华美热电热控电源应用浅析

【摘 要】随着自动化程度的不断提高，系统电源可靠性变得越来越重要。本文介绍了热控系统电源投运现状，并从多方面分析了电源的特性。对电源的设计、使用、维护提出一点建议。

【关键词】UPS系统；DCS电源系统；电动门配电柜

引言

华美热电控制系统主要分为控制系统电源和现场仪表电源两个方面。所有设备的供电分别来自厂用电400VⅠ段和厂用电400VⅡ段，其中UPS肩负着向DCS系统供电任务。

1 UPS系统

公司UPS是梅兰日兰PlanetⅡ31系列设备，系统设计容量为360VAH。由于后备电池老化，目前使用直流系统作为UPS后备电池，具体容量应根据直流系统决定。UPS系统由主电源1（三相380VAC）；主电源2（220VAC）；直流电源（216VDC）进行供电，能根据电源变化情况自动选择调整输出。主电源1、2来自厂用电400VⅡ段，电池电源来自直流系统。

UPS工作模式共有4钟运行模式：使用交流电源运行；交流电源故障时电池放点运行；逆变器故障时运行；手动旁路运行。交流电源供电时整流器由主交流电源1向整流器供电，将交流电压静态的转换成稳定的直流电压。该直流电压可为电池充电，逆变器可以将此可靠的直流电压转换成稳定的正弦交流电向负载供电。交流电源故障或电压和频率超限不能维持UPS系统的整流器工作时，系统会立即利用直流系统，通过逆变器向负载供电。逆变器故障时，系统通过静态旁路开关切换到静态旁路供电，静态旁路开关的同步单元能够确保逆变器电压的频率和相位与旁路交流电源同步。手动旁路运行可以使维修服务人员在不停止负载供电的情况下完成UPS的维修工作。手动旁路开关可以将负载切换到旁路的交流输入端，而不用中断负载供电。注意，只有在逆变器已经停止工作且静态旁路已经接通时才可以进行这种切换。

UPS启动前检查

（1）断开主电源1、2和电池开关；

（2）将手动旁路开关置于运行位置；

（3）连接整流器和静态旁路开关交流电源；

（4）测量主电源1交流电压，应为380V，主电源2电压应为220V；

（5）检查主电源1处旋转相序，应为右旋方向；

（6）断开整流器和静态旁路开关。

启动UPS

（1）断开主电源1、2和电池开关；

（2）将手动旁路开关置于运行位置；

（3）连接整流器和静态旁路开关交流电源；

（4）闭合旁路隔离开关

（5）静态旁路开光开始向负载供电；

（6）闭合主交流电源1开关，整流器开始自动启动工作，直流电压开始增加；直流电压达到设定值后逆变器开始受电；

（7）检查电池断路器的电压和极性，正常后合上电池开关；

（8）通过面板启动键启动逆变器，静态旁路开关监测到同步时，负载切换到逆变器供电。

停运UPS

（1）通过面板“～0”键停止逆变器工作；

（2）通过面板“=0”键停止整流器工作；

（3）将手动旁路开关切到2位置；

（4）将电池断路器切到断开位置；

（5）切断主交流电源1；

（6）将手动旁路开关切到OFF位置，静态旁路开关电源被切断，系统停止工作。

2 DCS电源系统

DCS配置5个配电柜，分别接入厂用电400VⅠ段，和UPS电压。配电柜向18个控制站，共35控制柜进行配电。工程师站、操作员站和通讯站通过电源切换装置接入厂用电和UPS电源，其余控制站（柜）直接接入厂用电和UPS电源，电源为220VAC。

电源切换装置（DCS#5配电柜）采用专用切换继电器。继电器有2个常开主触头和两个常闭主触头，动作切换时间小于20毫秒。切换装置电源由厂用电和UPS提供。两路电源正常时继电器动作，负载加在UPS；当UPS失电，负载自动切换到厂用电。切换装置的负载为电子计算机，因为计算机配有开关电源，切换装置切换时间小于20毫秒时不会导致计算机复位，不影响计算机的正常运行。但是，在正常运行时应保证厂用电和UPS电源可靠地向切换装置供电。

DCS#1-#4配电柜向各控制站供电。UPS和厂用电正常时，各分配50%负荷；其中一路失电时，负荷切换到另一路电源，整个切换过程在控制站内部实现。

3 电动门配电柜

电动门配电柜电源取自厂用电400VⅠ段和厂用电400VⅡ段，向现场电动装置，部分就地仪表供电。#1机组配电柜选择厂用电400VⅠ段作为主电源，#2机组配电柜选择厂用电400VⅡ段作为主电源，电源的切换通过柜内手动切换装置进行。手动切换过程会造成短时断电，操作时应注意负载变化。禁止厂用电400VⅠ段和厂用电400VⅡ段同时向负载供电，以防止厂用电400VⅠ段和厂用电400VⅡ段在此点形成环路。

4 电源系统存在的问题和建议

（1）UPS系统在2007年8月电源切换时发现电池组损坏严重，现在将直流系统作为UPS的后备电源。为保证不影响直流系统，建议UPS可以配备一套电池。

（2）目前电池多为免维护电池，但是免维护并不等于不维护。在使用过程中应该按照使用说明书要求进行保养。

（3）DCS系统电源有两路，一路来自厂用电；来自UPS。在检修过程中难免出现一路失电情况，DCS两路电源可以考虑取自不同的UPS系统，确保系统电源稳定。

（4）电动门配电柜有两路电源，但是切换过程较繁琐，且切换过程会存在电源中断。手动切换装置可以采用专用的继电器或电源切换装置进行切换，保证电源质量。

作者简介：

李颖（1985-）女，江苏徐州人，2008年毕业于苏州大学电气工程及自动化专业，徐州华美坑口环保热电有限公司电气工程助理工程师。

杨广东（1979-）男，江苏徐州人，2003年毕业于盐城工学院电气工程及其自动化专业，徐州华美坑口环保热电有限公司热工专业工程师。

潘明（1979-）男，辽宁铁岭人，2003年毕业于焦作工学院机械系热能与动力工程专业，徐州华美坑口环保热电有限公司工程师。