靖江自来水公司合兴水厂原水车间技改方案

杜剑
靖江自来水公司

合兴水厂原水车间技改简介

　　随着合兴水厂供水量的日益提高、新水厂建成后对原水供应不断增长的要求，原水供应的安全、经济和可靠的重要性显得越发重要。而原水车间的配电系统及运行方式还停留在1996年建成投入使用时的水平，其主要设备基本已处于落后淘汰的情况，已不能适应供水增长形势的要求。为了改变这种状况，公司决定对原水车间进行技术改造，对其配电系统进行全面的升级换代。这次技术改造由靖江自来水公司提出技改初步方案，经上海市政工程设计研究院和靖江市供电局全面论证后形成最终方案；由上海市政工程设计研究院进行方案论证和图纸设计；由靖江市供电局负责主配电设备制造和工程施工，大唐电信靖江科源股份有限公司负责交直流配电系统的设备制造和工程施工。现对这次技术改造的情况作一些简单介绍。

一、 取水泵房高压配电系统的技术改造内容：
　　1) 10KV高压配电系统改造。包括10KV配电系统主结线方式的改变、10KV电动机启动方式的改变、10KV开关柜的更换；
　　2) 10KV电动机控制方式、阀门控制方式的调整；
　　3) 电容器补偿柜、直流屏、交流屏设备的更换；
　　4) 动力电缆、控制电缆的添加和更换。

二、 取水泵站两路10KV电源进线及运行方式不变，10KV配电系统改为单母线分段带母联的接线方式。正常运行时，两路电源一用一备，母联断路器合上，两路进线断路器与母联断路器之间装有电气及机械连锁措施，防止进线电源并列运行。

三、 取水泵房10KV电动机原为电抗器降压启动，本次设计改为直接启动，取消电抗器。原水车间最初设计时，由于电网容量等原因，采用电抗器降压启动的方式。这几年电网容量得到了大幅提高，目前，水厂的现有电动机已完全具备直接启动的条件。

四、 电容器仍采用在10KV母排上集中补偿的方式，两段母排上各设一套电容器补偿装置。

五、 10KV高压开关柜选用先进的金属铠装中置柜，操作电源选用高频开关电源，仍为直流220V，由更换后的直流屏引来，10KV高压开关柜由原来的继电保护装置改为微机综保装置，10KV配电设备采用微机监控系统，不再设置传统的中央信号系统。

六、 10KV电动机的操作方式为手动及自动控制，取消控制台，其中手动控制为就地控制箱控制，自动控制为预留PLC接点，供取水泵站自动控制之用；出水管路上的电动阀门，亦采用在就地控制箱上手动控制和PLC自动控制两种方式。其余低压动力设备的控制方式不作改变。

七、取水泵站的接地系统利用原来的接地系统，但接地电阻将重新测试，所有新增设备金属外壳及穿线钢管等金属构件均应可靠接地。
　　由于此次工程技术要求高，施工 难度大，同时要求保障供水，减少停水的时间和次数，公司决定采取分步实施、短时停电的施工方案。工程总投资160万，预期今年下半年竣工。
　　项目总负责：＊＊＊
　　技术总负责：＊＊＊
　　行政总负责：＊＊＊
　　项目组成员：＊＊＊
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10KV配电系统主结线方式的改变

　　靖江自来水公司原水泵站原由南京市市政设计研究院设计， 10KV配电系统采用双电源供电、单母线分段不带母联的结线方式（见附图1）。两路10KV电源进线分别为康兴变和越江变。这种不带母联的结线方式在运行上存在隐患，如果其中的某段线路发生故障或要对某段线路停电检修，就必须把整个系统停电，既不安全可靠，也很不经济。考虑到这些问题，这次技改两路10KV电源进线及运行方式不变，10KV配电系统改为单母线分段带母联的接线方式（见附图2）。正常运行时，两路电源一用一备，母联断路器合上，两路进线断路器与母联断路器之间装有电气连锁及机械连锁措施，防止进线电源并列运行。改为单母线分段带母联的接线方式后，可对设备进行分段停电检修，减少因某段系统故障及系统检修而被迫停水的几率，同时也有利于以后系统的技术改造。

10KV电动机启动方式的改变

　　原水泵站在初期设计时，其设计的两路电源进线当时只能实现康兴变一路，而且当时康兴变的实际容量达不到原水泵站电机直接启动的要求。考虑到当时的实际情况，原水泵房10KV电动机原设计为电抗器降压启动。这种运行方式在使用过程中，电抗器经常出现放电现象，而且不易维护，对保障全市供水极为不利。这几年电网容量得到了大幅提高，并已实现康兴变和越江变双电源供电。经上海市市政设计研究院理论计算，靖江市供电局核实论证后，确定目前水厂的现有电动机已完全具备直接启动的条件（直接启动即全压启动，主要取决于电网容量的大小、电动机的形式、启动次数以及线路上允许干扰的程度。）。在征得靖江市供电局的同意后，本次设计将电机启动方式改为直接启动，取消电抗器，同时取消电抗器配电柜。直接启动操作方便，可大大减少设备投资和维护费用。（附件1 “关于10KV电机全压启动方案的报告”）

10KV 开关柜的更换

　　这次技改将进行10KV 开关柜、控制台和阀门现场控制箱的更换，其中的一项重要内容，也是方案实施的一项主要难题，就是如何组织实施对10KV开关配电柜的更换。由于原配电系统采用单母线分段不带母联开关的运行方式，更换其中的任何一台配电柜，就得停运整个配电系统。针对这种情况，我们制定了比较周密的实施计划。我们利用电容室停运不影响整个系统运行的特点，先将电容室停运，撤出电容柜，将新配电系统中的所用变、进线柜、压变避雷柜和电动机柜组成一个临时配电系统安装在电容室，将原系统停运后，投入临时配电系统运行。如不成功，恢复原系统供电。如成功，用临时供电系统供电，先更换一段新系统（从1#所用变——9G母联分段）。一段新系统安装调试完毕后，停运临时配电系统，切换至一段新系统。然后安装剩余的10G联络——17G2#所用变，安装结束后，进行停电对接两段系统，最后整个10KV高压开关柜就更换完毕。此方案的可行性已通过上海市市政设计研究院和靖江市供电局详细论证。

10KV电动机控制方式、阀门控制方式的调整

　　这次10KV高压开关柜选用先进的金属铠装中置柜，操作电源选用高频开关电源，仍为直流220V，由更换后的直流屏引来，10KV高压开关柜由原来的继电保护装置升级为微机综保装置，10KV配电设备采用微机监控系统，不再设置传统的中央信号系统。10KV电动机的操作方式为手动及自动控制（附　 图3“电动机柜二次原理图”），取消控制台，其中手动控制为就地控制箱控制，自动控制为预留PLC接点，供取水泵站自动控制之用；出水管路上的电动阀门，亦采用在就地控制箱上手动控制和PLC自动控制两种方式。其余低压动力设备的控制方式不作改变。电动阀门原设计为两点控制，即泵房就地箱控制和控制室集中控制台控制，且所有控制元件（接触器、热继电器）等均设在就地控制箱内，并在控制箱箱面上设就地/集控转换开关、安钮、信号灯；在控制台上设安钮、信号灯。本次设计，就地控制仍为在就地控制箱上控制，即保留原控制箱上的所有元件及功能，取消控制台集中控制，改为PLC控制。具体为：将原由就地控制箱引至控制台的阀门开、闭控制接点，改为由PLC引来的D0接点，原控制台上的阀门停控制接点取消；在控制箱内增加三个中间继电器，将阀门状态信号接点，送至PLC。详见控制接线图（附 图4“电动阀门控制接线图”）。

电容器补偿柜、直流屏、交流屏设备的更换

　　电容器仍采用在10KV母排上集中补偿的方式，两段母排上各设一套电容器补偿装置（附 图5“电容器柜二次原理图”）。本次改造土建部分不作大的更改，10KV高配间利用原来的高配间，电容器室利用原先的电抗器室，故仅需要根据高压开关柜及电容器柜的要求，适当改造这两间房间的地坪基础即可，其余房间均保持不变。鉴于现交直流系统老化、淘汰的现状，以及适应新系统的要求，这次技改将对交直流系统进行全面升级（附 图6.1“直流屏原理图”；图6.2“交流屏系统图”）。新更换的交流屏两路进线电源分别引自1#、2#所用变，进线开关采用手动单刀双投刀熔开关。

施 工 方 案

　　由于此次工程技术要求高，施工难度大，同时要求保障供水，减少停水的时间和次数，公司决定采取分步实施、短时停电并避开供水高峰期的施工方案，预期今年下半年竣工。
　　1、 准备工作
　　由此次工程技术总负责毛旭东同志（合兴水厂厂长、工程师）负责，会同项目组主要成员杜剑（助理工程师）、孙红（助理工程师）、杜建军（原水车间主任）做好施工前的准备工作。
　　1) .由杜剑、孙红负责与供电局联络，了解配电柜的制作进度，了解配电柜制作过程中的改动情况；
　　2) .由杜剑、杜建军负责核对技改中不作变动的电缆的进、出线，并作好标记；主要是液粘调速柜至电机柜电缆、电动阀门至现场箱电缆、 交直流屏控制电缆、信号电缆；
　　3) .毛旭东根据制订的方案合理安排各项工作，包括人员的调配、设备和材料的准备、资料的搜集等；
　　2、 更换阀门现场控制箱
　　由于更换阀门现场控制箱可以在不停水的情况下进行，因此可以成为工程的第一步。
　　3、 更换交直流屏
　　交直流屏曾于2001年由大唐电信科源股份有限公司更换过一次，这次更换相对较有经验。我们制订了从所用变取一根临时电源给停运调速电机及电动阀门，然后启动该调速电机。这样就可以实现在不停电的情况下进行交直流屏的更换。
　　4、 10KV开关配电柜的更换
　　10KV开关配电柜的更换在前面已有详细表述。
　　5、 新电容配电柜的安装和调试
　　10KV开关配电柜的更换完毕后，就可撤出电抗器，将电抗室改为电容室，进行新电容配电柜的安装和调试。（附 图7“泵房及配电间电气布置图”）
　　6、 新系统的调试和运行
　　新电容配电柜的调试运行正常后，就可对整个系统进行调试，调试成功就可正常运行。

工 程 预 算

　 经过工程科和财务科对这次工程进行核算，工程造价在160万元左右。

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