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1、天然气工程液化厂项目自动控制及仪表设计方案1.1设计范围自动控制系统设计范围包括主体工艺装置、辅助生产设施和公用工程的检测、控制及安全联锁保护。主体工艺装置包括：分子筛脱碳脱水装置、再生气脱水装置、液化及冷剂循环装置、冷剂储存装置、BOG压缩增压装置、再生气压缩增压装置、LNG罐区及装车设施；配套辅助及公用设施包括：火炬及放空系统、锅炉及导热炉房、循环冷却水系统、给水系统、污水收集事故应急池系统、燃料气系统、空气氮气站、LNG加气站、CNG加气站和分析化验室等。公用工程主要包括制氮系统、仪表空气系统、采暖锅炉、循环水及消防水系统。1.2设计依据过程测量与控制仪表的功能标志和图形符号(HG/T2
2、0505-2000)石油化工自动化仪表选型设计规范(SH3005-1999)石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范(GB50493-2009)石油天然气工程可燃气体监测报警系统安全技术规范(SY6503-2008)石油化工仪表管道线路设计规范(SH/T3019-2003)石油化工分散控制系统设计规范(SH/T3092T999)石油化工仪表接地设计规范(SH/T3081-2003)石油化工仪表供电设计规范(SH/T3082-2003)石油化工仪表供气设计规范(SH3020-2001)石油化工控制室和自动分析器室设计规定(SH3006T999)石油化工安全仪表系统设计规范(SH/T3018-2
3、003)油气管道仪表及自动化系统运行技术规范(SY/T6069-2005)工业计算机监控系统抗干扰技术规范(CECS81:1996)国家、中国石油化工集团公司颁布的其它有关规范和设计规定1.3自动控制水平全厂设置一个中央控制室，配备一定的生产管理和操作人员，采用集散型控制系统DCS(DistributedControlSystem)和紧急停车系统ESD(EmergencyShutdownDiagram),对工艺装置、辅助生产设施等进行集中监视、控制和安全联锁保护，对工艺流程、工艺参数进行显示报警。同时在容易出现天然气泄漏和火灾的场所设置火焰和气体检测报警系统F&GS(Fire&GasDetec
4、tingandAlarmingSystem)oDCS系统主要用于过程控制，具有通用性强、控制功能完善、集中操作、人机界面好等特点。紧急停车系统ESD和F&GS独立于过程控制，完成全厂的安全保护功能。DCS通过对外通信接口，可将厂区的运行参数上传至ZZZ监控中心。建成后的自动控制系统能实现以经济效益为中心的科学调度，以安全生产为前提的管理模式。1.4控制系统设计说明1.4.1概述本着“技术先进、经济合理、运行可靠、操作方便”的原则，全厂采用集中监视、分散控制的方式。集散控制系统(DCS)和紧急停车系统(ESD)将提供工艺变量控制、阀门切断，监视压缩机等重要设备的状态、并记录工艺参数和报警状态，保
5、证生产装置的整体高度安全和工艺性能。生产装置、公用工程及辅助系统的自动化水平达到国内先进水平。原料气过滤、计量、调压单元、天然气净化单元、天然气液化单元、LNG储存、装车区共设一套分散型控制系统(DCS)和一套紧急停车系统(ESD),并置于中央控制室内。1.NG生产装置仪控系统由DCS测控系统、紧急停车系统（ESD）及火灾检测报警系统（FGS）组成；公用工程成套设备由其自带的控制系统控制，通过通讯线路和DCS系统连接，报警、故障等重要信号通过硬线连接到DCS系统进行显示。1. 4.2DCS系统DCS系统是LNG生产装置的重要组成部分，能有效地监控LNG生产装置的生产过程，根据工艺流程的需要，配
6、备各种仪表及自控装置监控天然气液化设备各部机的工艺参数，并实现各主要阀门的自动控制或遥控操作，以及必要的联锁保护措施，以实现天然气液化生产装置长期安全稳定可靠运行。仪控系统采用以中控室DCS系统控制为主、机旁柜显示监控相结合的原则。满足工艺过程的数据采集、过程控制、逻辑运算和快速联锁控制功能。DCS系统实现工艺参数的显示、趋势记录、历史事件记录、报警、控制、打印、制表及流程图画面动态显示等功能。工艺过程所有常规控制或逻辑控制均由DCS系统完成，当工艺参数越限时，能记录、显示、打印并报警。应有足够的能记录半年以上历史数据的磁介质存储空间，并具有可扩充外部存储设备的功能，当数据发生丢失及磁介质剩下
7、10%空间时应有报警。DCS系统的CPU及通讯总线负荷率控制在设计规定的指标之内并留有20%裕度，主系统与外系统通讯负荷率不大于50%,通讯速度不低于lMbs,有长距离通讯能力；控制器的中央处理器、通讯、电源等主要部件具有1:1冗余配置，重要I/O点应考虑非同一板件的冗余配置，每个I/O机架应有20%的在线备用量；系统电源备用电源的切换时间小于5ms（应保证控制器不能初始化），系统电源故障应在控制室内设有独立于DCS系统之外的声光报警；进入DCS系统的测控信号电缆采用屏蔽电缆；紧急停车按钮配置与DCS系统分开;DCS系统过程接口的备用点数为实际设计点数的1（15%,输入输出卡件插座（位）的备用
8、空间为2. 4.3ESD系统独立设置的ESD系统是在发生事故的情况下确保人员和生产设施的安全,防止环境污染，将事故造成的影响限制到最小。将ESD系统设计成生产过程中最关键、最稳固的最后一道安全防线。系统的关断逻辑由紧急关断系统来实现。ESD通过对生产过程中的关键参数（压力、温度、液位、流量的上上限或下下限开关）过程工作状况进行连续监视，检测其相对于预定安全操作条件的变化。当所检测的过程变量超过其安全限定值时，ESD系统立即对生产设备进行操作，也就是对生产设备实施自动关断，力争将生产过程设置成安全的状态，把发生恶性事故的可能性降到最低程度，保护人员、生产设备、周边环境的安全。ESD系统设计成故障
9、安全、容错型自动化系统。紧急关断系统的设计原则应确保：某一级别的关断指令均不能引起较高级别的关断，只能引起本级及所有较低级别的关断。装置关断后只有手动复位后才能恢复生产。ESD系统及其部件的安全等级应达到SIL3o根据工艺要求及安全等级，本装置独立设置的紧急停车及安全联锁系统（ESD）,完成装置内等级高的安全联锁，以保证装置的人员及设备安全。ESD系统分为三级，即全厂停车联锁、工艺停车联锁和单元停车联锁。ESD采用可编程的冗余和容错型的逻辑控制器系统，设计为故障安全型，即正常时带电,失电时ESD动作。用于ESD系统的电磁阀也应是长期带电工作的故障安全型。紧急关断系统关断级别的划分：紧急关断系统
10、分为三级：a.一级关断（ESDT）为全厂关断及火灾关断。该级关断级别最高。工厂内发生重大事故或严重火灾时被触发，根据大量的站内监测信号和数据通讯中断信号判断。关闭所有的有效设备，即除应急支持系统（延时关断）、仪表风系统外全部关停。此级关断只能由工厂的主要负责人或其指定的人员手动启动。一级关断手动按钮应有明显的标志或警告牌。b.二级关断（ESD-2）为工艺关断。该级关断由主电源、仪表风等公用系统故隙或生产系统的重要装置故障引起。此级关断只能由工厂的主要负责人或其指定的人员手动启动。二级关断手动按钮应有明显的标志或警告牌。二级关断为不泄压关断。c.三级关断（ESD-3）为单元关断。该级关断由单元单
11、个设备故障或极限报警引起。此级关断仅关断故障设备，而不影响其他设备的正常操作。可以自动联锁启动，也可以人工手动启动。1.4.4FGS系统FGS系统对工艺装置区及附近区域进行早期的火焰、可燃气体泄露的检测，并通过声光报警指示发生的区域。在工艺装置区设置探测装置，主要监测仪表有可燃气体浓度探测器、火焰探测器及手动报警按钮等。其启动报警系统并产生消防联动和装置的紧急停车，同时将经过确认的报警信号传送到全厂消防控制中心。1.4.5仪表选型仪表选型具有高可靠性并满足精度要求；爆炸危险区内选用和爆炸、火灾危险环境等级相适应的仪表，防护等级不低于IP65；在天然气有可能泄漏的地方设置天然气检测报警器；在可能
12、出现火灾的地方设置火焰探测器；仪表应满足工艺的各种温度和压力等级要求。1.4.6中控室中央控制室位于安全区的中控楼，中央控制室除包括控制室（操作室、机柜室）、计算机室外，还设置必要的辅助房间，如操作人员交接班室、仪表值班室、卫生间、办公室、维修间等。控制室内将安装DCS、ESD.FGS系统机柜、操作台、打印机、ESD系统的辅助操作台、工程师站、操作员站等。控制室的面积为240平方米左右，层高大于3.3米，操作室、机柜室铺设防静电地板。操作盘面及操作台台面处照度不低于3001x,盘后区不低于2001X；冬季宜保持在1820C,夏季宜保持在2530C,相对湿度宜保持在40%70%.进线方式采用电缆
13、桥架，由控制室北侧进入防静电地板下。1.4.7供电电源与接地供电电源指标和接地：交流电源电压：220V10%,频率：501Hz,波形失真率：小于10%；直流电源电压：24VlV中央控制室接地系统采用联合接地，接地电阻小于1欧。同时应满足DCS厂商提出的接地要求。1. 4.8仪表气现场仪表空气用量约为200Sh,压力0.4MPa0.7MPa,正常输出压力为0.5MPa左右，在空压机故障时，须保证30分钟的供气量。气源质量要求：仪表用空气含尘粒径不大于3m,含尘量应小于lmg油份含量应小于Iomg/m以下，露点温度一40。1.4.9控制电缆控制系统所有电缆采用计算机专用双绞电缆，根据信号的类型选用
14、分屏蔽和分屏蔽总屏蔽的结构。所有电缆由控制室经电缆桥架敷设到工艺装置区，后穿金属保护管到防爆接线箱(对成套工艺装置)、现场测控仪表。在金属保护管和防爆接线箱(对成套工艺装置)、现场测控仪表之间加防爆挠性管保护。电缆应满足安全栅及变送器的性能要求；在桥架敷设中，仪表供电电缆、仪表信号电缆应用金属隔板隔开；户外有缆线连接的测控仪表，均在控制室侧加装浪涌保护器(SPD)；本安型测控仪表除加浪涌保护器(SPD)外，另加安全栅；或直接采用带浪涌保护器(SPD)的安全栅。信号电缆屏蔽层应在控制柜侧接地，仪表电缆汇线槽、仪表盘、电缆保护管和接线箱等应安全接地；取压管采用614X2Inin不锈钢管，气源支线采
15、用镀锌钢管(SC20/SC15),气动信号管采用68XlnInl不锈钢管(316SS)01. 4.10仪表伴热对需要伴热的仪表测量管采用自限温伴热带电伴热。1.5控制系统构成1.NG工厂控制系统采用集散型控制系统，包括：过程测控系统、紧急切断等系统。整个系统的CPU、通讯、电源及数据总线均采用冗余方式。1.5.1集散型控制系统（DCS）DCS系统通过对LNG工艺装置生产过程进行连续动态监测和控制,使整个LNG装置安全稳定连续生产。DCS系统在结构上分为过程控制器和操作员站（工程师站）。过程控制器由I/O控制站（PM）、通讯接口模块（CM）和网络接口模块（IM）等组成。过程控制器通过智能型过程I
16、/O硬件、连接端子及必要的信号处理，完成连续的、离散的、顺序的控制及数据采集功能。作为人一机接口的操作员站（工程师站）包括主机、键盘、打印机、显示器等，操作员站显示各种动态工艺画面及进行一些必要的手动操作；工程师站用来进行程序的编制、组态及高级测控参数的修改，在级别上高于操作员站。系统组件（过程控制器、操作员站、工程师站）之间通过高速通讯总线进行通讯，系统中的全部数据更新周期至少1次/秒、重要数据更新周期不低于10次/秒。整个系统的CPU、通讯、电源及数据总线均采用冗余方式。系统由三台操作站（其中一台兼作工程师站）一个控制站、二个机柜、二个安全栅柜组成。系统的操作员站与控制站之间为1:1冗余的
17、IoOM工业以太网。三个操作站实现整个系统的状态监视、控制操作、数据管理功能，通过设置密码限制不同级别人员操作。操作员站之间互为备用，只要任一台操作员站正常，即可完成全部操作功能。其中任一台操作站兼工程师站，同时完成系统组态、程序开发、数据库及画面的编辑和修改工作。1.5.2紧急关断系统（ESD）ESD系统由工程师站（操作站）、ESD机柜组成，柜内安装GMR或TMR多冗余容错控制器。其内有I/O模块、逻辑控制器、检测及执行部件等。另设一台ESD辅助操作台。LNG工厂的ESD系统设置为事故安全型。和DCS系统之间通讯联络，报警信号通过硬线连接进入DCS系统。1.5.1火灾检测报警系统（FGS）F
18、GS系统由操作站、机柜组成，柜内安装I/O模块、逻辑控制器、报警、联锁部件、触摸屏、电源等。和DCS系统之间通讯联络，报警线号通过硬线连接进入DCS、ESD系统及消防控制系统。1.6主要仪表控制系统选型1. 6.1DCS系统选型国外公司如HOneyWe11、横河等均有不同档次的DCS系统产品；国产DCS系统符合国情，应用较多的是新华XDPS-400+、浙大中控JX-300X等,性能上各有优势，性能价格比也各有不同。可在实施时根据资金状况选择国内外知名品牌的产品。DCS系统必须至少满足下述要求：1）工程师站、操作员站计算机系统：P53.0GlGRAM200GHDD21LCD、键盘、鼠标、轨迹球。
19、2）过程控制器中的I/O卡能直接处理或接受：1 .模拟量输入类：热电偶（K、E、R、S、B等分度号）、热电阻（RTD）.420mA、带配电功能的420mA、DC电压信号；2 .数字量输入类：标准数字量、事件顺序信号、脉冲信号、接点信号；3 .模拟量输出：420Ma4 .数字量输出：接点容量24VDC0.5A.过程控制器的连续控制至少提供以下算法：各种PlD控制、开方/平方、力口/减/乘/除四则运算、分段线性化、超前/滞后、延时、高/中/低选择、变化率限制、流量补偿运算、累计/平均、采样和保持、用户自定义的功能块、硬软操作器接口。离散控制至少提供以下算法：开关控制、与/或/非逻辑控制、计数/计时
20、、用户自定义的功能块。1.6.2ESD系统选型在石化行业应用较多的是美国Triconex生产的ticon三重化冗余控制器(TMR),GE-Fanuc公司生产的90-70PLC,也属于三重化冗余控制器(GMR),且都通过了安全机构的认证。实施时可选择以上厂家或其它国内外知名品牌产品。1.6.3DCS系统的UPS选型法国梅兰日兰公司或西门子-克劳瑞德公司的产品或其它国内外知名品牌，220VAC,40KVA60分钟后备。1. 6.4FGS系统选型控制器及模块选用西门子S7-300系列PLC。检测部件选用智能型可燃气体探测器和智能型火焰探测器。1.6.5自控及仪表的其它选型变送器可采用ROSEMENT
21、、SIEMENS、川仪EJA或成都中阳等其它国内知名品牌的CS智能变送器,本安型EXiaHC4或隔爆型EXdIICT4,防护等级不低于IP65,适合环境温度-4580,精度优于0.3级。调节阀可选用浙江富阳恒达、无锡工装、无锡卓尔、成空阀门或其它国内知名品牌产品，带手轮、过滤减压阀及隔爆电气阀门定位器等，防护等级不低于IP65；分子筛干燥系统切换阀门可选用进口产品。两位三通、两位五通电磁阀选用国内外知名品牌的产品，如ASCo产品，隔爆型。防护等级不低于IP65。测温元件根据设备和管道的具体情况选用PtlOO隔爆钳热电阻(IP65)或祐热热电阻的一体化温度变送器。流量测量原则上采用标准孔板或GK
22、F系列高级阀式孔板节流装置(高级孔板阀)，可在不断流的情况下更换或清洗孔板。也可根据具体介质情况选用金属管转子流量计、容积式流量计、电磁流量计、质量流量计、靶式流量计、超声波流量计、旋涡流量计等流量仪表。物位仪表：就地液位指示-选用磁翻板液位计或石英玻璃管液位计；远传液位仪表测量可使用电浮筒液位变送器、磁致伸缩液位计、电容式、超声波等其它液位仪表。输出420mA信号。24VDC电源，采用西门子或菲尼克斯产品。循环水及消防水系统水池设置静压式液位变送器测量水位；循环水管道设置就地温度、压力表、测温元件、压力变送器、电磁流量计，信号进入DCS系统。补水采用就地水表进行计量。制氮系统、仪表空气系统、
23、采暖锅炉自带控制系统，其工作状态通过通讯线路和DCS系统连接。空气系统管道设置压力变送器，其信号进入DCS系统。1.7DCS、ESD系统I/O点汇总1.7.1DCS系统I/O点汇总下表为DCS系统I/O清单（表中为初步的I/O点数，以施工图完成时的实际I/O点数为准）。项目点数AI106AO27DI57DO66RTD43RS485112合计311注：1.其中DO信号采用外接220V5A和24V3A交直流继电器接点输出。2.RTD信号为热电阻信号PT100三线制。3.每种通道预留1015%的备用量。1.7.2ESD系统I/O点汇总下表为ESD系统I/O清单（表中为初步的I/O点数，以施工图完成时
24、的实际I/O点数为准）。项目点数AI：15DT10DO：继电器输出20合计451.7.3FGS系统I/O点汇总下表为FGS系统的I/O清单（表中为初步设计的点数，最终以施工图完成时的点数为准）项目点数AT：26DI10DO：继电器输出20合计461.8仪控系统的主要设备仪控系统设备的具体数量、配置等以最终设计为准1. 8.1控制室（1） DCS系统：主要包括DCS控制站机柜安全栅、浪涌保护器柜2面操作台（操作员站、工程师站）3台打印机及打印机台2台（2） ESD系统：主要包括工程师站1台ESD机柜1台（3）火气系统（FGS）：主要包括操作员/工程师站1台FGS机柜1台4. ）UPS电源1套5.
25、 8.2主要就地仪表压力变送器51台弹簧压力表60台电接点压力表1台差压变送器29台标准孔板13台高级阀式孔板取压装置1台磁浮子液位计10台电容液位计2台质量流量计6台钳热电阻（单支）39支的热电阻（双支）21支双金属温度计21支气动调节阀27台气动切断阀（附电磁阀、接近开关）40台红外线CO2分析仪1台露点分析仪2台电磁流量计3台带伯热电阻的双金属温度计杆式静压液位计螺翼式水表智能型可燃气体探测器（天然气）智能型火焰探测器1.9主要材料计算机专用分屏蔽总屏蔽电缆2支2台1台13只2只电缆桥架防爆挠性管气源支管1.10附表附图附图：控制系统方框图中控室平面布置图气体检测器平面布置图附表：仪表索
26、引表1.NG1069-T-ZK-011.NG1069-T-ZK-021.NG1069-T-ZK-031.NG1069-B-ZK-0165000m500m350根1500m2供配电2.1设计范围本设计包括LNG工艺装置、压缩厂房、LNG罐区、汽车灌装站、空压制氮站、循环水系统、消防水系统、中控楼、变电所及锅炉房等项目的变配电、动力、照明、防雷及接地保护的设计。6. 2设计标准和规范供配电系统设计规范GB50052-2009UOkV及以下变电所设计规范GB50053-9435110kV变电所设计规范GB50059-923110kV高压配电装置设计规范GB50060-2008建筑物防雷设计规范（20
27、00年版）GB50057-94爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB50062-92低压配电设计规范GB50054-2009电力工程电缆设计规范GB50217-2007工业与民用电力装置接地设计规范GBJ65-83石油天然气工程设计防火规范GB50183-2004化工企业照明设计技术规定HG/T20586-96化工企业腐蚀环境电力设计技术规程HG/T20666-1990化工企业静电接地设计规程HG/T20675-19902. 3电源现状本项目选址在XXX省ZZZ市XXX开发区，建设单位已与供电局初步商定，在距本项目厂区东侧约5公里处的白杨
28、IlOkV变电所，为本项目预留一个35kV供电间隔。本项目拟从该变电所引入一回35kV架空电源线路，在厂区外设界区杆塔，将架空线改用电缆埋地引入全厂总变电所，以满足全厂用电需要。本项目一期总负荷约为9399.27KVA,上述回路的供电能力应能满足100%的LNG项目负荷要求。2.4 全厂用电负荷根据工艺及各专业条件，全厂用电负荷折算至35kV侧总负荷如下：本项目总计算负荷约：9399.27KVAo详见表9.4-1、9.4-2o低压负荷（04kV）及变压器容量选择（表9.4-D序号用电设备名称0.4kV负荷总视在容量备注设备功率需要容量kWkWkVARkVA1MRC液体同收泵373727.75-
29、用-备2BOG压缩机909067.753PSA制氮机组1401401054LNG装车泵4040305丙烷卸车集7.57.55.6256戊烷洗车泵7.57.55.6257再生气压缩机454533.758空压机组454533.759氮气加热器20201510加气站505037.511锅炉房26026019512车队值班室403617.513循环水系统590590442.514消防泵房37()370277.515中控楼130110.553.48216变电所130110.553.48217污水泵站7.57.55.62518停车场606029.0419道路照明302713.06820装置及辅助照明130
30、110.553.48221其它320288139.39222小计2549.524521164.82123电容补偿-36024补偿后2549.22452804.8212580.71cos=0.95I选10/0.4kV变压器2X1600kV备注：IOkV中压负荷及35kV高压负荷（表9.4-2）序号用电设备名称IOkV负荷总视在容量备注设备功率需要容量kWkWkVARkVAIOkV中压负荷1MRC压缩机6300630047252低压负荷（折合到IOkV侧）2549.22452804.821310/0.4kV变压器损耗3232160435/1OkV主变压器损耗1601608005小计9041.289
31、446489.8216电容补偿-36007补偿后9041.289442889.82135kV高压负荷135kV侧负荷9041.289442889.8219399.27cos=0.95选35/1OkV主变压器2X1250OkVA本工程消防水泵按一级负荷考虑，在厂区消防泵房内设置2台柴油消防泵组和两台消防电泵互为备用动力源。一些特殊负荷如压缩机润滑油泵、电伴热装置、DCS电源、电信和火灾自动报警系统以及事故照明负荷等定为一级负荷。其余部分因负荷相对较小，考虑在站内设置一台小型柴油发电机组作为其应急备用电源。另外站内的信息系统因突然断电可能会造成一定损坏，所以考虑UPS不间断供电电源装置。其余跟生产
32、过程无关的用电负荷按三级用电负荷考虑。2.5 全厂供配电系统2.5.1供电方案根据全厂负荷大小及总图布置情况，厂区新建一座35kV10kV0.4kV总变电所(301),该总变电所将作为全厂的电力负荷中心。厂区各场所布置相对紧凑，考虑到项目环境特点及运行维护方便，总变采用户内布置，占地面积也相对较小。本着运行安全可靠、操作灵活的原则，35kV系统、IOkv系统及0.4kV系统采用单母线分段运行方式，母联开关设有备用自投装置。IOkv系统放射式向IOkV高压电动机和变压器供电。变电所内设置两台3510kV12500KVA有载调压变压器,担负一期全厂用电负荷，当一台故障或检修时，另一台主变可以保证全
33、厂的一、二级负荷，且不小于70%的全部负荷。为使供配电系统的总功率因数大于0.95,在变电所IOkV及0.4kV母线上，分别安装电容补偿装置。为使变电所布置紧凑，接线方便，10/0.4kV配电装置也设置在变电所(301)内，由其向LNG工艺装置、压缩厂房、LNG罐区、空压制氮站、循环水、中控楼、锅炉房等低压用电负荷供配电。2.5.2变电所布置总变电所包括：35kV变压器室、IOkV配电室、0.4kV配电室、高压电容器室、高压软起动室、控制室、辅助房等。2. 5.3短路电流计算由于目前没有上级变电所的短路参数，短路容量暂按基准容量100MVA考虑。另外考虑到IOkV大容量压缩机组起动时，两台主变
34、压器可能并列运行的情况，35kV断路器开断电流暂定31.5kA,IOKV断路器开断电流暂定40kAo3. 5.4计量在35kV,设专用计量点。4. 6继电保护和控制35kV及IOkV变配电系统采用微机变电站综合自动化系统，该系统由分散式微机保护监控装置、后台监控主机及系统总线构成，后台监控主机设在总变电所控制室，分散式微机保护监控装置安装在各35kV及IOkV开关柜上，正常情况下就地实现对35kV及IOkV供配电回路的测量、保护和控制，并通过总线与后台主机进行实时通讯，也可在后台主机对35kV及IOkV供配电回路实现测量、保护和控制。该微机变电站综合自动化系统设有通讯接口，可与其它相关系统进行
35、通讯。根据电力装置的继电保护和自动装置设计规范(GB50062-92),35kV及IOkV供配电回路继电保护设置如下：1) 35kV进线柜：过流、延时速断。2) 35kV电力变压器：差动、过流、过负荷、瓦斯和温度保护。3) IOkV进线柜：过流、延时速断、备自投。4) IOkV电容器柜：短时限电流速断、过电压、定时限过电流、定时限零序过电压、低电压、接地故障保护。5) IOkV冷剂压缩机：过负荷、速断、差动、低电压保护、接地故障保护。6) IOkV原料气压缩机：过负荷、速断、差动、失步、低电压保护、接地故障保护。7) IOkV其它电动机：过负荷、速断、差动、低电压保护、接地故障保护。8) IO
36、kV电力变压器：电流速断、过流、接地故障、温度保护。9) IOkV互感器：二次回路断线闭锁、低电压保护、电压母线自动切换。1 .7操作电源及直流系统35kV及IOkV开关操作电源均为DC220V,在总变电所控制室设一套100AH铅酸免维护蓄电池直流装置，该装置采用PLC控制，具有全自动兼容手动功能，并将直流系统接地报警，直流电压过高、过低报警，回路电流大小随时与上位主机通信，实行“四遥二2 .8主要设备及材料选择所有高压用电设备及电缆，均按负荷、环境条件、电压、经济电流密度或断流能力选择,并按短路电流的动、热稳定校验。1) 35kV开关柜选用手车式成套开关柜，断路器选用真空断路器，断路器分断能
37、力为31.5kAo2) IOkV开关柜选用手车式成套开关柜，断路器选用真空断路器，断路器分断能力为40kA。3) 35kV电缆选用ZR-35kV-YJV阻燃型铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆。4) IOkV电缆选用ZR-IOkV-YJV阻燃型铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆，最小电缆截面暂按95nw考虑。5) 3510kV主变压器选用双绕组有载调压电力变压器，电压比为35/10.5KV,3X2.5%。在爆炸腐蚀场所选用符合环境条件的防腐防爆型产品。电缆桥架选用防腐型电缆桥架。2.9电动机的联锁控制及监测2.9.1电动机的联锁控制根据工艺提出的要求设计，所有工艺有要求的机泵运行信号送
38、至DCS显示，DCS向机泵发出停车指令。随机成套的电控设备，以制造厂商提供的电气图纸接线。2.9.22电动机的监测30kW及以上或有工艺要求的电动机安装电流表。2.10防爆区域划分1.NG罐区、工艺装置区、压缩厂房、装车区、锅炉房等工段在生产过程中有可能出现爆炸性混合物（甲烷），根据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范（GB50058）,相应区域划分为2区爆炸危险场所。2.11照明照度标准值根据建筑照明设计标准（GB50034）和化工企业照明设计技术规定HG/T20586标准选取。其中，变配电所变压器室的照度标准值按150LX考虑，配电装置室按200LX,控制室按300500LX,生产、设备间按
39、150200LX,仓库按IOoLX,办公场所按300LX,生活休息场所按100300LX.在爆炸场所选用符合环境条件的防爆型照明产品，防爆等级dIIBT4o当悬挂高度在4m及以下时，采用荧光灯；悬挂高度在4m以上时，采用金属卤化物灯、高压汞灯、高压钠灯；当不宜采用以上光源时，也可采用白炽灯。在装置区主要操作区、巡检通道、变电所控制室，消防泵房等场所设置应急照明。2. 12线路敷设本项目的供配电线路敷设尽量沿管廊采用桥架敷设，出桥架后穿钢管配至用电设备。局部采用穿铠装电缆直埋或电缆穿钢管埋地敷设。1）电源电缆：从厂外上级变电所引来的35KV电源进线，进站内地下敷设引至总变电所。电缆电压等级为35
40、KV。2）配电线缆：由总变电所至各装置用电设备，去生产动力配电采用阻燃交联聚乙烯电缆桥架敷设，局部采用埋地和穿管敷设。3）控制电缆：控制电缆由配电室或设备配套控制柜引至设备现场控制设备,均采用阻燃交联聚乙烯控制电缆敷设，现场局部采用带屏蔽的控制电缆。4）照明线路：室外线路，如照明箱电源线路或路灯电源线路均采用带铠装电力电缆埋地敷设。2.13 主要节能措施D采用节能型电气产品，降低电能损耗。如采用低损耗电力变压器、光效高的照明灯具等。2）采取无功功率补偿，提高功率因数，降低电能损耗，在IokV及0.4kV母线设电容器集中补偿装置。3）合理选择配电电缆，降低线路损耗。4）200kW以上电动机采用I
41、OkV供电。2.14 防雷及接地2.14.1 防雷所有爆炸危险场所的工艺生产装置及其建、构筑物，属第二类防雷建筑物，冲击接地电阻应小于10o其余属第三类防雷建筑物，对第三类防雷构筑物，冲击接地电阻应小于30Q。防雷措施如下：1）防直击雷：本工程工艺装置区储罐外壁厚度大于IOnmi;其他设备壁厚均大于4mmo根据建筑物防雷设计规范及石油天然气工程设计防火规范。储罐等设备壁厚大于4mm,可利用设备本体兼作接闪器，不专设避雷针，但应保证设备本体有良好的电气性能。本工程工艺装置材质均为碳钢、不锈钢、铝型材等导电性能良好，均可利用设备本体兼作接闪器，不单独设置避雷针。上述设备本体与工艺装置区接地网连接即
42、可。第二类防雷建筑物采用屋面装设避雷网，网格不大于10XlOmo2）防雷电感应：站内所有设备、管道、构架、平台、电缆金属外皮等金属物均接到接地装置上。3）防雷电波侵入：低压电缆埋地敷设，电缆金属外皮均接到接地装置上,所有管道在进出建筑物时与接地装置相连，管道每隔25m接地一次。4）防雷击电磁脉冲：低压电磁脉冲主要侵害对象为计算机信息系统，站房的控制室等建筑物屋面装设避雷针网格，网格不大于IOXlOmo5）供配电系统，如变压器低压侧，进入信息系统的配电线路首末端均装设浪涌保护器。2.14.2接地本项目接地系统有：1）配电系统采用TN-S接地形式，引入低压电源进线在配电室重复接地，接地电阻不大于4
43、欧姆。2）电气设备的金属外壳均作保护接地，防止人身触电，接地电阻不大于10欧姆。3）防雷接地：接地电阻不大于10欧姆。4）防静电接地：接地电阻不大于100欧姆。2.14.3防静电接地本工程在生产过程中，因液体、气体在设备、管道中高速流动而产生静电，静电电荷有可能高达数千伏，有可能产生静电放电火花，引燃泄漏的可燃气体，防止静电火花最根本的方法是设备管道作良好的接地，设备每台两处接地，管道每隔25m接地一次，法兰、阀门之间作电气跨接。槽车装卸作业，应采用接地夹与装卸设备实行等电位连接。设备和管道的静电接地系统可与电气设备的保护接地、防雷接地等共用接地装置,其接地电阻值，一般情况下应小于30C。为消
44、除人体静电，在场所的进口处将已接地的金属栏杆，金属门，金属支架等留出一米长的裸露金属面。在可能产生静电危害的爆炸危险环境的入口处外侧设置导除人体静电接地装置。在装卸车场地设置防静电接地装置，装卸车作业时，槽车通过防静电接地装置与接地网形成等电位连接。2.15电修规模本项目的高压电气设备修理可与当地供电部门协作,外协解决。本项目仅设电气小修，以解决电气设备的日常维护、测试。2.16附图附表厂区电气设备材料表1.NG1024-B-DQ-01全厂供配电系统图1.NG1024-T-DQ-01总变电所电气设备布置图1.NG1024-T-DQ-02全厂电缆走向平面图1.NG1024-T-DQ-03全厂接地平面图1.NG1024-T-DQ-04厂区爆炸危险区域划分图1.NG1024-T-DQ-05
