保證火電廠DCS電源系統可靠性淺析

1、摘要

    隨著現代控制技術的進步和工業生產的發展DCS系統得到廣泛應用，需要有一個與此相適應的電源系統來支撐這個大網的安全可靠運行。對電源品質的要求是越來越高，設計布置也越來越完善。在重要場合設計中采用UPS電源、保安電源供電雙切電源或者采用雙路UPS雙切電源，使得電源的安全可靠性得到大大提高。但在實際應用中發現由于DCS系統屬于敏感電力用戶，對電源的要求很高。在實際使用中仍然存在新的問題。

2、問題分析

    2.1 雙路單切的設計風險

    在供電配置上是采用雙路自動切換電路，一路UPS、一路廠用電，在正常時K1、K2是合上去的，工作電源由UPS供給，如圖1所示。這種設計的問題在于把所有的負載加在一個UPS上，當UPS電源故障(CI接觸器失電時)時刻，才切換至廠用電，這種設計存在風險集中問題。  

圖1 雙路單切

    2.2 雙路雙切設計風險

    在供電配置上采用雙路自動切換電路一路UPS、一路廠用電，在正常時兩套同時供電的方式，如圖2所示。這種設計的問題是目前的切換接觸器本身滿足不了需要(圖2中接觸器型號為LC1D65008M5)。當供電電壓跌落現象發生后沒有積極采取補救措施，這就使得電能的質量沒有保證，也就是說，在系統沖擊時，電壓跌落(C1其電壓值還沒有到接觸器失壓回位)問題已成為影響電能質量的一個重要因素，廠用電源提供的電源有時甚至到了供電設備不能正常工作的范圍，電源系統不能提供可靠有效的供電電源。造成的后果是顯而易見的。

圖2 雙路雙切電路

3、問題對策

    對于使用廠用電的供電方式，由于目前的市場不能提供快速通斷回差比較小接觸器，所以在設計時應對廠用電的質量監視、預防有必要措施如采用欠壓保護切換、報警，采用第三路電源等方法。如圖3所示。

圖3 三路單切電路

    3.1 對用電負載分配進行合理布局

    目前的DCS系統大都有冗余電源裝置，卡件、主控，有些服務器也有雙路電源，對沒有雙路電源控制的設備怎樣進行呢把握一個原則對主輔設備、操作員站的布置進行危險分散、集中控制的原則。這里因為系統、規模不同，不再列圖所示，根據具體情況進行合理布置。

    3.2 選用在線式UPS電源

    目前UPS電源種類繁多，價格差異較大，性能也有優劣。對DCS系統選用的UPS電源一定要是在線式，即在供給UPS的電源出現故障時，UPS能利用本身的蓄電池保證系統有一定的供電時間(最小不小于30min);UPS裝置的輸出電能質量一定要合乎要求，我們在使用中發現這樣一個問題磁飽和穩壓電源用某類UPS供電后，其測量儀器輸出有±0.3的擺動。當然選型得當，使用雙路的UPS電源供電是比較合理的方式。

    3.3 三路UPS電源方案設計

    現在根據有關的安全要求，采用三路的UPS電源，這種好是好，但投資大，線路比較起來就復雜一些了。

4、結束語

    DCS電源系統故障引起的損失原因多方面的，已經引起設計院和用戶的注意與重視。應該嚴格按照國家電力公司的反事故措施落實。從前期的設計到施工、以及后期的維護，完善，才能確保DCS供電真正做到安全可靠。