自控系统供电电源优化与提升

自控系统供电电源优化与提升

吴祖军

广东政和工程有限公司湖北分公司，湖北武汉  430051

摘要：近年来，在社会快速发展的背景下，带动了我国科学技术水平的进步。现阶段，随着自动化技术的不断发展，DCS、SIS及PLC自控系统作为生产系统的核心，在企业中的应用越来越广泛，而自控系统运行的稳定性主要取决于供电电源的连续性。

关键词：DCS、SIS、PLC；UPS；外置检修旁路；双回路供电

引言

电力系统与社会生产生活密切相关，我国用电需求快速增长，电网更加复杂，无功需求量也不断增加，需要在电网中安装无功补偿装置，满足电力需求。在电力无功补偿方案中，有源电力滤波器采取了比较理想的无功补偿方法，可以补偿变化的无功和谐波，实时反映电网系统的运行状况，完成人机交互，实现自动控制。

1供电管理常见问题

受各种操作状况的影响，有些工作人员不具备良好的安全工作意识，实践过程中，经常出现注意力不集中的现象。变电所供电过程中，需要进行不同种供电设备的应用。设备应用过程中，一旦出现质量隐患问题，将难以确保供电系统的安全、稳定运作。特别是设备安装过程中，如果操作及检查程序不规范，将加大供电设备的安全性隐患。此外，如果不能做好设备的保养维护工作，将使设备长期处于不良状态，导致设备故障的产生。供电系统的安全事故问题比较常见，与相应的管理方法、管理策略等密切相关。供电系统管理过程中，受各种因素的影响，有些安全责任没有得到有效落实，缺少有效性、完整性的供电体系，缺乏与之配套的管理机制。这都不利于解决电力企业工作过程中的安全故障问题，提高了供电系统的安全事故率。

2自控系统供电电源优化与提升

2.1改造后UPS投入运行步骤

首先对自控系统A路UPS供电进行投入，步骤如下：①确认双投电源切换装置两路市电正常、供点回路接线正确，此时将UPS主机后侧UPS输入、UPS输出、旁路空开推入ON位置；②将QF2空开推入ON位置，此时A路供电由市电供电；③将QF1空开推入ON位置，此时A路供电通过UPS自动旁路提供市电电源；④用万用表对QF3空开上下同相进行核相，确保同相无压差，此时将QF3空开推入ON位置。自控系统B路UPS供电投入步骤与A路相同。

2.2在电力供电系统的应用

在早期的电力供电系统中，大部分采用无源补偿装置，补偿无功功率。随着用电需求增加，电网承受压力增大，传统装置已经不能满足需求。新型电力电子装置有源动力滤波器迅速发展，能够实时补偿无功功率分量，动态抑制不断变化的谐波，广泛应用于电力工程中。有源滤波器的总体框架如图2。滤波器接入电网的方式不同，有串联、并联和混合接入。串联型损耗比较大，电路保护复杂，很少在工程实践中应用。许多电网系统采用并联型或者混合型。并联型技术比较成熟，能够很好地无功补偿，抑制谐波，应用比较广泛。混合型通常只能针对特定负荷的供电网络，应用有一定的局限性，难以满足负荷运行变化大的电网系统的补偿要求。

2.3设备故障分析及运维管理

为解决问题，必须提高变电所供电安全及质量水平。需要完善相应的管理机制，根据供电状况的可靠性指标展开分析，提高企业整体管理水平，切实增强企业的经济发展效益。这需要进行技术指标的建立及完善，深入贯彻相应的管理机制，确保各项工作程序的稳定运作；这需要进行可靠性管理资料体系的建立，依托各类档案、资料等，做好工作的可靠性管理及规范化管理工作。根据现场工作状况进行供电可靠性指标的明确，保障各项工作责任的落实。根据变电所的实际工作状况，安排相关的工作程序，确保在指定时间内完成相应的供电工作，保障变电所供电的稳定性，提高变电站的整体工作质量。这需要做好工区工作状况的定期检查工作，根据可靠性指标完成相关的工作，做好各工作模块的可靠性分析总结，及时向上级进行反映，解决供电所供电的常见问题。为提高运作效率，必须提高设备的整体健康水平，实现设备故障率的降低，积极应用新产品及技术，实现设备运行效率的增强。供电过程中，通过对新技术和新设备的应用，可以提高变电所工作的整体质量。这需要积极应用高质量的优良设备产品，实现设备可靠性的增强，进行继电保护装置的优化设计，积极应用新型的微机保护装置。通过对优质设备的应用，提高供电的稳定性，避免由于设备问题而影响供电工作的正常开展，实现系统运行可靠性的增强。需要制定合理的设备运行及维护方案，实现设备建筑运作水平的增强。这需要完善电力系统电气设备运作机制，做好输配电线路的配置及保护工作，积极应用各类自动装置，与现阶段的设备供电工作相适应，进行各类工作事故的预防，保障设备的正常供电，提高设备正常操作水平。需要相关人员的重视，做好设备的巡视及维护工作，进行常见设备隐患的解决，实现设备供电可靠性的增强。为提高设备的检修水平，需要进行设备运转状态的动态性分析，深入落实设备检修机制，做好设备运作状态的检修工作，就设备的检查重点及工作范围展开分析。这需要积极应用绝缘在线监测技术，充分保障带电测试的工作安全性；通过对红外线热像仪器监测技术的应用，做好设备故障的预防及处理工作；分析设备的运作状态，解决可能出现的设备隐患，避免设备出现过热工作的问题；通过对设备停电次数的控制，减少供电量的损失；做好相应配电线路的处理工作，提高连续性供电的效益。

2.4热控系统保护电源电路设计

当热控系统发生故障的时候，应该停止供电电源继续工作。降低电流的脉冲，此时应该设计热控系统保护电源电路来对热控系统进行故障保护。电路的核心控制板采用多板结构，每层电路板都负责不同的功能。电源层和信号层之间的有效间隔可以减少电磁的互相干扰，控制板的电压设置为1.5V。热控系统电源的电路更换频率较大，除了变压器之外安装功率开关也是保护电路的一种手段。变压器的左右是隔离电磁和控制电压，但其实隔离电磁的作用发挥很小。功率开关会造成电流脉冲突然增大。以上保护电路的方式都有自己的问题，热控系统保护电路的开关应该使用计算机可远程控制的开关，这样在启动保护电路时可以减少保护电路对输电电路的电磁干扰。整流电路中用来控制电路振荡的二极管可以采用抑制二极管，在保护电路的主电源电路和分电源电路之间安插一个滤波变压器，滤波变压器共有两个输电口，分别接在不同的地面端口上。供电电源供电的前期电流很大，保护电路电阻圈的制作要选取直径大的金属线，这样在供电前期电流集中输出的时候不会造成保护电路损坏。电容区间取值为0.3～0.5μF，其作用是消除噪声对电磁波的干扰，电路耐压应为输出电压的1.5倍。此外，保护电路具有事故预警功能，可以在事故发生前就显示参数异常，提醒管理人员。

结语

DCS、SIS及PLC自控系统在石油化工、煤化工等连续性生产行业中具有广泛的应用，实现对生产过程的实时监测与控制。这些行业的生产装置一般都要求连续性生产，对供电电源的质量要求比较高，一旦断电，将造成系统停车及人身伤亡事故。因此，要保障生产系统运行的稳定，企业就需要对供电回路不断进行优化，探索出一种可靠的供电方式，通过对自控系统进行双回路、双UPS改造并增加外置检修旁路装置，可为系统负载提供稳定、连续的供电电源。同时做好UPS日常维护，确保系统运行安全稳定，对同类企业自控系统电源改造有一定借鉴意义。

参考文献

[1]索治斌,董仲喜.自动控制系统供电装置优化方式总结[J].河南化工,2014,31(12):51-52.

[2]潘志红.浅谈DCS控制系统的供电[J].工业控制计算机,2013,26(05):34-36.