静态切换开关在DCS系统中的应用

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  摘要:随着流程工业自动化程度的提高,DCS系统的应用非常广泛,并且在很大程度上决定了流程工业和各项工作能否顺利进行。随着工业上对设备的可靠性要求的逐渐提高,静态切换开关(STS)的应用显得尤为重要。静态切换开关,是一种全新的研究成果,它能够避免安全事故的发生,并且对DCS系统的正常运行,提供了电源无扰切换的安全保障。
  关键词:静态切换开关(STS) DCS系统 应用
  根据我国目前的发展来看,DCS系统应用在流程工业自动化领域已经相当普及,其对供电可靠性提出了更高的要求,一些重要设备均不能断电,要求在设计时考虑冗余供电,静态切换开关装置随之得以广泛应用。另一方面,DCS系统也在不断的更新,社会和企业开始追求更高性能、更安全、更先进的系统。本文主要对静态切换开关在DCS系统中的应用进行讨论。
  一、静态切换开关的原理
  静态切换开关(STS)又称为双电源切换装置,用于在两个独立的AC电源之间转换供电,第一路出现故障后STS自动切换到第二路给负载供电,第二路出現故障STS自动切换到第一路给负载供电。与传统的自动转换开关ATS不同,静态转换开关提供快速负载转换(一般为1/4周期),保证精密的电子设备不间断工作。负载重新转换到主输入电源是瞬时的(≤5ms)。适合用于UPS与UPS,UPS与发电机,UPS与市电,市电与市电等任意两路电源的不断电转换。
  STS静态切换开关主要由智能控制板,高速可控硅,断路器构成。其标准切换时间为≤8ms,不会造成IT类负载断电。既对负载可靠供电,同时又能保证STS在不同相切换时的安全性。DCS系统在切换时间小于20ms的情况下可以保证不断电,因此,STS完全能够满足DCS系统的供电要求。STS广泛应用于包括电力工业的自动化系统,石化工业的电源系统,计算机和远程通讯中心,大楼的自动化和安全系统,以及其他对电源中断敏感的设备。
  STS有高速(H级,转换时间5mS)适用于同步电源。一般速度(N级,转换时间小于20mS)可用于非同步电源,两种规格的产品,使用者可根据不同需要选择。STS采用多CPU检测控制技术,大大提高了对供电电源的检测、判断及转换速度,提高了开关工作的可靠性。
  二、静态切换开关(STS)在DCS系统中的应用
  根据当下的研究水平,静态切换开关主要是分为两类。第一类,用中间继电器或者是接触器搭的切换装置。这类装置的应用比较普遍,是广大电力企业的首选,并且得到了业界的肯定。第二类,STS静态切换开关。此类开关的应用目前也比较广泛。STS有独立式的,也有采用方便在机柜中安装的形式的,一般DCS系统会采用后者。
  (一)中间继电器或者接触器搭的切换装置
  该装置总体上的结构和原理相对简单,价格上也不是很昂贵。例如,选择中间继电器或者是接触器搭的切换装置时,切换时间比较短,部分装置甚至小于20ms。从调查得到的数据和资料显示,DCS系统当中,采用中间继电器或者是接触器搭的切换装置,长久的应用以后,就会发现中间继电器或者接触器搭的切换装置,存在一些缺点,例如接线繁琐;无法满足大容量设备或系统供电要求等等。从综合的角度来分析,此种装置比较适合一些小型电厂或者电力企业,服务的DCS系统也是比较普通的一类。值得注意的是,在实际工作当中,由于接触器主触头容量比中间继电器要大很多,动作时间相对中间继电器长一些,切换时间甚至大于50ms。在今后的工作中,可以选择经过UPS的过渡以后,再给DCS系统供电,这样一来既满足了工作上的需求,又不会造成浪费,是一种较为理想的选择。
  (二) STS静态切换开关
  在DCS系统的运行当中,经常用到STS静态切换开关。此种开关的优势非常明显,不会造成负载断电,可提供较强的电力保障,有报警及开关当前位置(标配),有RS485通信接口(可选项)。静态切换开关的技术主要来自外国,由于国外的产品价格比较高,静态切换开关正在逐渐本土化,国内也有一些比较好的STS厂家,经过实践,其产品应用起来也是非常更可靠的。STS静态切换开关在应用时,要注意DCS系统供电需求,以及安装应用等方面。
  下图是一款220V/6KW的,标准19英寸机架式(1U×19英寸)安装的静态切换开关,安装非常方便,比较节省机柜空间,重量也比较轻(6kg)。
  总结:
  本文就静态切换开关在DCS系统中的应用进行了一定的阐述,并且对不同的开关应用效果进行了分析。到目前为止,我国的研究成果基本上都已经投入使用,正在开发的开关也得到了广泛的实践,相信在不远的将来,可以取得更好的成果。
  参考文献:
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