热工电源切换装置可靠性分析王宝文吴俊霞李永春焦平义冯振国路守山【摘要】以华能沾化发电厂目前现有的各类型的热工交流电源冗余切换装置为对象，研究供电可靠性问题，测试目前热工系统供电可靠性指标，对照现有国家标准，分析影响可靠性的因素，并对所有现有热工系统的电源切换装置进行测试，根据测试结果，对影响可靠性的因素进行分析，提出有效解决方案。【关键词】热工电源;切换装置;可靠性：TM910：A：2095-2457（2019）34-0108-003DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.34.0480引言目前，在发电厂中热工仪表和控制系统可靠性是保证发电机组安全经济运行的关键因素之一。热工仪表和控制系统是保证发电机组安全经济运行的主要设备。热工系统电源的可靠性是系统正常工作的保障。为保证供电可靠，热工电源一般采用冗余供电方式。对于机组DCS、DEH、ETS、辅助控制系统等主要程控系统，一般采用两路交流供电方式，一路来自厂用电系统，另一路来自UPS电源。正常情况下，UPS为热工系统提供电源，当UPS电源故障时，自动切换为另一路供电，切换失败将导致系统复位或断电，造成机组跳闸。同时电源故障并不一定是简单的电压消失，也可能是电压降低或波动，电源切换装置的动作可能引起计算机复位，这方面的事故事例经常在实践中遇到，电源可靠性问题是引起热工系统故障的主要原因之一。1热控110/220V直流控制电源一般设计两路110VDC或220VDC电源，用于热控保护、连锁和重要控制回路的电磁阀电源。一般用在汽轮机AST跳闸电磁阀及OPC电磁阀等重要的电磁阀电源。直流双电源配置以往都是采用二极管切换模式，该方案的优点是切换速度快，切换时间小于1ms，而且又能保证两路直流不形成环流，但是发生两点异极接地时，二极管起不到电气隔离而直接造成短路，实际上是把两套直流系统联系起来了，给整个直流系统带来危险，当直流接地时无法查到接地点，所以在新规程里DL/T5455-2012中明确规定不允许采用二极管直流切换模式。目前通常采用双隔离模式如图一，这种方式既保证了电源的勿扰切换，又能满足电气隔离，而且在任何情况下都不会产生环流，给直流系统造成危险。2热控交流220V控制系统电源一路采用交流不间断电源（UPS），另一路应采用交流不间断电源或厂用电保安段电源，主要用于DCS、DEH、ETS、TSI等系统电子设备电源。DCS电源，如图2所示，其组成：两路电源输入，一路UPS，一路保安段厂用电，主要由交流接触器及电源滤波器组成。该装置结构和原理简单，切换时间短，一般小于50ms。该类型装置由于处于截图状态的接触器处于长期带电工作状态，线圈功耗和发热量都比较大，如果电压偏高时，接触器的线圈容易烧坏，影响其可靠性。另外接触器触头容量越大，其动作时间越长，所以此装置不适合大容量设备或给系统供电。该装置还有一个更致命的缺点，当電压低时，由于继电器的吸和及释放电压不确定性，可能造成电源切换不成功，给设备带来断电危险，建议该装置增加电压判断模块，设定在电压低至190V时，如果备用电源电压正常（大于210）则输出开关动作（断开），自动切换到备用电源工作。当主电源电压恢复至正常工作电压时（大于215V）时，再切换至主电源工作。3热控交流380/220V执行机构电源用于热控就地执行机构供电，一般从保安电源取得。就地执行机构一般采用AST机械快速开关切换装置，该类型切换装置切换时间一般在1-2s，个别品牌PC级AST别（个别品牌PC级别AST）勉强做到100ms内，ATS不同于双断路器或双接触器或双负荷开关组合形式。其工作原理象电动的“跟头闸”。该装置基本上满足锅炉侧及汽机侧的电动门供电要求，但是对重要的DCS控制系统及要求较高的电磁阀控制不适用。在实际试验切换过程中，发现有时会切换时间较长，就地电动门有瞬间失电现象。为保证机组安全经济运行，重要设备的就地执行机构要保证控制系统下达指令后执行机构能够快速动作，供电采用上路供电、切换时间小于50ms的三级AST或STS静态转换开关，以保证电源切换过程中智能执行机构不重启，保证机组生产安全运行。STS设计用来实现两个同步三相交流电源之间进行不间断（<8ms）转换。两路交流电源的幅度、频率和相位差应控制...