隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的高科技信息技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在各個行業(yè)與各領(lǐng)域當(dāng)中，電廠也不例外。目前，我國電廠已經(jīng)在熱工控制系統(tǒng)當(dāng)中廣泛地應(yīng)用DCS，此系統(tǒng)不但可以有效提高電廠機組的運行安全，大大提升運行效率，使得熱工控制系統(tǒng)逐漸向自動化以及智能化轉(zhuǎn)變，而且還能夠有效地節(jié)約生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的社會效益及經(jīng)濟(jì)效益，從而為火電廠的生存與發(fā)展發(fā)揮重要作用，進(jìn)而促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

工業(yè)現(xiàn)場的用電范圍較廣，影響面較大，因此，必須保證電源的質(zhì)量。如果工業(yè)現(xiàn)場被嚴(yán)重干擾，那么整個自動化控制系統(tǒng)也會受到嚴(yán)重的損壞，因此，供電系統(tǒng)的設(shè)計會在很大程度上對控制系統(tǒng)的安全性造成直接影響。DCS控制系統(tǒng)的設(shè)計會受以下幾個因素的影響：電源系統(tǒng)的抗干擾性;DCS 的供電應(yīng)不受外部設(shè)備失電的影響;控制系統(tǒng)要求斷電場合的供電電源沒有重復(fù)配置等。

DCS上層控制系統(tǒng)的供電

DCS上層控制系統(tǒng)包括人機接口設(shè)備、現(xiàn)場控制站和通訊

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)三大核心部分，它們的供電都是獨立的，嚴(yán)格區(qū)分于室內(nèi)照明系統(tǒng)供電和施工檢修供電，需要持續(xù)、穩(wěn)定、安全的電源。

單回路供電

單回路供電就是只有一路電源供電，或者是UPS供電，或者是EVS供電，它們都有一個缺點就是當(dāng)一路出現(xiàn)故障后，整個系統(tǒng)將停止運行，優(yōu)點是投資成本小。

單路UPS供電

UPS簡稱不間斷供電電源，是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要元件，穩(wěn)壓穩(wěn)頻輸出的電源保護(hù)設(shè)備。主要由整流器、蓄電池、逆變器等幾部分組成，它們完成交流轉(zhuǎn)直流、直流再轉(zhuǎn)交流，以及電池的充放電過程。

單路UPS供電，一般就是電氣高壓柜送來的380VAC直接進(jìn)入UPS主機，經(jīng)過UPS的整流、逆變、電池的充放電，然后由

UPS輸出220VAC到負(fù)載。如圖1所示為單路UPS供電的簡圖。

單路UPS供電中，正常情況，電氣電經(jīng)過UPS主機給電池充電，當(dāng)電氣電由于某種原因掉電，此時整個DCS并不會馬上癱瘓，UPS的儲備電池馬上放電供給負(fù)載，一般設(shè)計能供給兩小時的電，在這兩小時內(nèi)操作人員有足夠的時間來處理緊急事故。此時UPS的穩(wěn)定性和可靠性決定了整個DCS的穩(wěn)定性。所以必須對UPS進(jìn)行定期維護(hù)，檢查主機輸入輸出是否正常，以及電池的充放電是否正常。對于UPS主機一般用萬用表檢查其輸入輸出輸出電壓是否正常，由于UPS電池組通常是由多個電池串接的，當(dāng)電池組中的某一個電池故障了，整個電池組將不能正常工作，一般用直流燈泡逐個檢查電池，為了不影響系統(tǒng)運行，一般在工藝生產(chǎn)停汽檢修的時候進(jìn)行。單路UPS供電的缺點就是當(dāng)突然斷電，電池只能供一定時間的電，而且要保證此時

UPS的電池是正常的，否則整個DCS控制系統(tǒng)將癱瘓，而且相對來說一套可靠的UPS比較昂貴，維護(hù)成本也高。由于UPS的儲能功能及相對可靠性，單路UPS可作為一般DCS控制系統(tǒng)的供電，也可以作為要求較高的DCS控制系統(tǒng)的主回路供電。

單路EVS供電

EVS簡稱穩(wěn)壓電源，單路EVS供電，就是電氣送來的380VAC三相電經(jīng)過EVS之后，直接輸出到負(fù)載，一般EVS都有一個隔離變壓器來保證輸出穩(wěn)定的220VAC交流電。如圖2所示為單路EVS供電簡圖。

單路EVS供電中，由于它不具備儲能功能，當(dāng)電氣電跳閘整個供電系統(tǒng)將掉電，而且當(dāng)電氣電壓波動較大，會引起EVS的輸出波動，甚至損壞EVS，導(dǎo)致輸出中斷，由此整個控制系統(tǒng)將癱瘓。相對于其它供電設(shè)備，一套EVS價格較經(jīng)濟(jì)些，維護(hù)成本小。一般單路EVS供電只用于小型PLC控制系統(tǒng)的供電，而且是生產(chǎn)可以接受其發(fā)生故障的情況下。在DCS控制系統(tǒng)中一般用EVS來做雙回路供電的副回路，而且選用性能可靠，穩(wěn)壓效果好的EVS。

雙回路供電

為了克服單回路供電的缺點，可以采用雙回路供電，就是一個DCS控制系統(tǒng)中用兩個回路的供電系統(tǒng)來供電，或冗余系統(tǒng)，或冗錯系統(tǒng)，這取決于電源切換裝置。

UPS、EVS雙回路切換供電

由于單路UPS具有儲能功能及其高可靠性，可以用于要求高的DCS控制系統(tǒng)供電的主回路供電。為了方便定期的維護(hù)，用比UPS更經(jīng)濟(jì)的EVS來作為副回路供電。如圖3所示，兩路

供電分別輸出到一電源切換裝置，由電源切換裝置的輸出供給負(fù)載。當(dāng)主回路UPS輸出故障時，由副回路輸出供給負(fù)載，這樣避免了由于主回路跳閘，電池故障引起的供電故障;此時必須保證副回路EVS供電是正常的，而且電源切換裝置也比較關(guān)鍵。對于電源切換裝置，一般都是冗錯的，就是正常是主回路供電輸出，當(dāng)主回路輸出掉電后馬上切換副回路輸出，但在這個切換的過程中難免有一個時間差，這個時間差很重要，基本上都是以毫秒為單位的，對于不同的DCS其可以承受的時間差有不同的要求，因此各廠家都會研制自己的電源切換裝置，有的甚至號稱可以做到無縫切換，絕對保證系統(tǒng)的無意外供電;而對于普通的電源切換裝置都是利用繼電器動作的原理來實現(xiàn)的，繼電器的常開常閉觸電動作絕對是有時間差的，如果所供電的負(fù)載可以承受這個時間差的話可以用普通的切換裝置，但是對于電廠等的控制系統(tǒng)，其安全性、可靠性、穩(wěn)定性等各方面都要求比較高的地方，還是要選用高可靠的電源切換裝置。

綜上所述，UPS、EVS雙回路切換供電，可以避免單路供電的缺點，但是對雙回路供電中的電源切換裝置要求比較高，電源切換裝置絕定了整個DCS的安全性

電源的供電方式

分相供電

電源線的應(yīng)用會在很大程度上對干擾系統(tǒng)造成影響，所以在配置供電線路時，那些會引起較大干擾的設(shè)備和測控裝置建議由配電室用屏蔽電纜分不同的線路進(jìn)行供電，如圖1所示。

測控設(shè)備與動力設(shè)備分別供電的方式

現(xiàn)場測控設(shè)備(比如水泵電機、電動閥門等)需要使用的交流電源必須能夠承擔(dān)較大的供電量，這是因為，如果電源兩端所連接的負(fù)載(用電器)一旦改變，就對系統(tǒng)產(chǎn)生較大的影響;如果與電源相連的負(fù)載元件無法平衡，其電路中心就會隨之發(fā)生改變。與現(xiàn)場被控設(shè)備不同的是，測控裝置所使用的交流電源不需要承擔(dān)太大的供電量，對交流電源的要求就是能夠使電壓保持平穩(wěn)，所帶來的干擾也不能太大。所以，兩種設(shè)備所需要的交流電源不能在同一時間作業(yè)，具體解決辦法可以參考如下方法。

測控設(shè)備分開供電

當(dāng)缺乏測控裝置或裝置安裝比較密集時，就可以選擇啟用相應(yīng)的主配電箱電纜進(jìn)行供電作業(yè)，其供電對象是起輔助作用的配電箱。這種配電箱的主要任務(wù)是向DCS控制系統(tǒng)供電。在供電期間，要排除所有的用電干擾。主要控制室的大型用電設(shè)備是引起供電期間用電干擾的主要因素，所以需要另外配備相應(yīng)的配電箱，以滿足這些裝置的用電需求，從而達(dá)到各取所需、互不影響的目的。各裝置分開供電的設(shè)計如圖2所示。

動力設(shè)備分開供電

變壓器的使用因電子控制裝置的需求不同而有所不同，使用高壓母線能夠解決上述問題。低壓動力負(fù)載作業(yè)間隔時間較短所帶來的干擾會較大，而電網(wǎng)的使用可以起到抑制干擾的作用，并使之衰減，所以，相對于低壓動力電網(wǎng)來說，高電壓母線所產(chǎn)生的噪聲要小

對電源系統(tǒng)的隔離

對交流供電系統(tǒng)的隔離

交流供電系統(tǒng)能夠產(chǎn)生諧波，在遇到雷雨天氣時會受到影響，或頻率較高時都會產(chǎn)生干擾，為了避免這種情況的發(fā)生，需要對控制交流電源的相應(yīng)裝置和其他相關(guān)電氣設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)。以前，為了減少交流供電系統(tǒng)在不同情況下產(chǎn)生的干擾，通常采取1∶1隔離變壓器提供電源的措施。采用該措施能夠有效減少由電網(wǎng)尖峰脈沖造成的干擾及其帶來的影響。但是，一般的變壓器無法達(dá)到這樣的效果，雖然在兩個繞組之間加入了絕緣裝置，對一側(cè)產(chǎn)生的噪聲電壓和電流具有抑制和隔離作用，但分布電容的存在會使交流電網(wǎng)中的噪聲耦合到二次側(cè)。

對直流供電系統(tǒng)的隔離

采用DC-DC變換器可以起到完全脫離直流電源的效果。這種變換器的使用使得之前被分開進(jìn)行供電作業(yè)的裝置也能夠滿足供電需求，原因是用于供電作業(yè)的電源的輸入回路和輸出回路被分開了，DC-DC變換器的使用有效降低了電磁干擾對系統(tǒng)的影響。如果需要將相應(yīng)的控制裝置與其他用電裝置的核心系統(tǒng)分開控制，那么就需要為它們配備不同的直流供電系統(tǒng)，以滿足需求。

電源系統(tǒng)的冗余技術(shù)

雙交流電源的冗余技術(shù)

在對控制系統(tǒng)進(jìn)行供電時，選擇雙交流電源冗余的交流供電方式可以提高供電系統(tǒng)的可靠性。由不同的變電站引出兩路電源，當(dāng)一路出現(xiàn)故障時，兩路電源間能進(jìn)行自動切換。雙交流電源冗余技術(shù)能夠在低壓時對系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，并實現(xiàn)兩路電源的自動切換。

UPS電源的冗余設(shè)計

UPS電源的使用能夠?qū)τ嬎銠C起到很好的保護(hù)作用。雖然UPS具有很好的安全性，但在供電條件發(fā)生變化時，某些因素也會使其發(fā)生故障，包括本身電器裝置的老化、某個元件提前失效等。采用雙機熱備(冗余技術(shù))可以使DCS控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性得到保證，而且DCS控制系統(tǒng)是整個設(shè)備系統(tǒng)的核心裝置。兩臺UPS交流電源分別是主機(1#UPS)和備用機(2#UPS)，后者的輸出端可接至前者的旁路電源輸入端，兩個主機的電源輸入可以采用一個市電電源。一開始，由主機為控制系統(tǒng)供電。如果主機遇到問題無法正常供電，就會自動切換至備用機，由備用機繼續(xù)為控制系統(tǒng)供電。當(dāng)主機能夠再次作業(yè)時，相應(yīng)的開關(guān)就會自動由備用機轉(zhuǎn)到主機上，這樣，主機又能夠繼續(xù)為控制系統(tǒng)供電了。為了保證切換中供電的持續(xù)性，需要利用嚴(yán)密的電路對靜態(tài)開關(guān)的切換進(jìn)行控制。

綜上所述，當(dāng)一臺UPS發(fā)生故障時，另一臺能夠繼續(xù)供電;維護(hù)時，UPS功能依然有效，這樣會延長兩臺UPS的壽命;熱備機的結(jié)構(gòu)可以保證市電失去時負(fù)載設(shè)備不受影響，從而保證負(fù)載設(shè)備數(shù)據(jù)的完整性和系統(tǒng)安全性等。

在系統(tǒng)可靠性設(shè)計中，DCS 控制系統(tǒng)的供電技術(shù)具有重要的意義。在系統(tǒng)的實際設(shè)計中，為了提高系統(tǒng)的可靠性，除了要考慮原來系統(tǒng)的自身特征和系統(tǒng)使用的場所等因素外，還要滿足系統(tǒng)所需要的其他條件?？傊?，要綜合考慮各方面的因素，以保證所用供電技術(shù)的合理性。

DCS的供電是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，簡單的單回路是不可靠的，追求可靠、穩(wěn)定的供電時，還得考慮投入成本，后期的維護(hù)等;雙回供電路模式可以有效降低風(fēng)險，技術(shù)瓶頸在電源的切換裝置，為了保證自己的DCS穩(wěn)定運行，很多廠家都研發(fā)了自己的電源模塊以及電源切換裝置;熟悉整個DCS的供電模式，無論開發(fā)人員還是維護(hù)人員都是很重要的。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，電廠汽機的發(fā)展空間越來越廣闊。電廠汽機在運行過程中出現(xiàn)的各種問題會影響電廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，因此，要利用各種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)對電廠汽機進(jìn)行不斷的完善。此外，工作人員在汽機運行的過程中要進(jìn)行有效的預(yù)防性工作，降低事故的發(fā)生率，并對出現(xiàn)的問題進(jìn)行及時的解決，降低損失。