电气培训初步知识

1、污水处理厂常用的电气材料及安装注意事项基本常识污水处理厂常用的电气材料及安装注意事项一、电源单回路引入与双回路引入二、配电间的组成三、配电柜的型号尺寸四、电缆型号及选用标准五、变频器与变频电机的选用六、电动机启动方式七、电缆的敷设八、电气仪表的选用九、PLC与上位机系统十、中控室的组成部分十一、工程的装机/运行功率及设备的控制方式一、电源单回路引入与双回路引入1、一般城市污水处理厂用电等级为二级负荷，就是必须要用双回路电源供电。2、双回路供电的概念为：从不同变电站引来的两路高压进线，保证两路供电电源不同时停电，两路电源互为备用。3、单回路供电就是只有一路高压进线，没有备用电源。4、在市政工程中

2、尤其注意与甲方及当地供电部门沟通此项，结合现场实际情况确定供电方案。二、配电间的组成n1、一般污水处理厂配电间由高压配电室、变压器室和低压配电室组成。n2、高压供电线路架空引至配电间附近后埋地至高压配电室，经进线单元、计量单元、出线单元后进入变压器室，一般高压为10KV经变压器后出线电压为400V，后进入低压配电室。n3、对于规模不大、用电设备相对较少的污水处理厂，一般将以上三部分整合为一个整体，就是我们所说的箱式变电站（箱变）。n4、箱变可以整体买到，其容量大小一般有100/200/315/400/630/800/1000KVA等三、配电柜的型号尺寸n1、高压配电柜常用XGN系列、KYN系列

3、和SF系列，尺寸大小为800 x600 x2200mm。n2、低压配电柜常用型号为GCK系列（800 x600 x2200）、 GGD系列（800 x600 x2200）、XL系列(800 x400 x1800)或(600 x400 x1800)。n3、其他挂墙安装或支架安装比较小的电控箱均为非标设备，其尺寸大小根据所控设备回路数来确定。n4、配电间高、低压柜一般都安装于电缆沟上方10#槽钢基础上，挂壁安装的小配电箱一般安装高度为1.5米，如配电柜（箱）在室外安装时，采购时需要注明一般室外电控柜（箱）要求为：不锈钢双层门结构，防护等级IP65。5、有时设备厂家有自带配电箱，如格栅、电动阀、滗水

4、器，污泥脱水系统，根据实际情况设备清单内要注明配电柜的材质要求、防护等级、安装方式等。四、电缆型号及选用标准n1、动力电缆型号常用的动力电缆型号有：VV、YJV、BV等常用的控制电缆型号有：KVV、KVVP等铠装电缆表示方法为：在电缆型号后加小写数字22或32，如YJV22，VV32n2、电缆型号中代码的意义电缆型号由以下几部分代码组成：1）用途代码：不标为电力电缆，K-控制电缆，B布线 P屏蔽信号2）绝缘代码：Z油浸纸，X橡胶，V聚氯乙烯YJ交联聚乙烯3）导体材料代码：不标为铜，L铝4）内护层代码：Q铅包，L铝包，H橡套，V聚氯乙烯护套5）额定电压：单位KV/V 举例如下：YJV表示铜芯交联

5、聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆KVV表示铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套控制电缆VV表示铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆YJV22表示铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铠装电力电缆BV表示铜芯聚氯乙烯绝缘电线BLV表示铝芯聚氯乙烯绝缘电线KVVP为铜芯聚氯乙烯绝缘屏蔽聚氯乙烯护套控制电缆3、电缆规格的表示方法我们经常用的电缆为多芯绞合型电缆，电力电缆常用的为五芯、四芯，仪表电源及照明电缆多用三芯，控制电缆根据信号的密集程度可以分很多种，下面举例说明：1）电力电缆3x185+2x95表示五芯，其中三芯相线的截面积为185m，其余两芯（零线和地线）的截面积为95m。4x185+1x95表示五芯，其中四

6、芯（三根相线和一根零线）为185m，地线为95m。5x6表示五芯（三相线一零线一地线）均为6m3x95+1x50表示四芯，其中三芯（相线）为95m，一地线为50m。4x2.5表示四芯均为2.5m2）仪表电源和照明电源，其电压为220V，单相供电，故电缆多为三芯（一相线一零线一地线）如：3x2.53）控制电缆控制电缆因流过电流较小故截面积多选1.0m或1.5m5x1.0表示五芯，每芯截面积1.0m14x1.5表示十四芯，每芯截面积1.5m4）综上所述电线电缆的完整表示为：YJV-3x50+1x25 0.6/1KVVV-4x4 0.6/1KVBV-3x2.5 450/750VKVV-10 x1.0

7、 450/750V等4、电缆的选用1）铠装电缆一般用在电缆需承受外力作用的情况下，只需承受径向压力时选用下标为22的铠装电缆，既要承受径向压力又要承受轴向拉力时选用下标为32的铠装电缆2）屏蔽电缆一般指控制信号电缆，在距离较长或与动力电缆一起敷设或周围有电磁干扰（变频器）和大功率设备的情况下选用屏蔽电缆。3）动力电缆的选用根据设备的额定电流来选择多大截面积的电缆，下面均以三相笼型交流异步电机为例说明：电机额定电流的计算公式为：I=P/(3 Vcos )P电动机功率，单位为瓦（W）V电机额定电压，一般为380（V）cos 电机功率因数，计算一般取0.8计算出电机的额定电流后根据敷设的环境、方式的

8、不同选择相应截面积的电缆，在电气设计中需要查电缆载流量手册来选择。 一般接电动机电缆选用四芯电缆，如低压配电采用TN-C-S接线系统时，总配电柜至各个分动力配电柜选用（3+2）五芯电缆；至照明配电柜选用（4+1）五芯电缆。5、一般电机功率与电缆线径的对应关系功率1.5KW及以下电缆选用YJV-4x1.5功率2.2KW4KW电缆选用YJV-4x2.5功率5.5KW、7.5KW电缆选用YJV-4x4功率11KW电缆选用YJV-4x6功率15、18.5KW电缆选用YJV-4x10功率22、30KW电缆选用YJV-4x16功率37KW电缆选用YJV-3x25+1x16功率45KW电缆选用YJV-3x3

9、5+1x16功率55KW电缆选用YJV-3x50+1x25功率75KW电缆选用YJV-3x70+1x35功率90KW电缆选用YJV-3x95+1x50功率110KW电缆选用YJV-3x120+1x70功率132KW电缆选用YJV-3x150+1x70功率150、160KW电缆选用YJV-3x185+1x95功率185KW电缆选用YJV-3x240+1x120或 2（YJV-3x95+1x50）6、电缆穿线管的选择1.5m及以下电缆选用穿管管径为202.5m4m电缆选用穿管管径为256m电缆选用穿管管径为3210m16m电缆选用穿管管径为4025m50m电缆选用穿管管径为5070m95m电缆选用

10、穿管管径为80120m185m电缆选用穿管管径为1007、一般潜水泵或潜水设备在购买时需要自带一段电缆，防止在水中有电缆接头，在设备清单中要明确标出厂家自带电缆的长度，池内潜水泵电缆长度必须要到池口壁，坝内潜水泵电缆长度必须到岸口，通过接线盒转接至配电柜。五、变频器与变频电机的选用因为实际中遇到很多有关变频器与变频电机的问题在这里单独做一个说明：变频器可以带普通电机也可以带变频电机，从效果及使用寿命来说使用变频器带变频电机要好，但是在不是低转速运行的工况下，选择变频器带普通电机要经济合理一些，因为变频电机是专门针对电机低转速运行的工况下设计的，能对电机低转速发热及轴承电流起到抑制作用，一般污水

11、处理厂的风机水泵均为非低转速运行，而变频电机价格一般为普通电机的一倍，所以本行业一般用变频器带普通电机这种方案。六、电动机启动方式1、全压启动当外加电动机的额定电压启动时成为全压启动也称为直接启动。一般来说全压启动的启动电流为电动机额定运行时工作电流的47倍，会造成电网电压的下降，严重时会影响电网上其他用电设备的正常工作，因此这种启动方法只适应于不频繁启动的小容量异步电动机。2、降压启动当负载阻抗一定时，负载电流有效值与外加电压有效值成正比，因此降压启动是降低启动电流的有效方案。1）Y-降压启动Y-降压启动是指三相异步电动机正常运行时采用三角形连接方式，三个定子绕组在启动时改为星型连接方式，这

12、样启动时电压为相电压而非线电压，由此实现了降压启动，降低了启动电流，星型连接方式下的启动电流只是三角形连接启动时的1/3。2）自耦降压启动自耦降压启动是借助自耦调压器实现对电机的降压启动，启动期间调压器的一次线圈与电源相接，电压为U1，二次线圈与定子绕组相接，电压为U2，两者关系为：U2=kU1，k1，启动结束，定子绕组直接接入电源。由此可知采用自耦降压启动的启动电流是全压启动时启动电流的k2倍。由于三相异步电动机的电磁转矩T与电源线电压U12成正比，所以三相异步电动机的启动转矩会随着启动电压的减小而降低，因此，降压启动只适合于轻载和空载启动的场合。3、软启动电压由零慢慢提升到额定电压，这样电

13、机在启动过程中的启动电流，就由过去过载冲击电流不可控制变成为可控制。并且可根据需要调节启动电流的大小。电机启动的全过程都不存在冲击转矩，而是平滑的启动运行。这就是软启动。 软启动与传统降压启动方式区别软启动与传统降压启动方式区别无冲击电流：无冲击电流：软启动器在启动电机时，通过逐渐增大晶闸管导通角，使电机启动电流从零线性上升至设定值。对电机无冲击，提高了供电可靠性，平稳启动，减少对负载机械的冲击转矩，延长机器使用寿命。 有软停车功能：有软停车功能：即平滑减速，逐渐停机，它可以克服瞬间断电停机的弊病，减轻对重载机械的冲击，避免高程供水系统的水锤效应，减少设备损坏。启动参数可调：启动参数可调：根据

14、负载情况及电网继电保护特性选择，可自由地无级调整至最佳的启动电流。 4、变频器启动1）变频器一般是用于电动机的调速，n=60f(1-s)/p上式中n为电动机转速，f为电源频率，p为电机极对数，s为电机转差率，由公式可知：在其他参数不变的情况下，电机的转速与电源频率成正比，变频器就是通过改变电源频率来调节电动机的转速，且是无级调速。2）变频器使用要根据负载类型的不同而选用不同频率变化曲线的变频器。负载类型有恒转矩、恒功率、二次方律转矩三种类型。a、恒转矩负载负载转矩是恒定不变的且与转速无关，说明在电机启动时需要启动转矩，而启动转矩与工作电压线电压的平方成正比，则启动转矩很大，启动电流也很大，此种

15、负载选用重载变频器。恒转矩负载如：带式输送机、潜水泵、空气压缩机、搅拌机等。b、恒功率负载由公式：TL9550PL/nL 可知负载转矩TL与负载转速nL成反比，在负载恒功率的情况下，负载的启动电流与工作电流相等，选通用变频器即可。恒功率负载如：车床、钻床、磨床 等c、二次方律转矩负载这种负载的转矩与转速的平方成正比，即TL nL2再根据公式TL9550PL/nL 可知PL nL3 故启动电流由小到大逐渐达到工作电流。二次方律转矩负载如：离心风机，水泵等。此种负载使用变频器效果最理想，既有减小启动电流的作用，又可以通过调速来实现节电的经济效果。一般地，只有在需要根据参数变化来调节电机转速的情况下

16、或者因为考虑节能的情况下才要选用变频器调速。七、电缆的敷设n1、电缆敷设有电缆沟、直埋地、穿管埋地，穿管明敷、穿管预埋，电缆桥架等敷设方式，根据不同的现场条件采用不同的敷设方法。n2、电缆敷设方式的表示：DB直埋，TC电缆沟，FC预埋于地面内，WC暗敷设于墙内，CC暗敷设于顶板内，BC暗敷设于梁内，CLC暗敷设于柱内，WE沿墙明敷，CE沿顶棚明敷n3、电缆穿管的表示方法MT电线管，PC塑料硬管，CT桥架，MR金属线槽，M钢索，SR钢线槽，PR塑料线槽，CP金属软管，RC镀锌钢管，SC焊接钢管4、室外一般采用直埋地、电缆沟、金属电缆线槽、穿管埋地敷设，室外池面一般采用穿管明敷、不锈钢电缆线槽敷设

17、，室内动力电缆一般采用穿镀锌管预埋、电缆沟、电缆桥架、穿管明敷，室内照明线路一般采用穿塑料电线管预埋暗敷。直埋地过马路和进出建筑物需要穿钢管保护。八、电气仪表的选用n1、污水处理工程中常用的电气仪表包括：液位计、PH计、流量计、污泥浓度计、溶解氧仪，污泥界面仪、COD检测仪，有时会用到压力变送器、温控仪等n2、液位计常用有浮球液位计、静压式液位计、超声波液位计。浮球液位计只提供开关点的接通和断开，高度需要在安装过程中人工设定，不能直观地显示当前液位值，且高低液位不能随时人为调节。静压式液位计和超声波液位计均为液位可连续显示、可通过显示屏任意设定高低液位值，具有420mA模拟量输出信号，可以与P

18、LC通讯实现远程监控的目的。静压式液位计和超声波液位计按照安装地点和方式的不同可以分为探头和显示器的一体式安装和分体式安装，工艺人员在设备仪表清单内需注明，分体式安装时考虑探头和显示器安装距离来提出厂家自带传感器电缆的长度要求，若仪表为室外安装时，则需标明一体式外壳或显示器外壳的防护等级要求，由此来提高所采购产品的准确性。采购清单中需标明：a、一体或分体式安装，b、分体式安装时的传感器自带电缆长度，c、仪表的防护等级，d、厂家自带仪表箱及探头的安装支架（选择显示器的防护等级低时需配套仪表箱），e、输出信号类型后面所述的一体式仪表或分体式仪表设计选型时均参照本节内容要求。3、PH计一般均为分体式

19、安装，根据所测液体的酸碱性范围来选择不同的PH探头。PH计可以检测液体的连续酸碱度变化，具有420mA模拟量输出信号，可以与PLC通讯实现远程监控4、流量计一般有法兰式电磁流量计、插入式超声波流量计和明渠流量计。法兰式电磁流量计比较常用，其也有一体式和分体式之分，可以检测流量的瞬时值和累计值；插入式超声波流量计使用较少，因为他使用要求较高，受机械振动和电磁干扰时变化较大；明渠流量计一般采用超声波测各种类型出水槽上固定点的液位来转换为流量的方式，他也有一体式和分体式之分，可以检测流量的瞬时值和累计值，电磁流量计和超声波流量计都具有420mA模拟量输出信号，可以与PLC通讯实现远程监控。5、污泥浓

20、度计、溶解氧仪，污泥界面仪因为其探头均在液体中，所以均采用分体式安装，可以实现测量值的连续显示，具有420mA模拟量输出信号，可以与PLC通讯实现远程监控。6、COD检测仪一般都为厂家成套产品，由于其使用环境对温度要求比较严格，所以在污水厂中需要专门给其配备带空调的设备室。7、压力变送器在污水厂中使用较少，也分一体和分体式安装，可以实现测量值的连续显示，具有420mA模拟量输出信号，可以与PLC通讯实现远程监控。8、温控仪一般均为分体式安装，因为其传感器探头是置于被检测液体或环境中，温度变化较大。温控仪可以实现测量值的连续显示，具有420mA模拟量输出信号，可以与PLC通讯实现远程监控。探头一

21、般有铂热电阻和热电偶两种，铂热电阻最常用的为PT100，其测量范围为：-200 500，热电偶测量范围为：-50 1600 ，污水厂一般选用PT100铂热电阻作为温度传感器探头。9、如果仪表需要与中控PLC通讯，则输出信号类型为DC420mA信号，如果不需要与中控通讯只控制水泵或风机的启停，则输出信号类型为继电器输出，根据需要的信号数来确定需要几路继电器输出。九、 PLC与上位机系统n1、PLC全称为可编程逻辑控制器，它在工业领域占有极其重要的位置，在各行各业都有极其广泛的应用，是现代工业的三大支柱之一。在污水处理厂PLC的作用有两个：一是将分散的设备仪表集中起来实现远程监测和控制；二是将复杂

22、的工艺流程用编程的方式实现自动运行。但要求此工艺流程有确定的逻辑顺序关系n2、一般污水处理厂使用中型PLC系统，常用 的有：西门子S7-300系列，三菱Q系列，和利时LK系列等。PLC系统可以采集全厂用电设备的运行情况，故障情况等开关量信号，也可以通过模拟量模块采集各种仪表的输出模拟量信号。 3、上位机系统是实现人与PLC系统对话的工具，一般分为人机界面（触摸屏）和工控机。触摸屏一般安装于PLC柜面板，上面可以显示简单的工艺流程画面，设备运行情况，仪表数据等。工控机就是电脑主机+显示器，只是在此电脑里安装了一套上位机组态软件，常用上位机软件有：西门子WINCC，研华、组态王等，工控机一般安装于中控室内，可以显示整个工艺流程的模拟画面，厂内所有用电设备的运行、故障情况，仪表的实际数据以及历史数据，可以远程对各个用电设备进行启/停操作，可以对几个重要运行参数做历史运行曲线和报表等。十、中控室的组成部分n中控室主要