摘要：在GE9FA燃机电厂中，DCS控制系统的运行有着重要价值，其中最为主要的就是电源模块，其对于整个系统的运行有着直接的影响。在这一前提下，本文将从不同的角度入手，探究GE9FA燃机电厂DCS控制系统电源改造及优化的策略。基于本文的分析，其目的就是提高DCS控制系统的稳定性，充分发挥电源模块的价值，并为相关人员提供参考。
关键词：GE9FA燃机电厂；DCS控制系统；电源改造优化
前言
在GE9FA燃机电厂中，其汽轮机控制系统、燃气轮机控制系统，基本采用GE MARKVI系统，而余热锅炉、公用系统，则主要使用艾默生OVATION DCS系统，同时这一系统也被广泛应用在大型火力电厂中。在整个系统中，电源能够提供可靠、稳定的动力，如果电源模块发生故障、失电等问题，就会严重的事故问题，影响供电质量。所以，迫切的需要对电源模块进行升级与改造。
1.DCS控制系统电源模块改造
以某GE9FA燃机电厂为例，其采用艾默生OVATION DCS系统对电源进行控制，经过长期运行以后，又对其进行了改造，在很大程度上提高了电源的可靠性。具体来说，在电厂投产以后，其发生了5次电源模块故障问题，其表现为：电源输入正常、输出指示灯不亮，电源模块风扇停止运行，同时DC24V未输出。经过具体的分析，发现GE9FA燃机电厂中DCS系统的设备已经使用了较长的年限，为了保证电源运行的稳定性，就需要对其进行改造。
1.1 改造过程
针对当前DCS控制系统存在的问题，在对电源模块改造的过程中，具体的流程步骤为：在对电源改造时，将其时间定为机组C修、机组临修以上的时间，改造的工期预设为3d至5d，具体需要依据所需改造的电源数量而定。在对电源进行改造的过程中，其需要将控制柜进行停电处理，并将电缆、电源分配板、DC电源等原部件进行拆除。然后，将准备好的电源改造组件进行安装，并按照图纸的设计，将接地电缆、监视电缆、电源电缆等进行连接。完成安装工作以后，恢复GE9FA燃机电厂供电，同时对电源冗余进行切换试验。
另外，在对DCS控制系统进行改造的过程中，其注意事项为：旧系统如果能够利用的AC220V电源出入外接回路时，就应该在完成改造工作以后，尽可能增加并联端子；在改造之前，应该对I/O机柜进行精准的统计，并对DC20V电源的使用进行辅助[1]。
1.2 改造效果
经过对DCS控制系统的改造，将导轨安装式的电源模块，并集成为4个无风扇、模块化的电源。同时，对冗余的电源进行了配置，可以同时支持交流输入、直流输入。对于DCS控制系统中独立的主电源输入、辅电源输入，均对其安装了主备输入装置。在GE9FA燃机电厂的运行中，交、直流电源的输入范围相对较大，所以其属于宽带电源。其中，直流输入电源的范围在DC110V至DC150V之间，而交流输入电源的范围则在AC100V之AC240V之间。在对DCS控制系统的电源模块进行改造的过程中，还对其进行了密封设计，避免由于灰尘等因素而影响电源运行的稳定性。在DCS系统中，在再改之前，其运行期间的温度为5℃至605℃，而经过改造以后，其温度扩展至-25℃至70℃。基于对电源系统的改造，使DCS电源模块具备3s至5s的保护功能，从而能够支持其在短时间内输出超载，保护电源不会受到损坏，也能够避免电源无法输出的现象，同时在7s之后能够重新进行启动。
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2.DCS画面增加电源状态监视
在对DCS控制系统的电源进行优化改造的过程中，可以在DCS系统状态界面中，将电源状态监视画面加入其中。通过这样的方式，能够保证工作人员对主用电源、备用电源的线路的状态进行动态监视，主要包括电源模块WORD工作状态、AUX状态、MAIN状态等。同时，在改造DCS控制系统的电源模块时，在DCS画面中增加电源状态监视的画面，能够实现系统的声光报警。换言之，将控制系统进线UPS段、电源模块异常报警、保安段失电报警等，在实现改造以后，优化系统的报警效果，从而充分发挥电源模块改造的目标。
3.DCS控制系统网络柜电源优化
在对DCS控制系统的改造中，发现原系统中没有电源冗余配置，只有一条UPS电源。正是受这一因素的影响，在电气倒闸或者电源终端时，就会导致网络柜面大面积失电，最终导致控制器、上位机等通讯均中断。
3.1 存在的问题
在DCS控制系统中，网络柜中对电源配置了双路的APC电源切换装置，其中有两台对控制系统中电源切换装置进行负责，并对电源切换装置提供可靠的电源。同时，其中的单个电源切换装置中，主要有两路电源进线。经过工作人员对DCS系统的检查以后，发现其中的4组电源进线插头，都是受2个空开所控制，也就是说1个电路电源的空开，在出线后会分成2个不同的接线组，并与电源相连。对于单个APC电源而言，其在切换装置时如果发生短路问题，就会使得2个空开均跳闸，同时交换机失电，最终导致机组无法正常运行。
3.2 优化措施
在改造DCS控制系统的过程中，对网络柜中的进线电源，进行合理的冗余配置，并将保安段电源加入其中。在完成安装保安段电源后，对其进行电源切换装置，导致电源切换是由两路电源完成的，能够避免发生单路运行的问题。同时，将网络柜中的2个APC电源，更换成为4组电源进线插头，并有4个独立的空开对其进行控制。另外，在改造的工作中，将网络柜中具有保险性质的接线端子去除，使用螺丝紧固性质的接线端子进行替换，进而优化DCS控制系统，强化了电源模块的性能[2]。
4.DCS控制柜冷却风扇优化
在DCS控制系统中，控制柜的冷却，需要通过其中的冷却风扇实现。也就是说，在风扇运行的状态下，能够将电子元器件所产生的热量及时带走，实现降温、冷却的目的。在系统中，风扇电源的电压为DC24V，取自电源模块分配板上。如果在DCS控制系统中，将普通轴承冷却风扇作为风扇，那么在年久失修以后，就会影响电源模块的运行。对此，在优化时，使用AC220V冷却风扇，而电源取自热工电源盘。同时，使用空开系统对了冷却扇电源进行控制，如果发生跳闸，系统就会自动报警。
结语
综上所述，GE9FA燃机电厂中，DCS控制系统的电源发挥着重要的作用，在投运一段时间以后，就应该对其进行改造、优化。在这一基础上，提高了DCS控制系统中电源运行的稳定性，实现了对系统的保护，进而提高了DCS控制系统运行的稳定性，保证GE9FA燃机电厂供电的质量。所以，通过本文的研究，发现文中所提及的改造与优化对策，具有较强的可行性，可以将其应用在实际中。
参考文献：
[1]陈腊梅,傅洪军,张章军,徐金雷,俞洪峰,叶笃毅.某燃机电厂汽轮机汽缸-螺柱系统的多场耦合有限元应力分析[J].汽轮机技术,2018,60
(02):89-91+146.
[2]胡传鹏,阳艳.基于某燃机电厂的岩溶土洞不同处理方案对比研究[J].南方能源建设,2017,4(S1):125-128.
论文作者:闫希维
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/21
标签：电源论文; 控制系统论文; 系统论文; 电源模块论文; 风扇论文; 机电厂论文; 在对论文; 《电力设备》2018年第13期论文;