摘 要

本项目的设计面对对象为一个大型化工厂，该化工厂主要生产合成氨。工厂里有大量的高低压电气设备。为了满足生产扩展的要求，在早期阶段的基础上，又投入了一些新的电气设备，并且这些电气设备已经投入使用。因此，旧的供电系统将难以满足现阶段对于生产所要求的综合条件。并且，该配电站的自动化水平还需要进一步提高。该供电厂的供配电及自动化系统的主旨在于确保氨合成可以安全有序执行，进一步修复系统本身存在的漏洞，提高系统中各部分的工作效率，设计科学的接线图，以保障系统安全运行为首要任务，并将系统各部分的负载合理分配，整合所有需要的资源，达到最大化利用，确保配电计划的可行性，最后对工厂设计集成自动化系统，从而实现电站自动化程度的大幅度提高。

本文分析和计算了初始负荷分配的基本情况和新增加的负荷容量，设计了该供电厂全厂变配电室的设计方案，并对新配电室的选址进行分析和选择。另外，还对无功补偿进行了分析和设计及选择。此外，还对该工厂配电室二次回路以及继电保护进行了设计。最后，进行了工厂变配电室综合自动化设计：先对该变配电所综合自动化的可行性进行了分析，之后基于各个部分的逻辑关系，设计了系统结构框图，并且确定了各个部分的具体功能以及具体的软硬件配合。最终，完成了一个实时数据同步传输，各种响应稳步传播的，人类可以与机器对话以及同步监测管理的平台。为该化工厂建立了一个稳定运行，经济且易于监管和操作的自动化供配电监控系统。

智能操作系统建成，目前已经处于实际运行状态，从运行状态来评价，该系统精确度高，传输平稳，响应速度快。从操作角度来评价，该系统操作简便，未来的可改进和拓展程度高，维护成本低，基本符合该厂对于供配电系统的要求。

关键词：智能，供配电监控，计算负荷，自动化设计

ABSTRACT

The project is designed to target a large chemical plant that produces synthetic ammonia. There are a large number of high and low voltage electrical equipment in the factory. In order to meet the requirements of production expansion, some new electrical equipment has been put into use on the basis of the early stage, and these electrical equipments have been put into use. Therefore, the old power supply system will be difficult to meet the comprehensive conditions required for production at this stage. Moreover, the automation level of the substation needs to be further improved. The main purpose of the power supply and distribution and automation system of the power supply plant is to ensure that the ammonia synthesis can be performed safely and orderly, further repair the loopholes in the system itself, improve the working efficiency of various parts of the system, and design a scientific wiring diagram to ensure the safe operation of the system. As the primary task, and rationally distribute the load of each part of the system, integrate all the required resources, maximize the utilization, ensure the feasibility of the power distribution plan, and finally design the integrated automation system for the plant, thus achieving a significant increase in the degree of automation of the power station. .

This paper analyzes and calculates the basic situation of initial load distribution and the newly added load capacity, designs the design scheme of the whole plant's transformer substation room, and analyzes and selects the location of the new power distribution room. In addition, the analysis and design and selection of reactive power compensation are also carried out. In addition, the secondary circuit of the power distribution room of the factory and relay protection were designed. Finally, the comprehensive automation design of the plant's power distribution room was carried out: firstly, the feasibility of the integrated automation of the power distribution station was analyzed. Then, based on the logical relationship of each part, the system structure block diagram was designed, and the specific parts were determined. Features and specific hardware and software cooperation. In the end, a real-time data synchronization transmission was completed, and various responses were steadily propagated, and humans could talk to the machine and synchronize the monitoring management platform. An automated power supply and distribution monitoring system that is stable, economical and easy to monitor and operate has been established for the chemical plant.

The intelligent operating system is built and is currently in actual operation. It is evaluated from the operating state. The system has high accuracy, stable transmission and fast response. From the perspective of operation, the system is easy to operate, and the future can be improved and expanded to a high degree, and the maintenance cost is low, which basically meets the requirements of the plant for the power supply and distribution system.

Keywords: intelligence, power distribution monitoring, computing load, automation design

目录

第1章 绪论 1

1.1 课题背景 1

1.2系统设计概述 2

第2章 工厂供配电系统分析 4

2.1工厂供配电旧系统分析 4

2.2总体供电方案的解决 4

2.2.1 方案选择 4

2.2.2变配电室具体方案 8

2.2.3供配电系统接线方式确定 9

2.2.4供电系统及其安全性 9

第3章 供配电系统设计 10

3.1新加负荷的确定 10

3.2计算负荷 10

3.2.1确定计算负荷的背景 10

3.2.2负荷计算的方式 11

3.2.3计算负荷具体步骤 12

3.2.4二项式系数法负荷计算 14

3.2.5设备负荷计算 14

3.3配电室选址 18

3.3.1配电所的设计要求 18

3.3.2变电室位置的确定 18

3.4无功补偿 20

3.4.1无功补偿类型 21

3.4.2无功补偿计算 23

3.5供配电系统回路设计 24

第4章 变配电室综合自动化设计 28

4.1设计方案选择 28

4.2 具体结构设计 30

第5章 总结 32

致 谢 33

参考文献 34

第1章 绪论

1.1 课题背景

随着人类社会的日益发展，电能在自动化生产中扮演的角色越来越重要。在几乎所有主要的工业生产中，电能都不可或缺。电能是自动化生产中的“燃料”，电能能够比较简单且方便的与其他能源进行转化，同时电能与其他能源相比较，电能能够更加容易的通过架设线路，通过升压等方式进行远距离输送，输送成本更低，维护成本也更低，且电能是清洁能源，也更易操作。所以，在我们的日常生活中，电能的使用比其它能源更加普及。在我们的日常生活中，我们更多的接触到的是电器，在这个智能时代的智能大多是建立在电能上的，电能已经渗透到国民经济生活的各个领域。

近年来，我国整体经济水平不断提高，国民生活质量越来越高。如果我们仔细观察，就会发现我们对电能的依赖性越来越高。电能的发展也促进了与电相关行业的发展，这样就会进一步拉近国民生产总值。电能在生产国民生产总值的同时，也有一定的负面作用。近年来，因为电能的不合理利用而导致的安全事故也发生了很多起。从十九世纪以来，我国城市中发生的电能事故，百分之三十与电气导致的火灾有关，导致电气相关设备火灾的原因根本有很多种，比如不合理的操作导致负荷较大产生过电流，比如长时间的大电流没有熔断，比如自身的设计缺陷，比如绝缘层老化导致线路直接接触引起的直接迅速升温等原因。导线温度上升，直至燃烧是所有电气设备火灾的直接表现。燃烧后的绝缘皮层会释放出化学气体，该化学气体释放到空气中，与空气中的水反应，会形成能够电离导电的稀盐酸。如果稀盐酸附着到别的电气设备上，就会引发一系列严重的电气问题。因为它附着在元器件表面后，因为它能够导电，进而影响设备的绝缘性能。这时电气设备处于非正常运行状态，长期处于这种运行状态，会使设备的可工作寿命变短。电能正常运行时，依靠电能的稳定性和可靠性，生产生活得以正常进行。一旦电气设备或者电能供给发生巨大的故障时，不仅会打乱人们正常的生产生活，甚至还会危及人们的生命财产安全，对整个人类社会造成巨大的影响。

但是，化工生产企业都具有自己显著的特点，整体的工作环境不同于正常的生活环境。在设计电路时，我们要充分的考虑到这一点。工厂生产车间多为高温、高压、易燃、易爆、易中毒的环境，而且化工厂对于电能生产的可靠性要求要远远大于我们日常生活标准，因为如果电能可靠性得不到保障的话，不仅会造成因为生产目标无法完成的经济损失，甚至会造成设备损坏而带来的巨大经济损失。对上面出现的问题进行分析，其实我们不难发现：要想做到整厂合理按计划的运行非常困难，以为该厂老旧的电气设备，老旧的电力系统无法满足新设备的投入使用。新设备在老旧的供配电系统中运行时，我们无法保证其供电可靠性。所以为了满足新设备的投入使用，我们必须重新设计该厂的供配电系统。同时在设计该厂配电系统时，我们需要保证该系统技术的先进性，另一方面我们也要尽量的减少成本。从整体布局出发，结合具体实际条件，研究出一套科学合理的方案。