CN103701203A - 核电站用直流系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电站用直流系统，其包括蓄电池、充放电机、充电器、直流配电盘和直流母线，直流母线包括第一直流母线和第二直流母线，第一直流母线和第二直流母线采用母联开关进行连接，蓄电池和充放电机连接到第一直流母线，充电器和直流配电盘连接到第二直流母线，直流配电盘采用馈线开关与第二直流母线连接。本发明提供的核电站直流系统可以使蓄电池放电试验在大修外的时间进行，将这一试验占用的大修时间降低为零，从而提高了工作效率。

Description

核电站用直流系统

技术领域

本发明涉及一种电流系统，更具体地说，本发明涉及一种核电站用直流系统。

背景技术

直流和UPS系统是核电厂内非常重要的电源系统，是稳定的且连续可靠供电的电源系统，是为了保证对核岛各种重要的控制设备、保护系统、全厂微机分散控制系统(DCS)、热工自动装置、消防报警系统等需要不间断电源的设备供电而设置的。这些系统大都是安全级系统或核安全相关的系统，因此，直流系统的可靠性对核电厂的安全、稳定、可靠、经济运行起着很重要的作用。

蓄电池是直流系统中最重要的设备之一，其作为一种储能装置，在外部交流电源故障的情况下，仍能保证为负荷设备提供连续可靠的供电。为了确保蓄电池的供电能力可以满足负荷设备的需求，需要定期对蓄电池进行放电试验，以验证蓄电池的实际容量。因为直流系统不允许在蓄电池离线的情况下运行，所以蓄电池的放电试验一般在机组大修时进行。

蓄电池的放电试验是对蓄电池带载能力的验证，需要让蓄电池在一定的放电电流下进行一段时间的持续放电。由于核电厂内的重要保护控制负荷较多，直流和UPS系统的容量比较大，使得相应的蓄电池容量也比较大，放电试验的时间也就会更长。每一台核电机组的直流系统都在10套以上，根据规范要求，每组蓄电池放电时间为5～10小时，完成放电试验后还需要更长的时间对蓄电池进行充电，使其恢复到满充状态。受到设备和人员的限制，无法让所有蓄电池同时进行试验，这样的话对于大修时间的影响是相当可观的。

现有的核电厂内，蓄电池的放电试验采用逐个进行的方式，通过直流系统配电盘上的蓄电池放电试验回路，每次对一组蓄电池进行放电试验，具体的系统接线图请参考图1所示。配电盘上的蓄电池放电试验回路通过电缆与放电连接箱进行连接，当某一系统的蓄电池需要进行放电试验时，使用临时电缆将放电连接箱与移动式放电试验小车连接起来，在放电试验小车上完成放电参数设置，开始放电试验。蓄电池中储存的能量将通过放电试验小车中的电阻转换为热量，散发到空气当中。

由于直流系统按列检修的要求，无法对多组蓄电池同时进行放电试验，那么放电试验所占用的时间就需要根据蓄电池的数量进行累加，从而延长核电厂大修的时间，对核电机组的可用率造成不利影响。

综合来说，现有技术方案在实际的实践中，主要缺陷有：1、蓄电池放电试验耗时太长，占用了核电厂大修的时间，降低了核电机组的可用率，从而降低了核电厂运行的经济性；2、当一组蓄电池故障时，整个直流系统为不可用状态，对直流系统的可靠性影响较大；3、蓄电池放电试验过程中，蓄电池内储存的能量全部转化为热量散发出来，浪费了大量的能源，并且对于放电试验房间的环境温度有着不利的影响。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种核电站用直流系统，使蓄电池放电试验可以在大修外的时间进行，将这一试验占用的大修时间降低为零。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电站用直流系统，包括蓄电池、充放电机、充电器、直流配电盘和直流母线，所述直流母线包括第一直流母线和第二直流母线，第一直流母线和第二直流母线采用母联开关进行连接，所述蓄电池和充放电机连接到第一直流母线，所述充电器和直流配电盘连接到第二直流母线，其中，所述直流配电盘采用馈线开关与第二直流母线连接。

优选的，所述充放电机与第二直流母线采用蓄电池放电试验回路开关连接，所述母联开关与蓄电池放电试验回路开关之间设置机械联锁。

优选的，所述直流系统还包括有备用蓄电池系统，所述备用蓄电池系统通过插座接口连接到第二直流母线。

优选的，所述备用蓄电池系统包括蓄电池、充放电机、插座箱、直流母线和开关设备，其中，所述直流母线包括第三直流母线和第四直流母线，所述第三直流母线和第四直流母线采用母联开关进行连接，所述蓄电池和充放电机连接到第三直流母线，所述插座箱通过接口连接到第四直流母线。

优选的，所述备用蓄电池系统的充放电机与第三直流母线采用充放电机回路开关连接，所述母联开关与充放电机回路开关之间设置机械联锁。

优选的，所述备用蓄电池系统的插座箱具有不同的插座接口，每个直流系统通过一个插座接口与备用蓄电池系统连接。

优选的，所述核电站用直流系统还包括有备用充电器，用于对充电器进行替换。

与现有技术相比，本发明核电站用直流系统中，直流母线采用单母分段的接线方式，以提供新颖的直流系统和蓄电池的接线方式，从而使蓄电池放电试验可以在大修外的时间进行，将这一试验占用的大修时间降低为零；为直流系统的运行提供了更灵活的方式，提高了直流系统的可靠性，也将蓄电池内储存的能量进行了有效回收，节约了能源，并且解决了蓄电池放电试验时的散热问题。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明核电站用直流系统及其有益效果进行详细说明，其中：

图1为现有技术中直流系统的接线示意图。

图2为本发明核电站用直流系统的接线示意图。

图3为本发明核电站用直流系统中备用蓄电池系统的接线示意图。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

请参阅图2，本发明提供了一种核电站用直流系统，其包括蓄电池、充放电机、充电器、直流配电盘和直流母线。直流母线包括第一直流母线和第二直流母线，第一直流母线和第二直流母线采用母联开关进行连接。蓄电池和充放电机连接到第一直流母线，充电器和直流配电盘连接到第二直流母线，其中，直流配电盘采用馈线开关与第二直流母线连接。

充放电机与第二直流母线采用蓄电池放电试验回路开关连接，母联开关与蓄电池放电试验回路开关之间设置机械联锁，防止母联开关和蓄电池放电试验回路开关同时闭合，以避免在进行蓄电池放电试验时误合母联开关，造成直流系统内的蓄电池和其具有的备用蓄电池系统并列运行。

请参考图2和图3，直流系统还包括有备用蓄电池系统，备用蓄电池系统通过插座接口连接到第二直流母线，并分别以A到F的英文字母标识，布置在备用蓄电池系统组附近的插座箱内。

备用蓄电池系统包括蓄电池、充放电机、插座箱、直流母线和开关设备，其中，直流母线包括第三直流母线和第四直流母线，第三直流母线和第四直流母线采用母联开关进行连接。蓄电池和充放电机连接到第三直流母线，插座箱通过接口连接到第四直流母线。直流系统正常运行时，备用蓄电池由充放电机进行浮充电，保证蓄电池处于满充状态。当需要使用备用蓄电池时，通过插座箱将备用蓄电池系统与相应直流系统的母线连接起来，也即与第二直流母线连接。

备用蓄电池系统的充放电机与第三直流母线采用充放电机回路开关连接，母联开关与充放电机回路开关之间设置机械联锁。

备用蓄电池系统的插座箱具有不同的插座接口，以使不同的直流系统可以通过一个插座接口与备用蓄电池系统连接。

请再参考图2和图3，当蓄电池需要进行放电试验时，通过插座箱内不同的插座连接，选择相应的直流系统，将备用蓄电池系统与其相应母线相连。此时直流系统内的蓄电池和备用蓄电池将产生短时并列，应尽快断开母联开关，避免两组蓄电池长期并列运行。母联开关断开后，可以闭合蓄电池放电试验回路开关，通过充放电机对蓄电池进行放电试验。放电试验产生的电能通过充放电机反送回380V交流母线，为其他厂用负荷供电。放电试验完成后，再通过充放电机为蓄电池充电，充电和放电是同一回路，将其恢复到满充状态。

当蓄电池放电试验完成后，断开蓄电池放电试验回路开关，闭合母联开关，将蓄电池重新接入直流系统。然后，断开备用蓄电池系统与直流母线的连接，使其恢复到由充放电机进行浮充电的状态，此时系统接线恢复到正常运行工况的接线。

同样的，备用蓄电池也需要由充放电机定期进行放电试验，以保证其容量满足负荷需求。

若某一直流系统的蓄电池发生故障或需要进行检修，也可以采用上述的步骤，用备用蓄电池替换故障的蓄电池，以保证该直流系统的可靠运行。

本发明核电站用直流系统还包括有备用充电器，除了在蓄电池放电试验或故障检修时对蓄电池进行替换外，还可以在充电器故障检修时对充电器进行替换，使得充电器的检修也可以在役进行，从而进一步提高直流系统运行的灵活性，加强直流系统的可靠性，提高核电机组的可用率。

综上所述，本发明核电站用直流系统中，直流母线采用单母分段的接线方式，以提供新颖的直流系统和蓄电池的接线方式，从而使蓄电池放电试验可以在大修外的时间进行，将这一试验占用的大修时间降低为零；为直流系统的运行提供了更灵活的方式，提高了直流系统的可靠性，也将蓄电池内储存的能量有效的回收，节约了能源，并且解决了蓄电池放电试验时的散热问题。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (7)

1.一种核电站用直流系统，包括蓄电池、充放电机、充电器、直流配电盘和直流母线，其特征在于：所述直流母线包括第一直流母线和第二直流母线，第一直流母线和第二直流母线采用母联开关进行连接，所述蓄电池和充放电机连接到第一直流母线，所述充电器和直流配电盘连接到第二直流母线，其中，所述直流配电盘采用馈线开关与第二直流母线连接。

2.根据权利要求1所述的核电站用直流系统，其特征在于：所述充放电机与第二直流母线采用蓄电池放电试验回路开关连接，所述母联开关与蓄电池放电试验回路开关之间设置机械联锁。

3.根据权利要求1或2所述的核电站用直流系统，其特征在于：所述直流系统还包括有备用蓄电池系统，所述备用蓄电池系统通过插座接口连接到第二直流母线。

4.根据权利要求3所述的核电站用直流系统，其特征在于：所述备用蓄电池系统包括蓄电池、充放电机、插座箱、直流母线和开关设备，其中，所述直流母线包括第三直流母线和第四直流母线，所述第三直流母线和第四直流母线采用母联开关进行连接，所述蓄电池和充放电机连接到第三直流母线，所述插座箱通过接口连接到第四直流母线。

5.根据权利要求4所述的核电站用直流系统，其特征在于：所述备用蓄电池系统的充放电机与第三直流母线采用充放电机回路开关连接，所述母联开关与充放电机回路开关之间设置机械联锁。

6.根据权利要求4所述的核电站用直流系统，其特征在于：所述备用蓄电池系统的插座箱具有不同的插座接口，每个直流系统通过一个插座接口与备用蓄电池系统连接。

7.根据权利要求1所述的核电站用直流系统，其特征在于：所述核电站用直流系统还包括有备用充电器，用于对充电器进行替换。

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