• 技术支持-Symphony电源设备是AC/DC转换设备

    2019-12-14      

    NKTU01

    SPBRC300

    IMCIS22

    IMASI23

    Symphony电源设备是AC/DC转换设备

    电源通常放在机柜的最上层 (如Symphony)或最下层(如T-XP),高效、稳定、无干扰的交流供电系统是现场控制站正常工作的重要保证,而要做到这一点,首先需保证供给现场控制站的交流电源的稳定可靠,一般采取以下几种措施:①每一现场控制站均采用双相交流电源供电,两相互为冗余;②如果附近有经常开关的大功率用电设备,应采用超级隔离变压器,将其初级、次级绕组间的屏蔽层可靠接地,能很好地隔离共模干扰;③若电网电压波动很严重,应采用交流电子调压器,快速稳定输入电压;④为了保证控制的连续性,应装设不间断供电电源UPS。
        DCS系统中的主要电源设备是AC/DC转换设备,主要包含三种类型:线性电源、开关电源和不间断供电电源UPS,其中线性电源现在已经基本不再使用。
        ㈠线性电源
    线性电源主要包括工频变压器、输出整流滤波器、控制电路及保护电路等。
    线性电源是先将交流电经过工频变压器变压,再经过整流电路整流滤波得到未稳定的直流电压,要得到高精度的直流电压,必须经过电压反馈调整输出电压,这种电源技术很成熟,可以达到很高的稳定度,波纹也很小(可以达到5mV),而且没有开关电源具有的干扰与噪声。但是,它的缺点是需要庞大而笨重的变压器,所需的滤波电容的体积和重量也相当大,而且电压反馈电路是工作在线性状态,调整管上有一定的电压降,在输出较大工作电流时,致使调整管的功耗太大,转换效率低,还要安装很大的散热片。这种电源不适合计算机等设备的需要,已逐步被开关电源所取代。
        ㈡开关电源
    开关电源主要包括输入电网滤波器、输入整流滤波器、逆变器、输出整流滤波器、控制电路及保护电路等。  
        开关电源是将交流电先整流成直流电,再将直流电逆变成交流电,再整流输出所需要的直流电压。这样开关电源省去了线性电源中的变压器,以及电压反馈电路。而开关电源中的逆变电路完全是数字调整,同样能达到非常高的调整精度。
        开关电源的主要优点有体积小、重量轻(体积和重量只有线性电源的20%~30%)、效率高(一般为60%~70%,而线性电源只有30%~40%)、自身抗干扰性强、输出电压范围宽及模块化等。
        开关电源的主要缺点:由于逆变电路中会产生高频电压,对周围设备有一定的干扰,需要良好的屏蔽及接地。
        ㈢不间断电源系统UPS
    UPS即为不间断电源系统,是DCS系统中经常需要配备的备用交流电源,在220 V交流主电源中断的情况下,可以由UPS给系统供电。为电厂配置的UPS结构框图如图11-25所示。
    虚线框内为UPS装置,它由整流器/充电器、逆变器、静态开关、手动旁路开关四部分组成。UPS装置的交流电源由两路冗余的不同段的厂用电保安电源供电,经UPS主系统隔离变压器和UPS旁路隔离调压变压器,由380V、3相变压为220V、单相。  
    正常供电路径是:厂用电保安段Ⅰ380V、三相电源经UPS主系统隔离变压器变压为220V、单相,向UPS装置供电,经整流器/充电器将220V、单相交流电整流为220V直流电,该直流电一方面送逆变器转变为220V、单相交流电,再经静态开关、手动旁路开关作为UPS装置的输出电源,送经220V交流UPS电源配电柜向DCS系统各机柜配电;另一方面该直流电向220V直流蓄电池组浮充电,使直流蓄电池组保持额定容量的功率。一旦厂用电保安段Ⅰ失电,或UPS主系统隔离变压器故障或UPS的整流器/充电器故障,则220V直流蓄电池组投入工作,作为主电源,因此对220V直流蓄电池组的容量要有一定的要求,一般直流蓄电池组的容量应满足DCS系统在额定负荷下至少0.5h的用电量。如果直流蓄电池组不满足额定负荷下0.5h的用电量或UPS逆变器故障,则静态开关自动将供电电源切至UPS的旁路电源。由于DCS系统微处理器和存储器等对中断电源时间的要求很严,静态开关自动切换的时间要小于或等于5ms,如果由厂用电保安段ⅡUPS旁路电源长期供电,可将手动旁路开关切至UPS旁路电源。UPS装置及其配套的变压器容量应根据DCS系统的最大负荷量设计,并应留有一定的余量。
    现场控制单元内部各模件的供电,均采用直流电源,但对直流电源的等级要求不一,常见的有+5、±12、±15、+24V,也有更高直流电压要求的情况。因此,现场控制单元内必须具备直流稳压电源,将送来的交流电源转换为适应内部各种模件需要的直流电源。通常情况下,+5、±12V供给现场控制单元中的控制器和I/O模件使用;+24V供给端子板(为测量仪表或执行机构提供电源)和手操器使用。对控制器供电的电源一般均要求与对现场检测仪表或执行机构供电的电源在电气上互相隔离,以减小相互干扰。    

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