摘要：本文经由过程对电厂监控系统装备运行中常见的电源问题、风险及其成因进行分析，提出了保障中小型水电厂微机庇护、监控、远动装配电源靠得住性的方式和防护措施。要害词：监控系统电源风险防护法子随着科技前进，电力行微机庇护、远动、通讯装配及计较机监控系统装备已普遍采用年夜规模集成电路为主的元件，而这些元件对使用情况十分敏感，对电源要求很高。据相关统计，80微电子仪器装备和计较机系统的故障，是由于供电问题引发的。非凡在发电厂因其非凡缘由，其交流电源其实不稳定，在恶劣条件下还会超越划定范围，造成供电恶劣。计较机将可能泛起系统解体，文档丢失，数据接收处置毛病，芯片及硬件被损坏等其他缘由不明的故障，从而加速装备老化，增年夜维修，影响电厂一次装备的庇护和监控。尤其是在“无人值班、少人值守”的电厂，对微机庇护、监控系统的依靠性更高，如发生此类问题，风险性更年夜。是以对微机庇护、远动、通讯装配及计较机监控系统的电源问题应高度重视，不能简单看待。笔者持久在微机监控电厂工作，在实践中，有许多亲身的感受，现就监控系统电源对装备运行可能发生的风险和防护方式，提出小我看法的解决方案。1概述发电厂二次系统电源多取至一次系统，经厂用变压器降压后，供电厂低压装备使用，由于电厂低压负荷多为年夜功率电念头、照明、整流器等为主的感性负荷，其启动、运行及故障均会对供电网络电源造成影响，而且在电力系统中，雷电波进侵、发机电事故和操作过电压泛起机率较高，将直接对二次装备形成冲击。当二次系统的电源庇护举措措施不完善时，极易由于一次系统或二次系统的电源劣化造成对各类细密电子仪器的冲击损害。在现实运用中，应将微机装备、计较机监控系统的电源供电靠得住性和要求放在位，效率可退而求其次。电厂重要的电力电子装备电源保障问题应连系高压、低压两方面来斟酌。2常见电源主要问题及风险影响发电厂电力电子装备电源主要身分有以下几个方面：2.1电压的变化范围过年夜中小型发电厂厂用电一般取至发机电机端母线，此种供电方式简单、靠得住，但在现实运行中，影响厂用电电压变化主要有：（1）由于电网上的存在扰动或间歇性负荷及发机电运行中的波动等影响，引发电网电压变化，传递到厂变高压侧。例如当发机电处在逆调压，机端电压上升至105UN，如变压器的变比K*=U1UIIN/UIIUIN=1/1.10，即一次侧电压为线路额定电压时，二次侧的空载电压较线路额定电压高10。（2）厂用电低压侧年夜功率电念头启、停，也会形成厂用电电压波动。常会泛起电压变化范围过年夜情况。使电厂厂用电电压情况较常规用户恶劣得多。而厂用电电压不稳定将会致使负载不能正常工作或负载使用寿命缩短。2.2过电压冲击电力系统的过电压一般可分为下面三类：（1）暂时过电压(工频过电压、谐振过电压)引发暂时过电压缘由主要是：不合错误称短路时致使正常相上泛起工频过电压；空载线路电容效应引发工频过电压；突然甩负荷引发发机电加速发生电压升高等。（2）操作过电压引发操作过电压主要缘由有：中性点不接地系统中的电弧接地过电压；空载线路或电容性负载的拉闸过电压；电感性负载的拉闸过电压；空载线路合闸过电压，非凡是重合闸时发生的过电压。（3）雷电过电压雷电过电压主要分为直击线路上的雷电波进侵和感应雷，感应雷是雷电在四周的户外传输旌旗灯号线路、埋地电力线、装备间毗连线发生的电磁感应并侵进装备的雷电波。过电压的配合特点是：在电力线路或旌旗灯号线路上，瞬间泛起波头时间一般在0．25～20μs，单元能在2．5～10MJ／Ω，延续时间微秒级的年夜功率浪涌电压（电涌），在220伏电路系统中可到达5,000或10,000伏。电涌是一种异常电流脉冲，由于以年夜型CMOS集成元件组成的这些电子装备普遍存在着对暂态过电压、过电流耐受能力较弱的错误谬误。暂态过电压不仅会造成电子装备发生误操作，同时使电子装备遭到干扰，数据丢失；严重时可引发元器件击穿及电路板烧毁，使整个系统陷于瘫痪。非凡是计较机及辅助装备、法式控制器、PLC、程控交换机、微波中继装备等含有微处置器的电气装备极易遭到电涌的损坏。统计数据讲明，泛起问题的电气产物中，有60％是由于电涌酿成的。是以对电涌防范上应高度重视。2.3波形失真（或称谐波）在发电厂中，厂用电谐波发生的缘由是交流-直流(AC-DC)整流器、UPS电源、荧光灯、计较机、电力电子装备和电器装备中开关电源的使用或二次电源自身发生。谐波对微机庇护、监控系统主要风险以下：（1）继电庇护和自动装配误动作，并使电气丈仪表计不准确；（2）临近的通讯系统发生干扰，轻者发生噪声，下降通讯，重者致使信息丢失，影响通讯系统没法工作。事实上，对中小型水电厂，发生谐波的装备有限，且防范措施完善，谐波一般在划定范围内，不会对电力微机庇护及监控自动化装配有年夜的影响。2.4电压下陷/下降当装备电源电压延续时间达一个到数个周期，甚至更长时间低于额定值的80-85时。则称为电压下陷。其发生缘由包括：年夜型用电装备启动和运行、年夜型电力变压器接进、主电力线切换、线途经载等。电压下陷是多见的电力问题，它占了电力问题的87％。电压下陷可能造成计较机键盘、鼠标、调制解调器等接口装备暂停作，重则破坏硬盘、使内存数据流失、档案损坏、计较机内的组件损坏，缩短计较机的使用寿命。2.5噪声干扰源于电磁波或高频波感应，它是一种高频率变化，在正常电力50Hz频率上发生介于15-100电位扰动。电念头运行、广播发射、微波辐射及电气风暴城市造成噪声。噪声过年夜可能让电脑CPU发生误判，严重者可能烧坏CPU和其他电脑配件，致使计较机运行毛病，自动装备误动作，没法正常工作。3保障中小型水电厂微机庇护、监控、远动装配电源靠得住性的方式国家制定的《水电厂计较机监控系统基本技术条件》对电源的技术要求是：厂用交流电源变化范围：220/380V±10单相或三相50HZ±2；厂内蓄电池直流电源：176~253V（220V额定值）。在供电靠得住性方面，《技术条件》划定，电站级应设置装备摆设不中断电源，现地控制单元宜设置装备摆设不中断电源(UPS)或厂内直流蓄电池供电的逆变电源。在电厂监控系统电源庇护上应注重以下几个方面。3.1防雷庇护雷电对监控系统风险主要是经由过程通讯、旌旗灯号采样电缆和电源部门两条途径进侵。非凡是低压电源的防雷庇护，尤其应当重视。通讯、旌旗灯号采样电缆在敷设安装时可在电位联络、屏障、庇护隔离、合理布线和设置过电压庇护器等措施方面斟酌。如采用可能遭到感应雷击的户外电缆使用屏障电缆，屏障层两头靠得住接地；装备的旌旗灯号和数采部门安装光电隔离装配；和装备接口处加装压敏电阻或用的防雷模块组成的单级或多级庇护。将雷击损坏可能性下降到小。雷电波侵进低压电源造成装备损害极年夜，也是监控装备受损的主要缘由，其原理进程为：雷电波凡是是经由过程高压线路侵进低压线路。由于雷电波的电压、能极高，且高压阀式避雷器等装备技术上的局限性，虽然尽年夜部门的雷电能都能在到达装备之前得以消除，但事实上，在低压线路上依然有时间很短的低能尖峰脉冲（电涌）的形成，经由过程所用变压器的低压出线，加到发电厂内所有的220V交流回路中。对于电源部门的雷电波风险，难以用单一级的避雷装配一步到位地解决问题。而应当采用多级防护的手段，慢慢把雷电压下降到答理的范围之内。对于微机化水电站，可从高压、低压侧的防护着手。（1）高压侧可更换使用高的金属氧化物避雷器。哄骗其响应速度快，伏安特征平展、残压低、涌流年夜的特点，尽下降一次雷电波残压。（2）可在厂用变压器低压出线端加装普通陶瓷氧化物低压避雷器庇护低压配电装备。减低侵进低压侧的雷电波电压。（3）在监控微机电源处加装具有低压防雷功能及过电压庇护功能的电涌庇护装配。（4）不中断电源（UPS）装配选用上，可首先斟酌使用防雷功能的智能在线式UPS。经由过程多级雷电波防护装配，使雷电能都能在到达装备之前得以消除，到达庇护装备的目的。3.2电涌防护发生电涌缘由有很多，雷电、操作过电压、年夜型电力装备启、停等。而且来自电网的电涌更为频仍。电涌是风险电力电子装备元件的主要缘由。电涌防护主要采用电涌庇护装配。在选用电涌庇护装配时可参考以下几个身分：（1）选小体积电涌防护器，因体积小电涌防护器内部电感响应减小，防护效果就更好；小体积防护器因可就近安装在配电箱处，缩减毗连线长度，以削弱因连线长而对防护系统的不良影响。（2）选择时间反应快的电涌防护器，各厂家的电涌防护反应时间均存在差异，虽在毫微秒(纳秒)级均合适技术要求。但时间反应快的电涌庇护器对电涌防护的效果更好。（3）对监控系统总电源进口处，选装一次能够处置年夜电流的电涌庇护器。年夜电流（峰流）是一个电涌防护器处置年夜电流的能力。对多雷击区的珍贵电气装备，可在进口的交流配电箱处安装一个较年夜的防护器，庇护后面装备。（4）选择吸收能力较高的电涌防护器，电涌防护器吸收能的能力以焦耳来衡，焦耳值越高，其使用寿命越长，避免电涌防护器在使用中损坏。（5）电涌防护器钳制电压是一个重要指标。是将过电压钳制到电气装备所能承受的平安范围之内的能力。据GAl73—1998尺度划定：用于220／380V电力系统的计较机防雷保安器(电涌防护器)的钳制电压应小于或等于2kV。用户可参考选择。（6）装配合适UL449、IEEE、NEMA和IEC尺度和我国GAl73—1998国家尺度。（7）选择厂家方面，应多方考查，综合对比，选择稳定，功能周全的电涌防护装配，可产物。3.3电压波动及谐波防护为防护水电厂厂用电压波动及谐波影响，可斟酌使用以下装备（1）隔离变压器经由过程隔离变压器隔离电网中瞬变脉冲等旌旗灯号干扰，保障传输工频电能。在频仍泛起瞬变脉冲的电网中，可斟酌使用。（2）稳压器使用交流稳压器，在供电输进电压或负载发生变化时，能连结负荷侧稳定的输出电压，下降电压波动对装备影响。在电力电子装备电源使用上，可选择使用电子交流稳压器这类稳压性能好的装配。事实上，如电厂计较机系统使用在线式UPS，可省略稳压器。（3）滤波器由于谐波对通讯，自控，继电庇护，计较机系统发生高频辐射或电压闪变，干扰系统的正常运行甚至酿成事故。是以，对电力谐波影响不容轻忽。可采用低通滤波器来避免谐波侵进计较机系统。3.4断电保障由于电厂监控系统的重要性，在全厂失电的情况下，仍需要继续工作，凡是使用不中断电源装配（UPS），在线式不中断电源。在线式UPS结构虽然复杂,但性能完善，还可解决尖峰、浪涌、频率漂移等电源问题，可延续输出电压和频率稳定的纯净的正弦波交流电。凡是运用在对供电要求高，不答理有中断时间的要害装备的情况中。（1）不中断电源（UPS）的选择参考方式有①功率选择上，普通PC机或工控机的功率在200W左右，服务器在300W~600W之间，其他装备的功率数值可以参考该装备的说明书。一般按UPS所带输出负载占UPS功率输出60左右为好，靠得住性高。应避免年夜功率UPS带载太轻，否则会下降电池的使用寿命。②选择靠得住厂家的UPS产物。对用户而言，UPS经常是庇护装备与数据平安的后防线，在靠得住性的保障上有重要意义。国内国外的产物都可以作为选择对象。避免使用冒充伪劣产物，造成系统元件损坏。③对UPS设置装备摆设电池应当足够重视，蓄电池是UPS的重要组成部门，其黑白直接关系到UPS的正常使用，所以应慎重选择有保证的正牌蓄电池。（2）在现实使用中，用户应当注重不中断电源会泛起以下问题：①UPS蓄电池不能实时供电，而造成系统中断，此类故障占UPS故障的６０％，故应对蓄电池定期维护检查。②虽然年夜部门UPS具有避雷措施，但防护有限，不能庇护负载平安，往往自身遭到雷击，UPS易损坏，UPS输进端口依然要零丁斟酌靠得住的防雷措施。③采用年夜中型UPS均为集中输出，其负载之间存在传导干扰，若泛起短路事故，将造成所有负载运行中断，影响面广，后果较为严重，可在供电线路安插上综合斟酌。（3）用户在使用UPS应当注重以下事项：①UPS的使用情况应透风秀，利于散热，情况连结清洁。②UPS切勿带感性负载，以免造成内部元件损坏。③UPS应适当放电，有助于电池的激活，。如持久不停市电，每隔三个月应工钱断失落市电用UPS带负载放电一次，以延长电池的使用寿命。④UPS放电后应实时充电，避免电池因过度自放电而损坏。使用不中断电源(UPS)是一种靠得住解决计较机监控、微机庇护、通讯系统电源不中断的方案，在电力系统中越来越普遍的运用。同时在电力系统中，使用直流逆变电源与UPS装配连系方式来保障电力电子装备供电靠得住性是一种很好的方案。如市场上有种电力用电源的新型电源装备，其原理图如（图1）图1原理图其工作原理是：当输进交流供电正常时，首先将滤波后的交流电整流成直流电，电源中的逆变器在脉宽调制（PWM）控制旌旗灯号的作用下，将直流电酿成（被功率放年夜的脉宽调制）交流电，经逆变器的输出滤波器向负载输出。当输进交流供电异常时，改由直流系统蓄电池组向本装配提供220V的直流电，然后再逆酿成220VAC的交流电，继续向负载供电。它哄骗年夜容直流蓄电池组作为后备电源，年夜年夜提高了备用电源的靠得住性，进而保证了UPS电源能够有不中断纯净交流电的输出，给负载提供了靠得住的电压源。由于采用在线式设计，没有切换时间，靠得住度高。中、小型水电厂用户在升级改造监控、庇护、通讯电源中可参考选用。4竣事语当前，微机自动控制装配在中小型水电厂虽然已普遍运用，但由于投资、设计等缘由，许多用户对计较机、PLC、RTU装备的电源使用其实不很重视。虽然工控机是依照严酷的尺度生产，可在一定恶劣条件下运行，但事实上，由于发电厂的非凡缘由，这些装备的工作情况加倍严重。受损机率更年夜。往往一个要害元件受损，可能会给电厂带来极年夜的经济损失。鉴于此，很有需要接纳有用的防护措施，庇护计较机装备，确保电厂平安运行。