工厂变配电室综合自动化设计电气自动化专业毕业论文.docx

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工厂变配电室综合自动化设计电气自动化专业毕业论文

摘要

本文对象为一机械厂，有大量的高低压供电设备。

本文通过分析负荷及增容的具体情况，选出新配电室的具体位置，明确负荷等级，调整母线所接负荷，确定系统运行方案及配电柜参数，运用负荷计算、短路电流计算和动热稳定校验计算，选择并校验符合条件的电气设备，设计出二次回路，使变电所一次设备的控制、调节、继电保护和自动装置、测量和信号回路以及操作电源系统能有效的运行。

在优化系统的过程中，尽量提高电能的利用率和使用效率，采取多种方式降低线损，从而节约能源节约资金，努力降低改造成本。

在对供配电系统进行设计的基础上，根据变配电站实现综合自动化的现状，从对本厂变配电室综合自动化系统进行了可行性分析，设计出了符合本厂情况的综合自动化系统。

最后，还进行了综合自动化系统的软件设计，使变配电室智能化水平得到了极大地提升。

关键词:

负荷计算；二次回路；综合自动化；智能化

Abstract

Thestudyobjectofthepaperisaboutalargefertilizerfactorywherealotofhighandlowvoltagesupplydevicesare.Accordingtoanalyzetheconcretesituationaboutthepossessedloadandtheincreasedcapacity,itistochoosethelocationofthenewswitchroom,definitudetheloadgrade,adjusttheloadtogetherwithgeneratrix,confirmthesystemrunningplanandtheparametersofelectricalpowerdistributioncabinet.Choosingandtestingtheelectricaldevicesmatchedcondition,researchinganddesigningthesecondloopbycalculationofload,shortcircuitcurrentandpeak/short-timewithstandcurrenttest.Theycanguaranteetheeffectiverunningfortheloopofthecontrolling,adjusting,relayprotectionandautomationequipment,measurementandsignalandtheoperatedsupplypower.Onthecourseofsystemoptimizing,tosaveenergy,fundandtheimprovingcost,itshouldraisetheutilizationandtheusageefficiencyofelectricpowerasfaraspossible.Atlast,itstudiedthesystemstructureoftheautomationsystemandcombinedourselvestodiscussthefoundationofintelligenttransformationanddistributionstationasthebasisofrealizationforthesystemimprovement.Onthebaseofdesigningthepowersupplyanddistributionsystem，withthestateofrealisingautomatizationforpowersupplyanddistributionroom,weprogressfeasibilityanalysisfromdesignprinciple,systemconfigureandconstruction,functionandtechniqueindex.Atlast,thesoftdesignisalsoprogressed.andtoupgradethepowersupplyanddistributionroom'sintelligencelevelwiththedesignoftheautomatizationsystem

Keywords:

intelligence；loadcalculation,；secondloop,；integratedautomatization

目录

摘要I

AbstractII

1绪论1

1.1课题背景1

1.2研究设计的主要内容3

2工厂用电负荷计算4

2.1负荷计算的定义4

2.2负荷计算的方法4

2.3负荷统计计算6

3工厂供配电系统设计7

3.1高压供电线路设计7

3.2无功补偿14

3.3高压侧短路电流，短路容量的确定15

3.4设备的选择与校验19

3.5工厂供配电二次回路的设计30

3.6节能措施34

4工厂变配电室综合自动化设计37

4.1变配电室综合自动化的可行性分析37

4.2综合自动化系统设计方案39

4.3提高变配电室综合自动化系统可靠性的措施44

4.4工厂变配电综合自动化系统功能45

4.5变电站综合自动化系统的软件可靠性研究45

5结论49

参考文献50

致谢52

1绪论

一切大规模的现代化工业生产都需要电能。

众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。

电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用：

电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。

因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。

在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。

电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。

从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。

因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。

由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。

1.1课题背景

随着生产和生活的用电量大幅度增加，电能在给人们的生活和生产带来极大便利的同时也留下了安全隐患。

据《中国火灾统计年鉴》公布，我国主要城市所发生的火灾当中，电气火灾已经成为威胁人民生活和生产安全的重要因素。

而引起电气火灾的主要原因便是短路和过负载运行所产生的导线超温情况。

而线路绝缘胶皮燃烧产生的氯化氨与空气中的水分相结合，化合成稀盐酸附着在电气设备、仪器装置上生成导电薄膜，严重降低了机电设备和一、二次接线回路的绝缘性能，直接影响机电设备和发电机组的安全运行并缩短其寿命。

另外，建筑供配电系统的可靠性，也直接关系到人身安全，任何事故都将造成公共场所秩序混乱，由此产生严重的经济损失乃至政治影响等。

该公司原有的供电系统已经很难满足现有现有生产的要求，况且电气设备的老化及落后已经极大的制约了新设备的投入。

为了保障人身安全，供电可靠，技术先进和经济合理，供配电系统设计必须从全局出发，统筹兼顾，通过研究负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案。

此次供配电系统的设计应根据工程特点、规模和发展规划，做到远近期结合，以近期为主。

供配电系统应采用符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品。

只进行工厂供配电的设计，使其满足现有的基本要求，显然是不够的。

变配电室综合自动化使供配电系统更具有智能化。

20世纪70年代，国外就开展了变配电站综合自动化的相关研究，技术也相对较成熟。

而我国变配电站综合自动化系统的相关研究开始于20世纪80年代中后期。

随着微电子技术、计算机技术和通信技术的发展，变电站综合自动化技术也得到了迅速发展。

变电站综合自动化是将变电站二次设备（包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等）经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护。

变电站综合自动化系统，即利用微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统，代替常规的测量和监视仪表，代替常规控制屏、中央信号系统和远动屏，用微机保护代替常规的继电保护屏，变电站综合自动化系统可以采集到比较齐全的数据和信息，利用计算机的高速计算能力和逻辑判断功能，可方便监视和控制变电站内各种设备的运行和操作。

由此看来，在电力系统自动化技术日新月异的今天，变配电综合自动化系统在电力生产中发挥着重要的作用。

所以，将变配电站的综合自动化技术应用到电压等级低一级的供配电室，从而进行工厂供配电室的综合自动化设计是十分必要的。

1.2研究设计的主要内容

本课题设计的主要内容如下：

一、通过对工厂供配电最优化方案的研究，设计出高压供电线路，从而确定增容后系统的接线方案。

二、优化方案实施过程中，分析系统属性确定无功补偿的方式，根据负荷计算，短路电流计算和动热稳定校验计算，选择出符合条件的电气设备。

三、根据供配电一次回路的特点，设计出变配电系统的二次回路，同时，采取必要的节能措施以减少改造成本。

四、通过工厂供配电系统的可行性分析，设计出符合本厂供配电的综合自动化系统。

五、采取有力措施提高变电站综合自动化系统的可靠性。

六、根据工厂实际情况，设计出本厂的变配电室综合自动化系统软件。

2工厂用电负荷计算

2.1负荷计算的定义

一、计算负荷又称需要负荷或最大负荷。

计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。

在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。

二、平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。

常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。

平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。

2.2负荷计算的方法

负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。

由于本机械厂用电部门较多，用电设备台数较多，设计采用需要系数法予以确定

一、单台组用电设备计算负荷的计算公式

1、有功计算负荷（单位为kW）：

（2.1）

式中：

—设备有功计算负荷（单位为kW）；

—用电设备组总的设备容量（不含备用设备容量，单位为kW）；

—用电设备组的需要系数。

2、无功计算负荷（单位为kvar）

（2.2）

式中：

—设备无功计算负荷（单位为kvar）；

—对应于用电设备组功率因数的正切值。

3、视在计算负荷（单位为kVA）

（2.3）

式中：

—视在计算负荷（单位为kVA）；

—用电设备组的功率因数。

4、计算电流（单位为A）

（2.4）

式中：

—计算电流（单位为A）；

—用电设备组的视