關于雙電源自動切換裝置在水電站應用的探討

摘要：為提高設備供電可靠性，某些設備需要兩路電源供電，其兩路電源的自動切換通過雙電源切換裝置來實現。由于不同設備對電源的需求不同，因此雙電源切換裝置會因為設備的不同而存在不同的類型。

關鍵詞：雙電源切換裝置；可靠性；電源開關

Abstract：In order to improve the reliability of equipment power supply， some equipment needs two power supply. The automatic switching of two power supply is realized by double power switching device. Because different devices have different demands for power supply， dual power switching devices will have different types because of different devices.

Key words：Dual power switching device； reliability； power switch

0前言

對于水電站內某些控制系統(tǒng)設備，由于設備斷電可能造成控制系統(tǒng)失靈，將造成嚴重影響，因此需要兩路電源供電，一路主用和一路備用。當主用電源斷電時，需要通過雙電源自動切換裝置將備用電源接通，以保持設備的持續(xù)供電，因此雙電源自動切換裝置的可靠性決定了設備供電的可靠性。

1裝置類別

由于雙電源切換裝置需要對不同的電源回路進行切換，因此存在不同的類型。某水電站內雙電源切換裝置，大致可分為以下幾類：

1.1 整體式雙電源切換裝置

整體式雙電源切換裝置主要由兩個電源開關和雙電源裝置切換控制器組成。該型雙電源切換裝置根據工作電源的電壓狀態(tài)，以及用戶所設置的工作方式，決定是否進行電源切換。它的功能取決于其所配的控制器，控制器包括A型和B型。該型雙電源裝置可通過控制器自動切換，也通過手動進行切換。該型雙電源切換裝置在水電站內主要用于事故照明盤、通風動力盤、交流饋電屏等大電流雙電源設備。

1.2 電源模塊型切換裝置

電源模塊型雙電源切換裝置主要用于LCU、調速器控制系統(tǒng)、技術供水控制系統(tǒng)的PLC模塊供電。該類型電源模塊式的雙電源切換裝置內部主要由開關電源元件構成，且輸入電源可以為一路交流和一路直流，也可以是兩路交流。此類型的雙電源切換裝置輸出電壓一般為24V，電壓和電流較小，電源比較穩(wěn)定，因此主要供PLC控制模塊等對電源要求較高的設。

在水電站內此類型電源模塊共出現5次故障，由于電源模塊內部結構較復雜，不便于進行拆卸維修，因此故障后均進行了更換。由于電源模塊內部有大量開關電源的元器件，因此電源模塊對散熱有較高要求，平時應注意電源模塊所在盤柜的通風情況是否良好。

1.3 冗余電源切換裝置

冗余電源切換裝置采用的是美國電力轉換公司（APC）的機架自動轉換開關（ATS），為連接的設備提供冗余電源。該設備有兩路輸入電源，其中一路為主用，另一路為備用，當主用電源斷電時，該裝置可以自動轉換至備用電源，此轉換過程所需的時間對供電設備而言是無縫的，不會對供電設備運行造成影響。該雙電源切換裝置主要用于高壓油控制柜，站外備自投裝置供電。

在水電站內該類型冗余電源切換裝置自出現過2次切換不成功的情況，但將電源斷開后，重新進行試驗后電源切換正常，因此總體來說榮譽點切換裝置的雙電源切換裝置可靠性較高。

1.4 繼電器控制的雙電源切換裝置

繼電器控制的雙電源切換裝置內部結構相對比較簡單，一般從主電源回路引出兩路電源，分別經過電源開關和接觸器接入相同的交流小母線上，由交流小母線向下級負荷供電，然后通過控制回路的繼電器和相應的接點控制主、備用電源的切換。繼電器控制的雙電源切換裝置在水電站內主要用于主變冷卻器控制柜、頂蓋排水控制柜等地方，此類型的雙電源切換裝置擁有結構簡單、故障率低、維護簡便的特點，同時此類型的雙電源切換裝置可為一些較小功率的水泵或油泵供電，但是由于繼電器和接觸器長期帶電，容易造成繼電器和接觸器內部機械結構卡塞，且繼電器和接觸器使用壽命不長。

在水電站內該類型雙電源切換裝置共出現3次切換不成功的，主變冷卻器控制柜內雙電源切換裝置有2次，頂蓋排水控制柜內雙電源切換裝置有1次，其故障原因都是接觸器損壞或卡塞。如果雙電源切換裝置切換不成功，且未及時發(fā)現，可能導致主變冷卻器全停跳閘或頂蓋水位過高淹沒水導油槽，因此應該定期進行此類型雙電源切換裝置的切換試驗，以便及時發(fā)現接觸器或繼電器的故障。

1.5 PLC控制的雙電源切換裝置

PLC控制的雙電源切換裝置由PLC控制模塊和三個由PLC控制分合的電源開關組成。此類型的雙電源切換裝置的兩路電源正常情況下分別向各自的下級負荷供電，當一路電源故障時，由PLC控制器發(fā)出指令拉開故障電源，再合上聯絡開關，由正常電源通過聯絡開關為所有負荷供電，因此一路電源故障時只影響部分負荷。

該類型的雙電源切換裝置在水電站內主要用于機組輔助設備控制柜，為發(fā)電機的吸油霧裝置、粉塵收集裝置和加熱器等負荷供電。由于雙電源的切換過程由PLC控制，從判斷到發(fā)出指令的過程比較復雜，因此切換速度較慢，但是切換成功率較高。

在水電站內該類型的雙電源切換裝置未出現過故障，但是此類型雙電源切換裝置不便于手動切換操作，原因是此類型雙電源切換裝置的電源開關類型較為獨特，手自動操作方式轉換比較麻煩。

2裝置對比

根據以上對水電站雙電源切換裝置的分析，現將其用途和優(yōu)、缺點進行統(tǒng)計，如下表1所示：

由上表可以看出，某水電站內的五種雙電源切換裝置都有各自不同的用途和各自的優(yōu)、缺點。

3結語

雙電源裝置在水電站中廣泛使用，根據不同的設備和不同的需求選用不同形式的雙電源切換裝置，每種雙電源切換裝置都有各自的優(yōu)點和缺點。由于雙電源裝置的主用電源平時較少出現故障，因此雙電源切換裝置實際動作次數較少，為保證雙電源切換裝置能可靠動作，因此需要定期對雙電源切換裝置進行切換試驗，以便及時發(fā)現雙電源切換裝置存在的問題。

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作者簡介：王升（1990-），2012年6月本科畢業(yè)于三峽大學電氣工程及其自動化專業(yè)，從事水電站運行值班相關工作，助理工程師.