關于石油化工電氣儀表安全供電系統設計

(中國化學工程第十一建設有限公司 ， 河南 開封 475004)

石油化工中電氣儀表的正常運作，對天然氣等能源的加工、供應有重要意義，因此電氣儀表的供電系統也尤為重要。本文主要對其供電系統進行相關簡述，探討供電系統的設計原則，并深入分析供電系統存在的意義，以提出相關的改善對策，達到提升供電系統穩定性、安全性的研究目的。

1 石油化工電氣儀表安全供電系統

電氣儀表是指對電氣參數進行測量、對電能質量等進行監測評估的電氣參數測量控制設備。石油化工涉及到石油、天然氣等物質的加工煉制，是我國主要的支柱產業之一，對推動我國國民經濟有重要作用。因而利用電氣儀表對所供能源情況進行監測、控制尤為重要，通過相應的監測、分析，可有效控制相關能源的輸送、供應情況，減少能源浪費等狀況的發生。通過石油化工電氣儀表安全供電系統，避免石油化工所供產品出現爆炸、燃燒等狀況，有效保障城鄉居民的生命安全，保障其能源使用的安全度。

2 設計原則

2.1 電氣儀表的準確性

由于石油化工涉及到的能源供應、輸送均有一定的危險性，因此不同量級的能源量均有不同的危險系數及危險因素。在石油化工電氣儀表安全供電系統的設計過程中，尤為重視電氣儀表的精準度，確保石油化工電氣儀表安全供電系統在達到所設定的危險量級時，能精準給予一定的預防、安全處理，包括安全聯鎖等，以預防、阻止危險事故的發生，有效減少供應、輸送能源所致的損害。

2.2 電氣儀表功能的健全穩定

電氣儀表除能精準有效地反饋監測能源的相關數據外，還需確保石油化工電氣儀表安全供電系統各功能作用的健全穩定，包括預警功能及對監測數據在各區間所涉及危險的安全處理，保障其各功能的有效性，使其能更自動化地幫助人們消除相關危險隱患，保障能源運輸、使用過程中的安全性，確保所用儀器能有效適應其工作現場的應用情況。

2.3 電氣儀表的維護維修與擴展

由于石油化工涉及物質的危險系數較高，因此為確保石油化工電氣儀表安全供電系統監測控制的精準度及其功能作用的穩定有效性，還需定期對電氣儀表進行維護、維修與擴展，尤其是運行周期較長的設備，易出現老化、監測控制功能落后等狀況，則需重視對相關電氣儀表的維護、維修及擴展工作，在降低電氣儀表更換成本的同時，能保障其應用的安全度。

3 存在的安全問題

由于我國主要涉及的供電電壓有交流電壓220 V和直流電壓24 V。在供電過程中，經由低壓斷路器監測、控制，并經由變壓器達到電能輸送、供應的目的。因此就我國當前的供電情況而言，主要存在3項問題：①24 V直流電壓直流電氣儀表未采用冗余式配置方式。②PLC控制器、DCS分散測控系統未采用雙回路供電，而是在分線上通過并聯方式，達到同時對兩個電路供電的系統設計目的；然而一旦一方分線出現問題，則易導致短路等狀況的發生風險。如UPS電源故障、斷路器中斷等，均會導致相應分線安置的電氣儀表在此分線處形成封閉供電環路，最終導致短路等狀況發生。③按當前常見系統設置，一旦照明、排風等設備出現短路，則會嚴重影響其整體的安全供電系統及電能的正常運輸與供應。即照明、排風等設備的電路同安全供電系統的電路為同一條，則照明、排風處出現問題，會影響整條線路的功能，最終會影響安全供電系統的正常運作。

4 安全分析及相應問題的改善對策

石油化工電氣儀表安全供電系統的安全分析及相應問題的改善對策如下。

4.1 優化總電源

包括采用>10 kVA的供電電源，以確保在市區內的電能供應、運輸過程中能給予相應電氣儀表一定的電力支持，保障市區內整體的供電穩定性及安全性。同時除常規的一路UPS供電方式外，還可同時運用兩個UPS電源進行供電，以達到并行供電的石油化工電氣儀表安全供電系統設計目的。

4.2 優化雙回路供電模式

由于當前石油化工電氣儀表安全供電系統主要涉及有SIS儀表控制安全監測系統、DCS分散測控系統、PLC控制系統這幾種類型，因此需重視這三種系統供電的安全度與可靠性。在石油化工電氣儀表安全供電系統設計過程中，加入雙回路供電系統設計方案，即同時設立兩個獨立的電源，利用冗余配置方式及容錯控制方式，將這兩個電源有分設成主電源及冗余電源。由于兩個電源相對獨立，則一旦某一電源出現故障，則可立即采用另一電源進行供電，以提升石油化工電氣儀表安全供電系統的穩定性，確保輸送、供應電能的穩定性及可靠性，有效減少停電等狀況的發生幾率。則供應電源的穩定，能確保相關電氣儀表的有效運作，避免因供電問題而影響相關儀表設備的運行，避免因電氣儀表監測、控制不到位，而增加石油化工涉及能源物質運輸、供應過程中的危險系數。

4.3 直流供電儀表的冗余配置優化

直流供電儀表的冗余配置優化方面，主要包括在直流24 V儀表供電中加入交流/直流(AC/DC)轉換裝置，即交流電變直流電設備，有效地將交流220 V轉化為直流24 V，以便于市區內的用電、供電。同時在直流24 V的并聯供電過程中，則各電流輸出的正極處加入大功率解耦二極管，以達到隔離供電系統設計的目的，且可形成一定的供電冗余配置形式，能有效提升其整體的供電安全度。則通過冗余配置模式的設定、改善，在提升石油化工電氣儀表安全供電系統安全度的同時，能節省其系統改善所需的經濟成本，提升石油化工企業的基本利益。

4.4 220 V供電儀表電源供電方式的優化

溫度儀表、壓力變送器、行程儀等屬輔助類監測儀器，對相應供電系統的安全性、穩定性要求不高，且即使出現短暫斷電，相關儀器停止運作，也不會對其整體的石油化工涉及能源運輸、供應情況造成過多影響，也不易增加石油化工涉及能源使用情況的危險系數，但也需重視此類儀器的供電情況，以提升其儀器運作的有效性。在此類儀器設備的供電線路設計過程中，直接將交流220 V的城市電網作為此類設備的電源，則能有效降低石油化工企業的經濟成本，提升其整體的經濟效益。同時可在此基礎上安置一個靜態轉換開關，則能實現兩種總電源供電方式的有效切換，提升其供電系統的安全性，利于其儀表設備的正常、有效運作。

5 結論

綜上所述，由于石油化工多涉及到石油、天然氣等原料物質的加工、運輸、供應等，而石油、天然氣等物質的運用均具有一定的危險系數，是易燃易爆類危險物品，因此需重視對此類能源的監測、控制。通過石油化工電氣儀表，可有效監測、控制石油等能源的加工、運輸情況，能有效反應儀表設備監測到的相關數據，且具有一定的自動化功能，能在能源物質涉及到一定危險因素時，給予一定的安全處理，以保障居民、企業員工的生命安全，降低能源爆炸、燃燒等事故的發生風險，因此需重視石油化工電氣儀表安全供電系統，以提升其整體的安全度。針對以上問題，本文主要提出了優化總電源，優化雙回路供電模式，直流供電儀表的冗余配置優化，單項交流220 V供電儀表電源供電方式的優化等改善對策，以提升石油化工電氣儀表安全供電系統的穩定性、可靠性及安全度。