保证火电厂DCS电源系统可靠性浅析

1、摘要

    随着现代控制技术的进步和工业生产的发展DCS系统得到广泛应用，需要有一个与此相适应的电源系统来支撑这个大网的安全可靠运行。对电源品质的要求是越来越高，设计布置也越来越完善。在重要场合设计中采用UPS电源、保安电源供电双切电源或者采用双路UPS双切电源，使得电源的安全可靠性得到大大提高。但在实际应用中发现由于DCS系统属于敏感电力用户，对电源的要求很高。在实际使用中仍然存在新的问题。

2、问题分析

    2.1 双路单切的设计风险

    在供电配置上是采用双路自动切换电路，一路UPS、一路厂用电，在正常时K1、K2是合上去的，工作电源由UPS供给，如图1所示。这种设计的问题在于把所有的负载加在一个UPS上，当UPS电源故障(CI接触器失电时)时刻，才切换至厂用电，这种设计存在风险集中问题。  

图1 双路单切

    2.2 双路双切设计风险

    在供电配置上采用双路自动切换电路一路UPS、一路厂用电，在正常时两套同时供电的方式，如图2所示。这种设计的问题是目前的切换接触器本身满足不了需要(图2中接触器型号为LC1D65008M5)。当供电电压跌落现象发生后没有积极采取补救措施，这就使得电能的质量没有保证，也就是说，在系统冲击时，电压跌落(C1其电压值还没有到接触器失压回位)问题已成为影响电能质量的一个重要因素，厂用电源提供的电源有时甚至到了供电设备不能正常工作的范围，电源系统不能提供可靠有效的供电电源。造成的后果是显而易见的。

图2 双路双切电路

3、问题对策

    对于使用厂用电的供电方式，由于目前的市场不能提供快速通断回差比较小接触器，所以在设计时应对厂用电的质量监视、预防有必要措施如采用欠压保护切换、报警，采用第三路电源等方法。如图3所示。

图3 三路单切电路

    3.1 对用电负载分配进行合理布局

    目前的DCS系统大都有冗余电源装置，卡件、主控，有些服务器也有双路电源，对没有双路电源控制的设备怎样进行呢把握一个原则对主辅设备、操作员站的布置进行危险分散、集中控制的原则。这里因为系统、规模不同，不再列图所示，根据具体情况进行合理布置。

    3.2 选用在线式UPS电源

    目前UPS电源种类繁多，价格差异较大，性能也有优劣。对DCS系统选用的UPS电源一定要是在线式，即在供给UPS的电源出现故障时，UPS能利用本身的蓄电池保证系统有一定的供电时间(最小不小于30min);UPS装置的输出电能质量一定要合乎要求，我们在使用中发现这样一个问题磁饱和稳压电源用某类UPS供电后，其测量仪器输出有±0.3的摆动。当然选型得当，使用双路的UPS电源供电是比较合理的方式。

    3.3 三路UPS电源方案设计

    现在根据有关的安全要求，采用三路的UPS电源，这种好是好，但投资大，线路比较起来就复杂一些了。

4、结束语

    DCS电源系统故障引起的损失原因多方面的，已经引起设计院和用户的注意与重视。应该严格按照国家电力公司的反事故措施落实。从前期的设计到施工、以及后期的维护，完善，才能确保DCS供电真正做到安全可靠。