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火力发电厂热工电源可靠性分析研究

摘要：本文对火力发电厂热工直流电源和交流220V电源的常规配置及存在的一些问题进行了深入研究，提出了优化设计方案，并在一些电厂实际应用，取得很好效果，提高了DCS和热工保护可靠性，为机组安全稳定运行提供了保障。

关键词：DCS电源系统无扰切换直流双电源隔离静态开关

TheReliabilityAnalysisandResearchonThermalPowerSystemofPowerPlants

Abstract:Thisarticlemakesfurtherresearchesonthegeneralconfigurationsandproblemsinthe220VDCandACpowerinpowerplants’thermalsystem,andproposesoptimizationscheme,whichisappliedinsomepowerplantsandworksverywell.Itcanenhancethereliabilityofthermalpowersystem,keepingtheunitssafeandstable.

Thethesisstudies?theconventional?configurationofa?powerplantthermodynamic?DCand?AC220V?powersupplyand?someexistingproblems,putforwardtheoptimizeddesignscheme,?andinthe?practicalapplicationofsome?powerplant,?andgetagoodeffect,?improvestheDCS?and?reliabilityofthermalprotection,?providestheguaranteefor?thesafeandstableoperationofmachine?set.

Keywords:powersystemofDCS,undisturbedswitch,twoDCpowersupply,separation,staticswitch

问题提出

1.1电源重要性

随着现代控制技术的进步和工业生产的发展，DCS系统的广泛应用，火力发电厂热控系统的重要性愈来愈突出，其担负着热力生产过程的全程自动控制的使命，为了保证工作可靠性，需要有一个与此相适应的高可靠性电源系统来支撑其安全可靠运行。为此热控系统一般都设计有三种电源：

1）直流控制电源两路，直流110V或直流220V,分别来自两组不同的蓄电池组，用于保护和连锁；

2）交流220V电源两路，至少一路电源来自于机组UPS电源，另一路为保安（或厂用电源），用于DCS和仪表电源；

3）交流380V电源两路，来自于厂用电源和保安电源，用于电动执行机构等动力电源。

此外，DL/T5455-2012《火力发电厂热工电源及气源设计技术规程》中，对重要负荷和交流不间断负荷，规定应采用双路供电且备用电源应自动切换，条文说明中要求，为保证电源切换时不影响系统的工作，设计控制回路时要根据仪器仪表工作特性综合考虑切换时间。《火电厂热控系统可靠性配置与事故预案》中，除要求电源系统必须有两路独立的供电电源外，还要求在检修时要对电源系统切换试验，并录波记录，确认工作电源及备用电源的切换时间和直流维持供电时间满足要求。

由上述可见电源在热工系统中的重要性，因此，各分散控制系统制造厂家对硬件的配电部分都十分重视，除提高电源部件本身的可靠性外，在设计上也不断完善，以满足基于微处理器和动态存储器的DCS对电源的严格要求，尽量避免因电源故障引起DCS系统失灵，但尽管于此，运行中电源受各种因素的限制，还存在隐患，导致机组跳闸或工作异常事件也有发生。

1.2电源引起机组跳闸案例分析

电源切换异常引起机组跳闸

某发电厂1号机组，凌晨时DEH装置发出“1号DEH失电停机”信号，ETS保护动作停机，首出原因显示为“DEH失电”，首出显示与事件记录吻合。

经检查该机组分散控制系统电源冗余设置，分别接受UPS和厂用电220VAC电源，经装置切换后，每路220VAC电源分别直接进入2个24VDC和1个48VDC电源模件，24VDC和48VDC电源模件的输出经二极管耦合后作为系统电源，为变送器提供工作电压、开关元件提供查询电压。每一路220VAC和48VDC电源回路中均设置过流保护电气开