜廠家配套套29加壓泵變頻控制柜廠家配套套310水源井PLC控制箱臺1511水泵PLC控制柜套212加壓泵PLC控制柜套313加藥控制柜廠家配套套114就地按鈕箱臺2415公用電視天線系統(tǒng)套116程控電話交換機50門套117路燈燈桿高6米根2518庭院燈高3米根10表134主要自控、監(jiān)控設備表序號名稱規(guī)格單位數(shù)量備注A生產(chǎn)管理系統(tǒng)北京市石景山區(qū)五里坨地區(qū)供水工程項目建議書（代可行性研究報告）15序號名稱規(guī)格單位數(shù)量備注1管理服務器個人計算機P4，20”LCD套2雙熱備2打印機噴墨打印機,A4臺23不間斷電源1KVA，在線式臺24生產(chǎn)管理網(wǎng)絡速率100MBPS，約200米套1B監(jiān)控系統(tǒng)1數(shù)據(jù)服務器套12打印機黑白網(wǎng)絡激光套1報表3監(jiān)控計算機個人計算機P4,20“LCD2鍵盤,鼠標器套2雙熱備