摘 要

本次设计对象为一大型化工厂，由于新投入了一些用电设备，为满足扩大产量的要求，同时配电所的自动化水平有待完善，需要进行设计。本次供电及综合自动化系统的设计目的是确保化学工艺流程能够安全有序进行。

本文对工厂新增负荷容量和厂用电负荷分布的情况进行了分析，规划了综合配电所的位置。同时，选定供电系统的运行方式，通过负荷计算，确定采用电气设备的型号和数量。此外，设计系统的二次回路，实现了对一次回路的有效调控。在对电力系统的改造过程中，尽可能的做到电能的高效利用，减小线路损耗，进而节省能源与减小投资成本。最后，工厂变配电所的综合自动化系统进行了设计。在这方面，首先，是对硬件进行配置并且分析了综合自动化系统的可行性。其次，确定了系统不同工段间的分层，进而确定了系统中每个结构的功能。最终，实现了实时数据和反馈的稳定传递，并通过软硬件的合作，完成了人机的对话及运行监测的功能。

根据该系统目前的运行情况来看，有着稳定，迅速，精度高，维护方便等特点，基本符合了任务中配电系统的综合自动化的设计要求。

关键词：智能化；综合自动化；化工厂；负荷计算；供配电系统

Abstract

The design object is a large-scale chemical plant. Due to the new input of some electrical equipment, in order to meet the requirements for expanding production, the automation level of the power distribution station needs to be improved and design is needed. The purpose of this power supply and integrated automation system is to ensure that the chemical process flow can be carried out in a safe and orderly manner.

This article analyzes the new load capacity of the plant and the distribution of the plant power load, and plans the position of the integrated power distribution station. At the same time, the mode of operation of the power supply system is selected, and the type and quantity of the various electrical devices are determined by the load calculation. In addition, the design of the system's secondary circuit, to achieve an effective control of the primary circuit. In the process of transforming the power system, the efficient use of electrical energy is reduced as much as possible to reduce line losses, thereby saving energy and reducing investment costs. In the end, the integrated automation system of the power distribution and distribution station of the Jianjiang Chemical Plant was designed. The first is to configure the hardware and analyze the feasibility of a comprehensive automation system. Secondly, the stratification between the different sections of the system is determined, and the function of each structure in the system is determined. In the end, the stable transfer of real-time data and feedback was achieved, and the human-machine dialogue and operation monitoring functions were completed through the cooperation of hardware and software.

According to the current operation status of the system, it has the characteristics of stability, rapidity, high precision, and convenient maintenance, and basically meets the design requirements of the integrated automation of the distribution system in the task.

Key Words：intelligence;Comprehensive automation;Chemical plant;integrated automatizationload calculation;Supply and distribution system

目 录

第1章 绪论 1

1.1 课题概述 1

1.1.1 课题的题目及来源 1

1.1.2 研究背景 1

1.2 研究设计的主要内容及要求 2

1.2.1 研究设计的内容 2

1.2.2 设计要求 2

第2章 工厂供配电及增容情况 3

2.1 工厂供配电系统概述 3

2.2 全厂总体供电方案的确定 3

2.2.1 供电方案比较与选择 3

2.2.2 变配电室设计方案 5

第3章 工厂供配电系统设计 6

3.1 新增负荷的选择 6

3.2 工厂计算负荷的确定 6

3.2.1 负荷计算及方法 6

3.2.2 负荷计算方法的确定 7

3.2.3 工厂负荷的计算 8

3.3 变配电室选址 10

3.4 无功补偿 11

3.4.1 无功补偿的方式 11

3.4.2 补偿方式的确定及计算 12

3.5 一次设备的选择 13

3.5.1 高压母线电缆的选择与校验 13

3.5.2 变压器的选择与校验 15

3.5.3 高压开关柜的选择 16

3.5.4 互感器的选择 17

3.5.5 高压断路器的选择 18

3.6 工厂供配电二次回路的设计 18

3.7 防雷保护 21

3.8 节能措施 22

第4章 工厂变配电室综合自动化设计 24

4.1 变配电所综合自动化系统的可行性 24

4.2 综合自动化系统设计方案 24

4.2.1 系统结构选择 24

4.2.2 硬件的配置要求和设备 25

4.2.3 需完成的功能 26

4.2.4 交直流系统和保护的选择 27

第5章 结论 28

5.1 成果 28

5.2 展望 28

参考文献 29

附录A 30

附录B 31

附录C 32

致 谢 33

第1章 绪论

1.1 课题概述

1.1.1 课题的题目及来源

能源是社会生产力的重要基础，随着社会生产力的发展，人类使用的能源的品种及其构成上也越来越多样化。其中电能是各行各业中不可或缺的动力，它容易转化为其他能源，也可方便地进行远距离输送。在化工厂这类自动化工业生产过程中，电能是必须的。

在工业生产企业里，电能在工业生产中占据的主导地位，电气自动化系统不仅能帮助企业减少经济成本。重点在于，工业生产一旦完成电气自动化的改造，一方面在生产企业当中应用电气自动化工程控制可以增强信号的控制和安全性，并且提高产品的质量^[1]。另一方面，大多数大型化工厂对电能的可靠性要求非常高，而化工变电站技术上的不成熟，使得配电综合自动化的发展缓慢。

1.1.2 研究背景

随着生产生活的发展，电能给人们带来越来越多的便利，同时，电能也导致了安全隐患。电气火灾是威胁到人民安全的一个要素，漏电，短路，过负荷，接触电阻过大等产生的局部高温都是电气火灾发生的重要原因^[2]。化工工厂在供配电安全性方面具有十分严格的要求, 不单单要保证供配电的安全性, 同时也要保证负荷的稳定性，若厂内的电力系统出现故障, 将会造成化工工厂大面积停产, 严重损害工厂利益, 甚至会引发火灾以及爆炸等现象^[2]。