淺談某水電站現(xiàn)地控制單元LCU開入開出量冗余電源改造

姜巍 朱力 石培 周春 陳納強(qiáng) 李科

【摘?要】為提高現(xiàn)地控制單元LCU供電可靠性，現(xiàn)地控制單元LCU開入開出量不能為單電源供電，其兩路電源的通過雙電源改造來實(shí)現(xiàn)。由于不同設(shè)備對(duì)電源的需求不同，因此雙電源改造會(huì)因?yàn)樵O(shè)備的不同而存在不同的改造方式。

【關(guān)鍵詞】雙電源冗余;可靠性;電源開關(guān)

前言

對(duì)于水電站內(nèi)某些控制系統(tǒng)設(shè)備，由于設(shè)備斷電可能造成控制系統(tǒng)失靈，將造成嚴(yán)重影響，因此需要兩路電源供電。當(dāng)一路電源斷電時(shí)，由于雙路供電另一路不會(huì)失電，以保持設(shè)備的持續(xù)供電，因此雙電源裝置的可靠性決定了設(shè)備供電的可靠性。

1?存在問題

某水電站由6臺(tái)、單機(jī)容量60萬kW，總裝機(jī)360萬kW的水輪發(fā)電機(jī)組組成，設(shè)計(jì)多年平均發(fā)電量166億千瓦時(shí)。其LCU開入、開出量信號(hào)的電源只有一路24V電源，當(dāng)電源模塊故障時(shí)，將導(dǎo)致整個(gè)LCU開入量信號(hào)回路、開出繼電器回路電源失電，造成所有LCU開關(guān)量信號(hào)消失，監(jiān)控上位機(jī)無法對(duì)LCU進(jìn)行監(jiān)視、控制。

1.1 開入量為單電源供電方式

該水電站LCU開入量為單電源PS3供電方式，當(dāng)存在輸入量XPWE-3或者XPWE-6失電時(shí)將會(huì)導(dǎo)致整條回路失電，監(jiān)控系統(tǒng)開入量也會(huì)失電，將造成嚴(yán)重影響;當(dāng)存在PS3的V+1、V+2、V-1、V-2失電將導(dǎo)致整條回路失電，監(jiān)控系統(tǒng)開入量也會(huì)失電，將造成嚴(yán)重影響。該類型電源模塊主要由開關(guān)電源元件構(gòu)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(duì)電源要求較高的設(shè)備。自投產(chǎn)以來電源模塊共出現(xiàn)5次故障，由于電源模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，因此故障后均進(jìn)行了更換。由于電源模塊內(nèi)部有大量開關(guān)電源的元器件，因此電源模塊對(duì)散熱有較高要求，平時(shí)應(yīng)注意電源模塊所在盤柜的通風(fēng)情況是否良好。

1.2?開出量為單電源供電方式

該水電站LCU開出量為單電源PS4供電方式，當(dāng)存在輸入量XPWE-3或者XPWE-6失電時(shí)將會(huì)導(dǎo)致整條回路失電，監(jiān)控系統(tǒng)開入量也會(huì)失電，將造成嚴(yán)重影響;當(dāng)存在PS4的V+1、V+2、V-1、V-2失電將導(dǎo)致整條回路失電，監(jiān)控系統(tǒng)開入量也會(huì)失電，將造成嚴(yán)重影響。該類型電源模塊主要由開關(guān)電源元件構(gòu)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(duì)電源要求較高的設(shè)備。

2?雙電源改造

2.1 開入量為雙電源供電方式

該水電站LCU開入量改為雙電源PS3、PS8供電方式，圖1中紅色部分為新增部分，當(dāng)存在PS3輸入量XPWE-3或者XPWE-6失電時(shí)將不會(huì)導(dǎo)致整條回路失電，當(dāng)存在PS8輸入量XPWE-3或者XPWE-6失電時(shí)將不會(huì)導(dǎo)致整條回路失電，監(jiān)控系統(tǒng)開入量也不會(huì)失電，不造成嚴(yán)重影響;當(dāng)存在PS3的V+1、V+2、V-1、V-2失電將不導(dǎo)致整條回路失電，當(dāng)存在PS8的V+1、V+2、V-1、V-2失電將不導(dǎo)致整條回路失電，監(jiān)控系統(tǒng)開入量也不會(huì)失電，將不造成影響。

2.2 開出量為雙電源供電方式

該水電站LCU開出量改為雙電源PS4、PS9雙電源供電方式，圖2中紅色部分為新增部分，當(dāng)存在PS4輸入量XPWE-3或者XPWE-6失電時(shí)將不會(huì)導(dǎo)致整條回路失電，當(dāng)存在PS9輸入量XPWE-2或者XPWE-5失電時(shí)將不會(huì)導(dǎo)致整條回路失電，監(jiān)控系統(tǒng)開入量也不會(huì)失電，不造成嚴(yán)重影響;當(dāng)存在PS4的V+1、V+2、V-1、V-2失電將不導(dǎo)致整條回路失電，當(dāng)存在PS9的V+1、V+2、V-1、V-2失電將不導(dǎo)致整條回路失電，監(jiān)控系統(tǒng)開出量也不會(huì)失電，將不造成影響。

2.3 開入開出量為雙電源改造方式

（1）新增2個(gè)開關(guān)電源模塊（72W 24V 3A），分別與原開入量、開出量電源回路并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)電源冗余;

（2）新增的開關(guān)電源模塊的24V+極輸出回路中增加二極管端子，與原24V電源并聯(lián);

（3）原開入量電源PS3的24V+極輸出回路中增加二極管端子與新增的電源模塊輸出并聯(lián);

（4）原開出量電源PS4的24V+極輸出回路中增加二極管端子與新增的電源模塊輸出并聯(lián);

（5）LCU開入量電源回路X24VI之間在增加一路連接線，實(shí)現(xiàn)雙路連接;

（6）LCU開出量電源回路X24VO之間在增加一路連接線，實(shí)現(xiàn)雙路連接。

2.4 開入開出量為雙電源改造對(duì)比

根據(jù)以上對(duì)水電站雙電源改造對(duì)比分析，改造后效果明顯：

1）開入量端子：PS3的XPWE-3、XPWE-6、PS8的XPWE-3、XPWE-6、PS3的V+1、V+2、V-1、V-2、PS8的V+1、V+2、V-1、V-2，改造成雙電源后，PS3、PS8同時(shí)失電才會(huì)失電，任意一個(gè)失電不會(huì)造成影響。

2）開出量端子PS4的XPWE-3、XPWE-6、PS9的XPWE-2、XPWE-5、PS4的V+1、V+2、V-1、V-2、PS9的V+1、V+2、V-1、V-2，改造成雙電源后，PS4、PS9同時(shí)失電才會(huì)失電，任意一個(gè)失電不會(huì)造成影響。

3?結(jié)語

雙電源裝置在電廠中廣泛使用，根據(jù)不同的設(shè)備和不同的需求選用不同形式的雙電源裝置，雙電源增加了電源的可靠性，進(jìn)而增加了現(xiàn)地控制單元LCU開入開出量的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張星.雙電源切換開關(guān)電器應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J].科技風(fēng).2015，07.96.

作者簡(jiǎn)介：

姜巍（1993-），男，助理工程師，雅礱江水電開發(fā)有限公司，從事水電廠二次設(shè)備檢修維護(hù)工作，E-mail：jiangwei1@ylhdc.com.cn

朱力（1987-），男，工程師，雅礱江流域水電開發(fā)有限公司，從事水電廠二次設(shè)備檢修維護(hù)工作，E-mail：zhuli1@ylhdc.com.cn。

（作者單位：雅礱江流域水電開發(fā)有限公司）