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1、2009 年全国发电厂热工自动化专业会议论文集 1659钱清电厂热控电源配置及改进 周 强 （钱清发电有限责任公司 浙江 绍兴 312025） 【摘 要】本文介绍了钱清发电厂 2 台机组热控电源配置情况，结合现场实际应用，对各系统供电回路检查，在检查过程发现的问题进行分析，研究对策，并进行整改，较好地解决了问题。 【关键词】热控 电源 整改 0 概述 我厂现有两台机组，1 号机组装机容量 125MW，1999 年投产，2001 年进行了 DCS 改造。2 号机组装机容量 135MW，2002 年正式投产。两台机组 DCS 均选用 NETWORK-6000 控制系统，DEH选用上海新华公司的 D
2、EH-A，每台机组热控电源根据现场实际情况，配置各类型电源，以满足使用要求。具体电源配置如下： 电源类型 1机组 2机组 主要用途 220V 交流不间断电源 UPS 柜，1 个 UPS 柜，1 个 主重要仪表， 220V 交流 ACP1ACP3，3 个 ACP，1 个 执行机构，电磁阀 380V 交流 P1P2，2 个 P1P5，5 个 执行机构，电动门 220V 直流 DCP，1 个 DCP，1 个 抽汽逆止门 1 UPS 我厂 UPS 属电气专业管理， 给热控供电的三台 UPS 均选用 GUTOR 公司生产的 PEW1000 系列产品，即：一台供 1机组 DCS，一台供 2机组 DCS，一
3、台供 1、2机组脱硫 DCS。DCS 专用 UPS 使用机组主蓄电池做为直流电源，主蓄电池容量为 800AH，肯定能满足断电时间要求。从主电源切换到直流蓄电池电源是无扰切换，没有切换时间；从直流蓄电池电源切换到旁路电源，理论时间是毫秒级，但没有做过录波测试。 UPS 系统供电原理图： 2009 年全国发电厂热工自动化专业会议论文集 1660X001 L1,L2,L3 PET001A030A033A032/ T002F021AUTOBYPASS TESTQ050Q001F028EN主电源： 380V IA 段10E来380V IIB 段10E来X090 L1,N PEX002B+/B-#1机组专
4、用UPS直流电源： 220V直流I段27来#1机组专用UPS#2机组专用UPS直流电源： 220V直流II段42来Q001主电源： 380V IIA 段7E来L1,L2,L3X001PE#2机组专用UPST001A030X002A032/ A033B+/B-T002Q050ENF021F028AUTOTESTBYPASSX090 L1,N PEQ001备用UPS主电源：L1,L2,L3X001#1#2机组备用UPST001A030X002备用UPS旁路电源： 380V IB 段11B来A032/ A033B+/B-T002Q050ENF021F028AUTOTESTBYPASSX090 L1,
5、N PE220V+-2X5%/220V380V/220V#1#2机组备用UPS隔离调压柜备用UPS第一路直流电源： 220V直流I段28来备用UPS第二路直流电源： 220V直流II段43来#2机组专用UPS馈线柜#2机组DCS电源#2机组DEH电源#2机热控UPSP电源#1机组专用UPS馈线柜#1机热控UPSP电源#1机组DEH电源#1机组DCS电源备用备用备用备用备用备用备用#2机组专用UPS馈线柜内#2机组专用UPS馈线柜内#1机组专用UPS电池柜内暂不接暂不接UPS 内部具有的保护功能，电气专业无法提供。在机组检修期间，电气专业定期做电源切换试验，由于录波仪故障，无法记录切换时间，直流
6、供电维持时间也没有测试过。 2 DCS 及 DEH 电源 每台机组 DCS 有两路供电：厂用地和 UPS。每个 DCS 机柜的内部电源分配情况如下表： 电源类型 型号 用途 说明 24V SIEMENS PS307 6ES7307-1BA00-0AA0 冗余配置，一对供控制器，一对供开关量输出（DO）继电器 每对冗余电源经过2 个二极管耦合后输出供电。 48V SIEMENS PS307 6ES7307-1KA00-0AA0 每个 DCS 机柜配 1 个，两个机柜之间组成冗余，供开关量输入（DI）继电器 每个 DCS 机柜之间经过 2 个二极管耦合后输出供电 2 台机组 DCS 供电方式有所不
7、同。1机组将两路输入电源切换后供电，电源切换装置是由两个 ABB 空开、接触器组成，经切换后汇总至铜牌，再向各个 DCS（包括 FCS）机柜提供 2 路 220V交流电源。2机组的两路输入电源不经过切换，经铜排汇总后分别供给 DCS（包括 FCS）机柜内的冗余电源的其中一路。所以 1机组两路电源有切换时间，而 2机组的供电没有切换时间。由于没有录波仪，我们利用 SOE，在 08 年 1机组小修时，做了 DCS 二路供电电源的切换试验，测得切换时间是 7ms。 2009 年全国发电厂热工自动化专业会议论文集 1661DEH 系统供电方式与 DCS 一样，220V 交流是厂用电和 UPS 两路，另
8、外还要两路来自 DCP 盘的 220V 直流电源， 主要供 AST 继电器和 OPC 回路。 电源切换也采用接触器， 切换时间没有测试过。DEH 内部直流电源有 5V/15V、24V，均冗余配置。从长时间使用情况来看，DEH 的电源系统可靠性比较高，使用至今没有发生过故障。 对 2 台机组 DCS、DEH 和火检柜散热风扇以及照明电源先后进行改造。原 DCS、DEH 等机柜的散热风扇及照明电源取至本机柜电源，分配两路提供，这样在运行中，万一风扇或照明发生短路，有可能会引起该机柜空开跳闸，整个机柜失电，影响设备安全运行。每台机组总共有 16 个柜必须整改，从 ACP 电源盘取 16 路电源，每路
9、空开容量 1A，专门给风扇和照明供电，利用机组检修时敷设16 根电缆至各机柜，08 年完成整改。 2）DCS 每个 T103 或 T303 控制器以及该控制器机架上的 I/O 模件是 24V 直流供电，是由 2 个SIEMENS 5A/24V电源组成； T940 控制器由 2 个 SIEMENS 10A/24V电源组成， 现场总线 FCS的 2500系列模件的供电由 2 个 SIEMENS 5A/24V 电源组成。 因为所有直流电源的输出都是采用二极管耦合，所以不存在切换时间。从使用情况看，用于 FCS 机柜的 SIEMENS 5A/24V 电源损坏率相对比较高，而 SIEMENS 10A/2
10、4V 电源从没有损坏过，这可能是 FCS 机柜的现场环境温度高，SIEMENS 开关电源 5A 的散热面积没有 10A 大，导致夏天高温损坏。现在我们在更换时，在条件许可情况下更换SIEMENS 10A/24V 或 Hirschmann RPS120。 用于提供开关量输入继电器的 48V 直流电源，选用 MEAN WELL S-350-48 ，数量有 32 个，这种型号的开关电源质量非常好，使用至今没有损坏过。 DEH 内部的 5V/15V 给 DPU 和卡件供电，24V 给接线板和继电器供电，这些直流电源均冗余配2机组DCS电源供电 示意图 1机组DCS电源供电 示意图 第一路 UPS第二路
11、 厂用电 操 作站 DCS/FCS 机柜 2009 年全国发电厂热工自动化专业会议论文集 1662置，机柜内部配置保护电源配电箱和独立的电源模件，保证了系统的可靠性。 3） 2 台机组 DCS、 DEH 操作员站和网络交换机安装在各自的 7DCS 柜， 供电电源来至 1DCS柜。 其中 1 号机组 7DCS 柜的电源是经切换后的两路 220VAC， 分配给不同的操作员站和网络交换机；而 2 号机组 7DCS 柜由于来至 1DCS 柜的电源没有切换过，如果某一路失电，会造成该回路供电设备停运。所以我们在 2 号机组 7DCS 柜安装了用接触器搭设了电源切换装置，这样保证了当一路供电电源失去时，所
12、以操作员站和交换机能正常工作。 7DCS 柜的供电非常重要，因为一旦失电会使交换机停运，造成整个 DCS 瘫痪，所以为了提高供电可靠性，有必要对现有的供电方式进行改进，电源回路改进示意图如下： 该改进方案主要是增加一台在线式UPS和一套电源切换装置， 目的是进一步提高供电的可靠性，确保操作员站、网络设备稳定运行。计划在年底 1机组大修时实施，根据使用效果，再考虑 2机组。 DCS 服务器和工程师站电源来至热控 UPS 柜，曾遇到供电开关突然跳闸，服务器失电停运，造成操作员站数据显示“？”，运行人员不能操作。所以在 2004 年我们先后在每台机组的工程师站房间里安装了 2 台 APC SUA15
13、00ICH 在线式 UPS，专门给 DCS 冗余服务器、工程师站和 DEH 工程师站供电，每台 UPS 功率为 1KW，在满负荷状态下能连续供电 1 个小时（实际测试能持续供电 5 小时） ，这样可以避免供给工程师站房间 UPS 回路故障，还可以依靠自身配置的 UPS 继续供电，确保服务器能可靠连续运行。另外，在机组检修中，电气专业要对 UPS 定期维护，一般需停电 2 天，这样会使 DCS 服务器停运，造成运行人员无法监视和操作，配置 2 台 APC 的 UPS 后，就不存在停运服务器，从使用情况了看，效果较好。 我们在 08 年对 2脱硫集控室的 8 台操作员站的电源进行了合理分配，将 1
14、 个电源空开改为 2个，每个空开带 4 台操作员站，并配置了 2 台 APC SMART 1000 在线式 UPS，避免了 8 台操作员站同时启动，因为瞬时电流大造成电源空开跳闸，以及电气来 UPS 停电维护造成操作员站失电，改进后使用效果很好。 4）循泵、补水泵等公用系统 FCS 的电源来至每台机组 1DCS 电源柜，即每台机组提供一路2009 年全国发电厂热工自动化专业会议论文集 1663电源给公用系统 FCS，这样即使一台机组跳闸等原因失电，公用系统仍能正常工作。2 个公用 FCS柜内部 24V 电源冗余配置，一对给 2500 控制单元供电，另一对给隔离继电器供电。循泵液控蝶阀有自己的一
15、套控制回路，DCS 只发开关指令，并接收状态反馈，系统电源由电气柜提供。 5）DCS、DEH、火检柜、Bently 等都有电源监视装置（采用继电器，取常闭接点作为报警） ，失电不仅会在 CRT 上报警，还会在光字牌上报警。光字牌电源取至热控 UPS 柜，所以当 DCS 部分机柜电源或全部电源失去时，光字牌系统能立即报警，提示“DCS 电源故障”。 6）DEH 在电源失去时有跳机逻辑，另外 AST 电磁阀正常工作是得电状态，失电时会泄高压油，使得主汽门及各调门会全部关闭。2 台机组在实际运行中跳机时，确认这些重要阀门能全关。 3 紧急停运按钮 操作台上手动停机按钮接点接入跳机继电器回路，手动停炉
16、、启润直流油泵等按钮直接并接在DCS 出口。当 DCS 全部失电时，能够保证机、炉、泵等安全停运的需求。 4 重要独立单元电源 1）2 台机组的 FSSS 功能由 DCS 实现，其中炉膛火焰检测有独立的火检柜，将火焰监测探头信号经火检柜内的检测处理器处理后输出“有火”或“无火”开关量信号，进入 DCS 的 FSSS 柜（即 6DCS 柜） ，实现炉膛火焰保护。另外，DCS 的 MFT 输出信号有 2 个，确保保护能可靠动作。MFT动作条件及输出信号继电器采用常开接点，即使 FSSS 柜两路电源都失去，也不会输出 MFT 信号。 2）我们 125MW 机组没有设计旁路控制系统。 3） 1机组 ETS 功能由 DCS 实现， 2机组是汽轮机厂家配置了 ETS 柜， 有 2 个 MODICON PLC并列运行，均双路供电。当 ETS 一路电源失去或控制器退出同步、组态下载，不会引起误动，1机组 06 年曾因网络故障引起 ETS 冗余控制器均退出同步，在机组运行中对控制器组态下载后恢复正常。 汽机抽汽逆止阀、高加电磁阀等使
