如何提高電廠DCS系統電源的可靠性

申宏棟 王紅彬 張保全 姜中山

（焦作演馬電力有限責任公司，河南 焦作 454150）

概述

由于計算機控制的高度集中化，使其對電源的要求更加“苛刻”，對供電的質量提出了越來越高的要求。在微型計算機運行期間供電的中斷，將會導致隨機存儲器中數據丟失和程序破壞，有的甚至使磁盤盤面和磁頭遭到損壞，造成難以彌補的損失。為了避免存儲器中的數據丟失及主機的正常工作，這就要求供電一旦發生瞬間斷電時，必須要求一種電源系統能在小于5ms的時間間隔內重新送電，以保證微機系統的正常工作。這個電源對機組的安全穩定運行至關重要，電源斷電，就意味著DCS控制系統癱瘓，輕者導致停機，重者可能導致機組失控，造成災難性的后果。鑒于此，配置一套穩定可靠的DCS系統電源是保證機組安全穩定運行的重要保障。

1 UPS的功能分析及使用上的問題

UPS裝置的功能恰恰滿足了DCS系統對電源可靠性的要求。UPS中文名即為不間斷電源，但UPS真的能保證電源不間斷嗎？下面我們先簡單分析一下UPS裝置的工作原理。（見圖1）

圖1

UPS正常運行時，輸入交流電，經整流后變為直流電，然后再由逆變裝置將直流電轉換為高質量的交流電，這個交流電即是我們的需要的不間斷電源。當輸入交流電由于某種原因停電時，處于浮充狀態的蓄電池組即開始放電工作，經逆變裝置變為輸出交流電源，從而保證輸出交流電的不間斷性；如果恰巧在輸入交流電斷開后，蓄電池也出現故障，這時，電子旁路電源將會自動投入運行，將交流電源直接投入到輸出電源端，此時的輸出電源是沒有經過任何處理的廠用電，雖然不能達到高質量的要求，但還是能保證輸出電源的連續性。如果是UPS裝置檢修，這時可以人為將檢修旁路投入運行，退出UPS。除了手動旁路外，其余自動切換部分都是由UPS主機的程序判斷、控制實現的，也就是說UPS裝置本身控制部分也是由一套微機系統組成的。

下面列舉演馬電力公司幾次電源故障的情況及后果：

1.1 2002年2月18號因電網波動導致廠用電中斷，交流輸入斷電后未能投入到直流供電，而是投入至電子旁路，因為電子旁路采用的廠用電三段的交流電，廠用電已經中斷。導致DCS系統失電。

1.2 2002年6月20號因汽輪機保護動作，聯跳并網開關，廠用電備自投開關未能自投，導致廠用電中斷。UPS電源又出現了沒有投入到直流供電，而是投入電子旁路供電，導致DCS系統失電，操作人員無法監視設備狀態。

從以上這些事故中，我們可以分析總結出我公司DCS系統電源存在的一些不足之處：我公司采用一路采用UPS供電，一路采用廠用交流電供電，一旦廠用電中斷，UPS也未能及時投入直流供電將造成DCS系統失電；現有的UPS系統存在運行方式上的缺陷。

2 通過多方面分析及經驗總結

那么如何解決這些不足之處呢，如何實現UPS的最佳配置，保證其真正意義上的不間斷呢?通過大家的分析討論，認為應解決的問題主要有以下幾個：

2.1 盡可能保證UPS輸入電源的優質可靠，UPS輸入電源所取自的廠用電應為兩路互為備用。

2.2 UPS裝置應選擇抗干擾能力強，輸入、輸出端均有隔離裝置的工業型UPS。

2.3 DCS電源至少應為兩套UPS電源，而且兩套電源由不同的電纜提供輸出，保證一套發生故障時，另一路仍能不間斷供電。

2.4 DCS電源的兩路或兩路以上輸入應能夠實現互為備用的快速切換，切換裝置應能實現無擾切換，被切換的電源必須是不同路電源的相同相。

2.5 對現有的一套UPS電源的聯系廠家找出解決問題的辦法。

另外，UPS及蓄電池的維護也是非常重要的一項工作，這里就不作贅述。

3 對我廠DCS系統電源改造

3.1 加裝一套UPS電源，實現兩套UPS電源并列運行，保證供電的可靠性，如下圖

3.2 聯系現有的UPS廠家，調整現有的不間斷電源（UPS）的運行方式，退出交流輸入回路，使直流供電回路長期運行；交流電子旁路同時運行，防止直流供電回路出現故障中斷供電。

通過以上的技術改造，改造后運行的幾年來，具有非常高的可靠性，廠用電中斷后都能保證對DCS系統的不間斷供電，運行正常。

結語

DCS系統的電源部分設計是DCS系統改造的一個重要環節,電廠在進行DCS系統改造的過程中，往往忽視了對其電源部分的設計，過分地依賴UPS裝置的"不間斷性"，從近些年的事故情況看，由于DCS系統電源引起的事故相對頻繁，也能看出各電廠在DCS系統電源上存在問題的普遍性，所以，設計一套穩定可靠的電源系統是非常必要的。另外，對這部分設備還要加強管理、明確職責，認真維護。只有從理論研究、技術管理等各個方面對DCS系統的電源給予足夠的重視，才能實現我們所追求的真正意義的“不間斷性”，提高了電廠DCS系統的供電可靠性 。

[1]陳代華.HSJ電廠組織變革研究[D].昆明理工大學，2011（11）.

[2]趙青.抽水蓄能電廠運行績效管理研究[D].天津大學，2010（10）.