如何提高電廠DCS系統(tǒng)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(zé)任公司，河南 焦作 454150）

概述

由于計算機(jī)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(zhì)量提出了越來越高的要求。在微型計算機(jī)運(yùn)行期間供電的中斷，將會導(dǎo)致隨機(jī)存儲器中數(shù)據(jù)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(bǔ)的損失。為了避免存儲器中的數(shù)據(jù)丟失及主機(jī)的正常工作，這就要求供電一旦發(fā)生瞬間斷電時，必須要求一種電源系統(tǒng)能在小于5ms的時間間隔內(nèi)重新送電，以保證微機(jī)系統(tǒng)的正常工作。這個電源對機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，電源斷電，就意味著DCS控制系統(tǒng)癱瘓，輕者導(dǎo)致停機(jī)，重者可能導(dǎo)致機(jī)組失控，造成災(zāi)難性的后果。鑒于此，配置一套穩(wěn)定可靠的DCS系統(tǒng)電源是保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)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(tǒng)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(yùn)行時，輸入交流電，經(jīng)整流后變?yōu)橹绷麟姡缓笤儆赡孀冄b置將直流電轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量的交流電，這個交流電即是我們的需要的不間斷電源。當(dāng)輸入交流電由于某種原因停電時，處于浮充狀態(tài)的蓄電池組即開始放電工作，經(jīng)逆變裝置變?yōu)檩敵鼋涣麟娫矗瑥亩ＷC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(xiàn)故障，這時，電子旁路電源將會自動投入運(yùn)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(jīng)過任何處理的廠用電，雖然不能達(dá)到高質(zhì)量的要求，但還是能保證輸出電源的連續(xù)性。如果是UPS裝置檢修，這時可以人為將檢修旁路投入運(yùn)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(jī)的程序判斷、控制實(shí)現(xiàn)的，也就是說UPS裝置本身控制部分也是由一套微機(jī)系統(tǒng)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(wǎng)波動導(dǎo)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?yàn)殡娮优月凡捎玫膹S用電三段的交流電，廠用電已經(jīng)中斷。導(dǎo)致DCS系統(tǒng)失電。

1.2 2002年6月20號因汽輪機(jī)保護(hù)動作，聯(lián)跳并網(wǎng)開關(guān)，廠用電備自投開關(guān)未能自投，導(dǎo)致廠用電中斷。UPS電源又出現(xiàn)了沒有投入到直流供電，而是投入電子旁路供電，導(dǎo)致DCS系統(tǒng)失電，操作人員無法監(jiān)視設(shè)備狀態(tài)。

從以上這些事故中，我們可以分析總結(jié)出我公司DCS系統(tǒng)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(tǒng)失電；現(xiàn)有的UPS系統(tǒng)存在運(yùn)行方式上的缺陷。

2 通過多方面分析及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

那么如何解決這些不足之處呢，如何實(shí)現(xiàn)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(rèn)為應(yīng)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(yōu)質(zhì)可靠，UPS輸入電源所取自的廠用電應(yīng)為兩路互為備用。

2.2 UPS裝置應(yīng)選擇抗干擾能力強(qiáng)，輸入、輸出端均有隔離裝置的工業(yè)型UPS。

2.3 DCS電源至少應(yīng)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(fā)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(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)互為備用的快速切換，切換裝置應(yīng)能實(shí)現(xiàn)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(xiàn)有的一套UPS電源的聯(lián)系廠家找出解決問題的辦法。

另外，UPS及蓄電池的維護(hù)也是非常重要的一項(xiàng)工作，這里就不作贅述。

3 對我廠DCS系統(tǒng)電源改造

3.1 加裝一套UPS電源，實(shí)現(xiàn)兩套UPS電源并列運(yùn)行，保證供電的可靠性，如下圖

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

通過以上的技術(shù)改造，改造后運(yùn)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(tǒng)的不間斷供電，運(yùn)行正常。

結(jié)語

DCS系統(tǒng)的電源部分設(shè)計是DCS系統(tǒng)改造的一個重要環(huán)節(jié),電廠在進(jìn)行DCS系統(tǒng)改造的過程中，往往忽視了對其電源部分的設(shè)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(tǒng)電源引起的事故相對頻繁，也能看出各電廠在DCS系統(tǒng)電源上存在問題的普遍性，所以，設(shè)計一套穩(wěn)定可靠的電源系統(tǒng)是非常必要的。另外，對這部分設(shè)備還要加強(qiáng)管理、明確職責(zé)，認(rèn)真維護(hù)。只有從理論研究、技術(shù)管理等各個方面對DCS系統(tǒng)的電源給予足夠的重視，才能實(shí)現(xiàn)我們所追求的真正意義的“不間斷性”，提高了電廠DCS系統(tǒng)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(xué)，2011（11）.

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