石油化工電氣儀表安全供電系統探討

 一、本文概述：
        石油行業作為一個國家的能源支柱，在國民經濟生產中發揮著重要的作用。伴隨著現代科技水平的不斷進步，各種的科學技術諸如集成化的控制模塊，智能化的的數據處理單元、各種遠程地控制技術在石油化工行得到了**的應用，極大地提高了生產的精確程度和可靠性、安全性。石油化工生產中應用的各種精密電氣儀表的供電都屬于一級負荷，為保障石油化工企業的安全生產，需要提高其電氣儀表的供電安全，不僅提高系統設備的電源可靠性，還要合理配置儀表供電系統，降低控制系統和儀表的供電風險。本文即是從電氣儀表等設備的電源安全性探討了提高電氣儀表供電系統安全性的方法。希望對從業人員的實際工作提供借鑒
 
二、儀表供電可靠性分析
　　石油化工企業的儀表供電電源一般是將電網220VAC轉換為24V、110V、220V三個等級的電壓，通過AC/DC轉換器轉換為24VDC，對直流儀表進行供電，通過變壓器轉換為110VAC，對相應儀表進行供電，采用UPS（不間斷電源）220VAC對需使用各種雙回路冗余配置電源儀表進行供電，并使用低壓短（斷）路器對線路進行控制。經如常見的智能電磁流量計和超聲波流量計、壓力和液位變送器等設備都支持24VDC的電源供電，在特殊的電磁干擾較大的場合中，為了防止外部的電磁干擾，往往會采用直接的220VAC供電。安裝常見的石油化工電氣儀表供電安全隱患主要表現在：*先，對需要經過24VDC直流供電的直流儀表沒有按照要求采用冗余配置模式；二，DCS、PLC系統等需要采用雙回路電源的儀表未采用雙回路供電，而在分子線路上并聯兩個電源對回路進行供電，當斷路器斷開、UPS電源故障、外部電網中斷等事故發生時，電氣儀表形成封閉的供電線路，造成短路。提高石油化工電氣儀表的安全、正常運行，需要提高電氣儀表供電系統的安全性、可靠性。
 
　三、不同的儀表設備的供系統的差異　
　　1.1 儀器儀表設備及供電系統
　　石油化工生產中使用的精密儀器儀表設備主要有溫度儀、壓力表、流量儀、行程儀、分析測量儀、操控執行元件、壓力變送器等，另外還有集控操作站、工程師站、各類輔助測控儀器，對于整個自動化生產系統一般采用DCS分散測控系統和SIS儀表測控系統。對電氣儀表的供電設施主要有PLC控制器、電控閥、220VAC交流電源等。電氣儀表系統的其他附屬電氣設備主要包括控制系統的機柜、分析儀機柜內的照明設備、散熱風扇、加熱器等設備。
　　1.2 主要儀器儀表的供電要求
　　DCS分散控制系統是整個自動化生產系統的核心，DCS的運行安全直接關系到自動化生產系統的正常運轉。DCS相關裝置在生產時一般采用雙回路電源供電，相對單回路供電具有較高的安全性。
　　SIS儀表測控系統如同DCS系統，也采用雙回路冗余配置的電源，并配有雙電源調整器，在使用過程中只要保證一回路供電安全即可正常運行。
　　當電源出現短時間的波動時，對現場儀表如溫度儀、壓力變送器等影響不大，但是參與聯鎖現場儀表變送信號，如軸振動、軸移位等信號會受到較大的影響，信號的偏差可能造成一系列的誤動，如聯鎖動作機組停止、閥門誤動等。為保證儀器接收信號的可靠性，一般對儀表的電源選擇雙電源并聯供電，即使用兩個回路的220VAC電源對兩臺24V直流電源供電，確保供電安全。
　　外圍設備一般采用單回路電源供電，其偶爾瞬間斷電不會影響到系統的正常運轉，但是過于頻繁的斷電或啟動會影響設備的使用壽命，對系統的正常運行也有一定的影響。
　　PLC、電控閥、使用220VAC交流電源的供電儀表系統等參與安全保護的設備需要采用雙電源冗余配置，提高供電安全，保護儀器儀表安全。
　　電氣儀表系統的附屬設備一般采用單路電源供電，當供電出現短時間的故障時不影響電氣儀表系統的正常運行，通常直接連接市電。但為保證電氣儀表系統的正常運行也需要對這些設備的供電故障及時進行排除。
　　　　
三、如何有效提高電氣儀表供電系統安全性析
　　3.1 總電源
　　在連接市電對石油化工企業自動化生產系統進行供電時，選擇大于10kVA的供電電源，并采用兩個UPS電源或者UPS電源與市電供電并行的供電方式，在整體上確保系統的供電安全。
　　3.2直流供電儀表系統
　　石油化工企業的24VDC直流儀表的供電需要采用AC/DC轉換裝置，將市電220VAC電流轉換為24VDC電流。采用兩臺24VDC直流穩壓電源，進行并聯供電，在每個電源輸出正極端連接一個大功率解耦二極管，對兩個電源進行隔離，形成直流電氣儀表的供電冗余配置，這種冗余配置方案不僅簡單、成本低廉，還有效提高了直流電氣儀表供電的安全性。
3.3雙回路供電儀表系統
　　3.3　DCS分散控制系統、SIS儀表測控系統、PLC系統等是石油化工自動化生產系統的核心，這些測控儀表系統的供電安全十分重要，因此對這些測控儀表系統的相關設備在生產時需要確保其生產質量，并在供電中采用冗余+容錯控制方式，設置兩個獨立的電源，其中一個為主電源，另外一個為冗余電源，當其中一個電源出現故障停止供電時，系統仍然能夠正常運行，提高關鍵元件供電的可靠性。
　　3.4 單路220VAC供電儀表系統
　　在石油化工自動化生產系統中，對生產中的壓力表、流量儀、位移儀、在線分析儀、小型獨立PLC控制系統等的供電要求相對較低，這些系統儀器短時間的斷電對石化產品的生產影響不大。因此為節省成本，降低線路的復雜性，對這些設備系統直接采用市電單路電源供電，單路220AC供電能夠滿足這些電氣儀表的供電需求，從技術層面和經濟層面都較為合理。這個在智能電磁流量計安裝即為典型代表。
　　單路220VAC供電儀表雖然可以在短時間內允許斷電，但在發生斷電事故后需要及時進行搶修，長時間的斷電會影響儀表對相關數據的測量和控制，影響化工產品的正常生產。在供電系統中安置一個靜態轉換開關，即當UPS不間斷電源出現故障后，內部電路閉鎖控制靜態轉換開關將電源切換為市電，市電對石化企業電氣儀表系統進行隔離供電，一方面保證電氣儀表系統的供電安全，另一方面為對UPS電源進行搶修提供了便利。
 
四、文章結語
　　石油化工生產企業內部的測控電子儀器儀表系統向著規模化與復雜化的方向發展，因此對于系統的控制規模和要求也在不斷地加大，如何保證生產中各種儀器儀表測量的控制正確穩定地工作，就必須提高電氣儀表的供電系統安全性。確保電氣儀表供電系統的安全一方面要提高控制系統設備電源的可靠性，就要求每個項目和生產環節在設計、安裝、使用中合理進行供電系統的設計和實施，提高供電系統的可靠性和安全性。（本文由潤中儀表科技有限公司整理發布）

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