摘要：热控供电系统的稳定运行在火电厂非常关键，近年来因热控电源问题引发设备或系统故障甚至机组跳闸事件屡有发生。基于此，本文主要研究了火电厂热控电源柜改造及电源管理相关内容。
关键词：火电厂热控；电源柜改造；电源管理
引言
控制系统是火电厂的神经系统，关系到火电厂安全和经济运行，随着电厂向高参数、大容量机组发展，为控制系统提供动力的热控电源系统能否安全运行将直接影响控制系统的可靠性。近年来发电厂生产实践暴露出现有的电源设计和供货在不同程度上存在着安全隐患，引发了一些设备或系统故障甚至机组跳闸事件，影响着机组的安全经济运行和电网安全。
1热控电源系统范围
热控电源系统主要包含DCS（分散控制系统）电源、热控交流动力电源和热控仪表电源系统以及控制装置及设备电源系统。
1.1DCS电源系统
DCS系统主要包括控制站、I/O站、通信网络设备、操作员站、工程师站等设备。DCS系统电源采用冗余配置原则，2路独立电源，优先考虑用UPS（不间断电源）供电，如果采用一路UPS和一路保安段电源供电时，工作电源优先选用UPS电源。操作员站、工程师站、服务器以及网络通信等设备的工作电源，应该分别单独通过切换装置接入，或将设备的电源合理分配在2路电源上。
1.2热控电源柜系统
热控交流动力电源和热控仪表电源系统主要涉及380VAC电动阀门配电柜、220VAC电磁阀配电柜以及其他热控仪表电源柜。该系统应有2路不同段输入电源：交流动力电源应该分别引自厂用低压母线不同段，其中一路宜引自厂用事故保安电源；热控仪表电源系统应由2路电源冗余供电，且保证能够自动切换。
1.3控制装置及设备电源系统
控制装置及设备电源系统中MFT（锅炉主燃料跳闸系统）、ETS（汽轮机危机遮断系统）等系统的执行继电器采用外部电源冗余供电时，2路电源可自动切换且不会对系统产生干扰，确保电源的可靠性。ETS、火检装置、TSI（汽轮机安全监视系统）、循环水泵控制站及I/O站等系统应该配置双路电源并通过电源模件冗余供电。DEH（汽轮机数字电液控制系统）或为使DEH系统正常工作而另外配备的仪表等所需的单相交流电源、直流电源应该由DEH系统提供。给煤机控制柜、等离子系统的电源配置要求是2路冗余电源能够实现无扰切换且对系统不会产生干扰。
2火电厂热控电源柜改造方案
2.1设备情况
#2机热控电子间设有#1、#2、#3电源柜，每个电源柜设A面和B面，共计6面。主要为DEH系统、热控继电器盘、火检柜、TSI柜、ETS柜、现场控制监视信号、部分电磁阀供电。电源切换装置型号为CJ10-6060A，属于继电器式自动切换装置。按照负荷重要性将电源分级，其中直流电源设备、DEH系统、ETS系统、大小机TSI系统、炉膛火焰检测系统电源等影响机组安全运行的电源系统为重要负荷，一般监视仪表和电磁阀等允许短时停电的电源系统列为次要负荷，保温伴热电源为一般负荷。
2.2改造方案
更换电源切换装置，优化减少切换装置数量。
现有5套电源切换装置整合更换为3套切换装置,两套220VAC40A静态开关切换装置（ZR-STS40/2，切换时间小于10ms），一套110VDC30A电源切换装置（ZR-ATS/DC-30，0ms切换）。满足切换时间和电源容量应有大于30%的余量的要求。电源柜负载分类布置：#1柜负载次要电源。#1A面和#1B面各配置220VAC切换装置一套，第一路电源取自UPS,第二路电源取自保安段。将70个次要电源设备对称布置在A、B两面。例：氧量测点1、3电源布置在#1A面，氧量测点2、4电源布置在#1B面；#2柜负载重要电源。因DEH系统、ETS系统、TSI系统、火检系统均各自配备了电源模块（切换），为双电源供电型设备，因此#2柜不设电源切换装置。第一路电源取自UPS接入A面，第二路电源取自保安段接入B面。设备的双路电源对称布置在A、B两面，分散风险。例：大机TSI装置电源1布置在A面，大机TSI装置电源2布置在B面；#3柜负载直流电源。#3A面配置保持不变，更换直流110V电源切换装置。#3B面接入原两路直流220VDC电源做备用。集控室大屏幕电源和热控保温箱电源单独布置。大屏幕空开电流16.2A,负荷较大，将其直接由电气400V开关室引出单独布置，不经过柜内电源切换装置。电源柜内保温伴热电源拆除，从锅炉侧专用保温伴热电源箱取电源。每个电源切换装置的输入、输出引出电源失电监视信号，接入DCS报警系统。
3热控电源管理几点措施
整理热控重要系统电源台账，包括系统名称、电源来源、电压等级、切换装置形式、空开级差容量、负载清单、切换过程影响、报警形式等，形成标准化资料；每周对DCS（DEH）电源分配柜、阀门动力柜电源切换装置、热控电源柜、热控继电器柜、火检系统、TSI系统、ETS柜、CEMS系统电源部分专项巡视检查1次。查看工作状态，有无发生过切换、是否有报警信息、有无放电焦糊痕迹等。每月对电源模件进行1次红外成像检测，及时发现和处理电源系统接线或触点松动引起的过流发热隐患；机组停运超过15日再次启动前进行上述重要电源系统切换试验，验证切换功能，查看切换过程中DCS系统和光字牌报警是否正常。C级及以上检修时应进行全部电源系统切换试验，并通过录波器记录确认工作电源及备用电源的切换时间和直流供电维持时间满足要求。
在机组停机检修过程中对控制系统和重要设备的电源装置、切换装置、空气开关、端子排进行清灰、紧固工作。检查电源接线端子是否氧化，对分支保险、总保险进行认真检查。检查导线或电缆外皮完好，用500V兆欧表测量电源系统对地绝缘，绝缘电阻应大于20MΩ；热控专用的UPS电源电池至少每年进行一次充放电，不满足电池容量70%时及时更换；设备改造增加电源柜或在电源柜内部增加用电设备时应充分考虑电源重要等级，合理布置。计算负载容量保证电源裕量。新增的电源要注明来源，标识正确、清晰。及时更新图纸和电源台账。火检系统中放大器电源环路连接时要保证任一接线松动不会导致电源异常，建议用线鼻压接或一根整线中间不剪断串接，有条件的应将火检放大器分散在不同的多路电源上；公用DCS系统电源应取自两台机组的DCS系统UPS电源，电源不允许取自电气同一MCC段，在运行中保证无扰切换。各人机接口站和通信网络设备的电源应采用两路电源供电并通过双电源模块接入，否则操作员站和通信网络设备的电源应合理分配在两路电源上；分析MFT继电器柜和ETS柜的供电方式，确认电源异常时继电器输出的状态。掌握操作台上停机、停炉、启润滑油泵等按钮的配置情况，分析当DCS全部失电时，保证机组安全停运。
结语
热控电源系统的安全隐患存在于设计、施工、管理、维护以及设备选型等各个方面，对现有电源系统应该从供电电源、传输途径、切换方式、设备特性以及电源输出等进行整体配置梳理，优化热控电源系统的配置方案，提升其可靠性。
参考文献
[1]岳建华.火电厂热控系统电源可靠性配置与预控.中国电力出版社,2016.
[2]中国自动化学会发电自动化专业委员会.发电厂热控故障分析处理与预控措施.中国电力出版社,2016.
[3]热控保护与自动装置技术管理指引.华润电力控股公司,2017.