控制系统及现场仪表的供电方案设计.pdf

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1、过程控制实施技术石油化工自动化，2009，3：69AUT0MATIoNINPETR(CHEMICAIINDUSTRY控制系统及现场仪表的供电方案设计王力(中石油东北炼化工程有限公司吉林设计院自控室，吉林吉林132002)摘要：对当今中小型石油化工装置中无冗余UPS情况下的UPS结构、供电结构以及DCS配电方案分析后，发现普遍存在多种故障隐患。在现有的技术条件下，采用UPS“N+1”型并联供电方式是消除潜在UPS电池及内部模块故障的最佳供电方案；同时针对具体情况下DCS配电结构的调整，有效提高了DCS本身的可靠性。采用一路UPS及一路市

2、电供电方案，既保证了整个系统的安全性、可靠性，又节约了投资，是中小型装置比较理想的选择方式关键词：分散控制系统；不问断电源；供电系统中小型装置中图分类号：TP273文献标志码：B文章编号：1007—7324(2009)03—0069—031引言维修旁路开关石油化工企业生产特点是高温、高压、易燃、易爆，生产工艺对自动化水平要求越来越高，随着现代控制技术的进步和工业生产的发展，分散控制系统(DCS)和各种先进、可靠的现场仪表得到广泛应用。因此需要有一个与此相适应的供电系统来支撑这个系统的安全可靠运行。石油化工装置中DCS及现场仪表供电大部

3、分属于一级负荷中特别重要负荷，需采用不问断电源(UPS)。笔者在实际设计工作中发现，虽然UPS可使电源的安全可靠图1UPS供电原理性得到大大提高，但在现场使用中仍然存在一些问2．1正常运行题，UPS工作的过程是正常时由市电经整流器／逆市电供电正常，整流器输出直流同时向电池组变器后给DCS及现场仪表供电，只有当外供电发充电及向逆变器供电，逆变器将直流转换成交流，生故障时，UPS自动切换到电池组供电，且切换时通过逆变器输出静态开关向负载供电。间可做到无扰动切换。但当UPS的控制器发生故在正常运行状态下，不论内部或外部故障的产障时，则无法进

4、行正确切换及稳定供电。对于大中生，UPS都会自动转换电池或旁路运行模式。型装置DCS及现场仪表供电可以采用冗余UPS，2．2电池运行但中小型装置DCS及现场仪表供电如采用冗余停电后UPS是依靠电池储能供电给负载的，UPS，则投资较多。那么能否在设计时就考虑采用标准性UPS本身机内自带电池，在停电后一般可其他方式供电来解决既能提高供电可靠性又不增继续供电几分钟至几十分钟，供电时间的长短取决加投资?于电池组的容量。此时整流器无直流输出，电池组下面就UPS工作方式、UPS结构及DCS供电向逆变器供电，逆变器将电池组供给的直流电转换结构进行分

5、析J。成交流电通过逆变器输出静态开关供电给负载。2单路UPS供电单路UPS供电，UPS由一路市电供给，典型收稿日期：2009—02—14。UPS供电原理如图1所示。这种供电方式主要在作者简介：王力(1968一)，女，吉林省吉林市人，1990年毕中小系统上应用较多。这种设计的问题在于把所业于吉林化工学院自动化系生产过程自动化专业，学士学位，1990有的负载加在一个UPS上，当UPS电源故障时，年分配到CPE东北分公司自控室，一直从事仪表及自控设计工作，才切换至市电，这种设计存在风险集中问题。任高级工程师，注册自动化系统工程师(ASE)。

6、石油化工自动化2．3旁路运行状态。因此，无论哪一台UPS出现故障，都会因为整流器处于正常工作状态，继续电池组充电，负妥善的并联冗余的方案，使得装置DCS及现场仪载通过旁路静态开关切换到静态旁路由市电供电。表设备获得了不间断的高品质的电力供应。2．4维修旁路运行维修旁路是在维护和维修时，直接从市电供电给负载，这时UPS与负载电路是完全断开的。虽然UPS采用了先进的静态开关技术，保证在切换过程中毫无间断。但是由于UPS控制电路及各种元器件部分故障，都无法保证电源正确切换与可靠运行，一旦电源发生故障，则导致停车事故发生。另UPS种类繁多，除

7、了主流厂家之外，还有很多小厂家产品，良莠不齐，UPS的使用和维护状况由于种种原因，效果不太理想。由此产生“N+1”的供电方式以解决UPS自身不稳定所带来的不安全因素。3UPS“N+1”并联方式供电UPS“N+1”并联方式供电，即1台UPS就图2UPS“N+1”并联供电可满足负载供电负荷，这时采用“N+1”台UPS并4DCS供电结构联同时给负载供电。冗余电源系统的供电来自两“N+1”型UPS供电解决了供电系统可靠性个独立的电源，任何时候只要有一个回路的供电正问题，但只是提高了UPS本身的可靠性，是否可以常，系统就能够正常工作，都能因为额

8、外增加的1结合DCS供电结构采取适当措施以达到系统供电台UPS，使电源系统不问断的为重要的设备提供可靠性。高品质电源，使得系统更加可靠。DCS每个节点node都由冗余的两个电源单现在的UPS大都可以直接并机，而无须单独元