石油化工大型装置仪表直流电源系统设计

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在大型石油化工自动控制领域，除DCS、SIS、PLC、机组状态监测等系统直接采用220V交流电源外，其它的现场仪表、控制室内辅助仪表大多数都是使用24V直流电源，特别是联锁系统中间继电器、联锁电磁阀、联锁阀门阀位回讯器等都是使用直流电源，因此直流电源密切关系到整个仪表系统和装置的安全。

1、电源系统的架构

直流电源系统的设计主要考虑以下几个因素：

1）性能指标。主要包括输出电流电压、EMC认证、安全保护、纹波系数、安装方式等；

2）供电模式。集中供电还是分散供电，可根据生产装置规模和自动化程度的高低所确定的用电负荷决定采用何种方式。大型石化生产装置，仪表自动控制系统的规模都比较大，所需的直流电源的功率也比较大，采用集中供电方式；

3）可靠性和安全性。一般大型稳压电源的可靠性高于小型的；

4）可维护性。尽管单台直流电源的MTBF达到5万小时，但并不是每台直流电源都能无故障运行5万小时，因此直流电源的可维护性对连续性强的石化企业显得十分重要。为提高可靠性和可维护性，需要采用冗余方式来搭建直流供电系统，冗余方式有1﹕1冗余和2﹕2冗余方式。

2、冗余均流稳压电源系统搭建应注意的问题

利用模块化电源来扩展容量，实现大功率电源供电系统应注意以下几个问题：

1）每个直流稳压电源模块单元应具有输出自动均流功能；

2）每个直流稳压电源模块单元必须内置解耦二极管，并且有负载均流线，保证同一组冗余安装的每个电源模块的输出电流相同，直流电源按1:1或2:2冗余安装，分别接受两路交流供电，实现双回路供电，最大程度的保证整个供电系统的可靠性和安全性；

3）通过 N+1，N+2 冗余实现容错功能，实现带电热插拔，便于对电源系统进行在线维护，实现供电系统的不间断供电。所有电源模块并联扩容后，总电源系统的源电压效应，负载效应，瞬态响应等技术指标都应保持在系统所要求的技术指标范围内；

4）采用冗余技术，当某单个电源模块单元发生故障时，不影响整个电源系统的正常工作，电源系统应确保电源系统的高可靠性；

5）确保每个供电单元分担负载电流。即通过并联均流应使整个电源系统像一整体一样工作，同时通过并联均流技术使整个供电系统的性能得到优化；

6）按《石油化工仪表供电设计规范》(SH/T3082-2003)，每台交流/直流电源前后均有空气开关，更换任一台直流电源，不影响其它直流电源正常工作；

7）将所有电源模块的电源状态触点串联之后送到DCS或PLC系统进行报警，当任一电源模块出现工作异常时就发生报警信号，操作人员能第一时间知道并通知相关维护人员处理，从而避免故障扩大。

仪表电源系统的设计由于跨电气和仪表两专业，且受项目投资的限制，往往缺乏全面考虑，只进行简单的冗余，容易造成一些不安全的因素，给日后生产埋下巨大的安全隐患，一旦形成整改十分困难。

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