劉英達(dá)

（山西漳山發(fā)電有限責(zé)任公司，山西長(zhǎng)治 046021）

火力發(fā)電廠熱工電源的可靠性分析

劉英達(dá)

（山西漳山發(fā)電有限責(zé)任公司，山西長(zhǎng)治 046021）

本文分析和研究了火力發(fā)電廠熱工交流 220V電源以及直流電源的常規(guī)配置，深入的研究了其中存在的一些問題，同時(shí)有針對(duì)性地提出了優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，該方案經(jīng)過實(shí)際運(yùn)用證明具有比較好的效果，因此其能夠使分散控制系統(tǒng)和熱工保護(hù)可靠性得以顯著提升，并且充分的保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

火力發(fā)電廠 熱工電源 可靠性

火力發(fā)電廠的熱工系統(tǒng)主要是負(fù)責(zé)生產(chǎn)過程中全程自動(dòng)控制。為了能夠使工作的可靠性得到有效的保證，就必須要具備的高可靠性電源與之相適應(yīng)，從而能夠?qū)ζ浒踩煽窟\(yùn)行起到有效的支撐作用，有鑒于熱工電源可靠性的重要作用，本文對(duì)火力發(fā)電廠熱工電源的可靠性進(jìn)行了分析和介紹。

1　熱工電源的重要作用

熱工系統(tǒng)一般來講包括三種電源，首先是2路DC控制電源，也就是直流220V或者直流 110V，2組不同的蓄電池組是其主要的來源，其主要的作用就是聯(lián)鎖和保護(hù)。其次是2路AC220V電源，機(jī)組UPS至少是其中一路的來源，而保安段（或廠用電源）則是另外一路的來源，其主要的作用就是用于儀表電源以及分散控制系統(tǒng)電源。最后是2路交流380V電源，廠用電源和保安電源是其來源，其主要的作用就是作為電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等動(dòng)力電源。

相關(guān)的技術(shù)規(guī)程中規(guī)定交流不間斷負(fù)荷和重要負(fù)荷必須要選擇雙路供電的方式，而且其被動(dòng)電源要具有自動(dòng)切換的功能，從而能夠保證在切換電源的時(shí)候不會(huì)使系統(tǒng)的工作受到影響，要求在對(duì)控制回路進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候必須要以儀器儀表工作特性為根據(jù)從而對(duì)切換時(shí)間進(jìn)行綜合考慮。在具體的檢修的過程中必須要采用切換試驗(yàn)的方式對(duì)電源系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，并且進(jìn)行錄波記錄，這樣才能夠保證備用電源以及工作電源的直流維持供電時(shí)間以及切換時(shí)間能夠使相應(yīng)的要求得到滿足［1］。

除此之外，各分散控制系統(tǒng)制造廠家都十分重視硬件的配電部分，除了努力的使原部件的可靠性得以提升之外，同時(shí)也不斷的完善相應(yīng)的設(shè)計(jì)，這樣才能夠使基于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器以及微處理器的分散控制系統(tǒng)對(duì)電源的嚴(yán)格的要求得到充分的滿足，從而盡可能的避免由于電源故障而導(dǎo)致分散控制出現(xiàn)失靈的情況。然而盡管如此，由于受到各種因素的限制，具體運(yùn)行中的電源仍然存在著較多的安全隱患，導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)工作異常事件或者機(jī)組跳閘事件。

2　電源異常引起機(jī)組跳閘分析

某發(fā)電廠1號(hào)機(jī)組曾經(jīng)有“1號(hào)輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)失電停機(jī)”信號(hào)出現(xiàn)在汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)裝置中，因此汽輪機(jī)跳閘保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作停機(jī)的情況，汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)失電是其首出原因，而且首出顯示符合事件記錄。機(jī)組分散控制系統(tǒng)電源冗余設(shè)置分別連接廠用電交流220V電源以及不間斷電源，在進(jìn)行裝置切換之后，分別有1個(gè)直流48 V和2個(gè)直流24V電源模件進(jìn)入到每路交流20V電源，在經(jīng)過二極管耦合后直流48V和直流24V電源模件作為系統(tǒng)的電源，將工作電壓提供給變送器，并且將查詢電壓提供給開關(guān)元件。盡管每一路的直流48V和交流220V電源回路中都對(duì)流保護(hù)電氣開關(guān)進(jìn)行了設(shè)置，而直流24V電源回路中盡管沒有對(duì)單獨(dú)的電器保護(hù)開關(guān)進(jìn)行設(shè)置，然而仍然有電源開關(guān)帶在電源模件上。

在事發(fā)之后檢查設(shè)備，發(fā)現(xiàn)交流220V的2個(gè)電氣開關(guān)均已經(jīng)跳閘。而其他的開關(guān)則還是保持著接通的狀態(tài)，也就是出現(xiàn)了下級(jí)開關(guān)未動(dòng)作、上級(jí)開關(guān)跳閘的情況。通過對(duì)其歷史數(shù)據(jù)的查詢，我們發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致其出現(xiàn)故障的原因如下:首先是直流48V和直流24V回路發(fā)生接地以及短路等，導(dǎo)致出現(xiàn)過電流，最終造成電源切換失敗。其次是試驗(yàn)繼電器出現(xiàn)異常的工作狀態(tài)［2］。

3　雙電源配置情況

3.1直流雙電源情況

現(xiàn)在很多控制系統(tǒng)的二路電源都是選擇的二極管切換模式，這種方法最大的優(yōu)勢(shì)就是具有較快的切換速度，同時(shí)也可以保證兩路直流之間不會(huì)出現(xiàn)環(huán)流，其在正常的狀態(tài)下下都是處于雙路并聯(lián)的工作狀態(tài)，帶負(fù)荷的是電壓高的一路，處于備用狀態(tài)的是電壓低的一路，其具有小于1 ms的失電切換時(shí)間。然而因?yàn)槎O管無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣的隔離，因此其實(shí)際上是連接了兩套直流系統(tǒng)，這樣就會(huì)威脅到整個(gè)直流系統(tǒng)，尤其是在出現(xiàn)直流接地的卻無(wú)法將姐地點(diǎn)及時(shí)找到的情況中。采用單隔離模式以及雙隔離模式除了能夠使電氣隔離的要求得到充分的滿足之外，同時(shí)還可以保證無(wú)擾切換的實(shí)現(xiàn)，而且在任何情況下都不會(huì)有環(huán)流產(chǎn)生。大量的實(shí)踐表明，這種模式能夠?qū)⑸鲜龅墓收想[患很好的消除掉，使得電源供電的可靠性得以顯著提升，值得推廣和應(yīng)用［3］。

3.2交流220V電源配置情況

電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械雙頭式自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)開關(guān)屬于一種使用最多的切換方案，如果在沒有改進(jìn)的狀態(tài)下其需要100ms 以上的切換時(shí)間，因此無(wú)法使DCS服務(wù)器、工作站、電磁閥以及系統(tǒng)的要求得到充分的滿足，在經(jīng)過相應(yīng)的改進(jìn)之后即可以達(dá)到最快50ms的切換時(shí)間，因此就能夠使一些工作站和服務(wù)器的要求得到滿足，然而還是不符合聯(lián)鎖的要求。選擇晶閘管組成的靜態(tài)切換開關(guān)能夠?qū)⑶袚Q工作在5ms內(nèi)完成。作為一種全電子元件，靜態(tài)開關(guān)可靠性的提升屬于一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，因?yàn)槠渚哂休^快的切換速度，所以無(wú)法對(duì)其實(shí)施冗余配置。除了可以控制其元器件的選擇之外，選擇旁路也屬于提升其可靠性的一種方案。采用靜態(tài)開關(guān)在正常工作狀態(tài)下進(jìn)行切換，可以保證在5ms之內(nèi)的切換時(shí)間。

4　結(jié)語(yǔ)

同廠家生產(chǎn)的設(shè)備具有不盡相同的電源要求，所以在選擇電源的時(shí)候需要對(duì)多方面的條件進(jìn)行綜合考慮，尤其是一些老發(fā)電廠要想實(shí)現(xiàn)改造還要對(duì)安裝位置等條件限制進(jìn)行充分的堅(jiān)固。在大量的分析和調(diào)查熱工直流電源之后，我們發(fā)現(xiàn)ZR-ATS/DC系列直流雙電源無(wú)擾切換裝置目前得到了很廣泛的使用，其具有較好的運(yùn)行狀況，因此能夠使熱工直流無(wú)擾切換的要求得到滿足，同時(shí)也能夠保證電氣的雙路隔離的實(shí)現(xiàn)。

［1］許征鵬.工業(yè)企業(yè)電控配電電源快速切換的實(shí)踐應(yīng)用［J］.電工文摘，2013（02）.

［2］鄭南昌.電源接觸不良致使控制程序異常的故障檢修［J］.電氣時(shí)代，2013（07）.

［3］馬云峰，馬海峰.一種實(shí)用的雙向電源開關(guān)［J］.電氣開關(guān)，2014（06）.