CN105319517A - 核电站应急电源设备的试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种核电站应急电源设备的试验系统，其功率试验系统包括用于与被试验应急电源设备连接的验证回路，验证回路包括：试验负载装置，与被试验应急电源设备的功率输出端连接，以作为被试验应急电源设备的试验负载；和隔离装置，连接于被试验应急电源设备和试验负载装置之间，用于控制验证回路的通断。本发明通过增加试验负载装置及隔离装置，使得被试验应急电源设备能够连接试验负载装置进行定期试验，消除应急电源设备只能在大修期间或是特定窗口下进行试验而带来的对大修时关键路径或机组安全的影响，不仅增强应急电源设备检修窗口的灵活性，节约了检修成本，还提高应急电源设备可用性和可靠性，进而提高了核电机组运行的可靠性和安全性。

Description

核电站应急电源设备的试验系统

技术领域

本发明涉及核电技术领域，具体涉及一种核电站应急电源设备的试验系统。

背景技术

核电站是利用核裂变(NuclearFission)或核聚变(NuclearFusion)反应所释放的能量产生电能的发电厂。核电站的电源作为核电站运行的动力源，无论是设置上还是运行上，都应体现纵深防御的理念。为实现核电站电源系统的高可靠性，对某些特别重要的用电设备或特殊要求的设备均应备有应急电源，同时进行多重性、独立性地设置，以避免发生共模故障导致应急电源不可用。核电站的应急电源系统和正常电源系统一起，共同构成厂用电系统，为厂内所有的用电设备提供安全可靠的供电。应急电源必须保证在正常运行工况、事故工况期间或事故工况后为核电站的应急安全设备提供电源，以执行安全功能。由于核电站核安全的特殊性，故而其电源系统的设计要求应大大高于其他行业。

通常，核电站设置有多道冗余电源，包括厂外主电源、厂外辅助电源和应急固定式柴油机等专用应急电源，各电源各司其职，同时又互有配合，不仅形式多样，而且层层设置，多重冗余，最大限度地为电核电站提供可靠的供电。目前，核电站的厂用电系统运行方式为：1）在正常运行条件下，整个厂用设备的配电系统由机组的26KV母线经过高压厂用变压器供电；2）当机组运行时，26KV母线由主发电机供电；3）发电机停机时，则由400/500KV电网经过主变压器向26KV母线倒送电；4）如果26KV母线失去电源或失去高压厂用变压器，即失去厂外主电源，则220KV电网经过辅助变压器向必须运行的安全辅助设施供电，使反应堆维持在热停堆状态；5）如果厂外主电源和厂外辅助电源均失去供电，则由固定式柴油发电机组向应急附属设备供电，使反应堆进入冷停堆状态；6）当核电机组的任何一台应急柴油发电机组不可用时，则由附加应急柴油发电机组取代，执行应急柴油发电机组的功能，为专设安全设施、反应堆芯余热排出和乏燃料水池冷却供电。

因此，核电站的应急电源系统作为核电站防止核事故发生或者扩散的安全设备供电的后备电源，其供电的可靠性和可用性尤为重要。为了确保核电站的应急电源系统供电的可靠性和可用性，需要根据相关的核电站维修大纲的要求，按照一定检修周期对应急电源设备如应急柴油发电机进行相关检修，并展开一系列试验以验证其供电能力。然而，目前核电站的应急电源设备，包括各个电压等级的交流应急柴油发电机组、充电器和蓄电池等的功率试验在设计上因为没有专业试验设备或系统，也没有设计相应的连接试验负载的接口，需要通过连接外部电网或者连接实际供电的安全级负荷才能进行功能消耗，以达到对供电设备的功率试验的目的。

目前的做法是，在大修或者是特定窗口进行应急电源例如应急柴油发电机的满功率试验。但是，这种试验方式存在如下问题：

1、在核电机组正常运行期间，如果应急电源设备出现故障进行紧急检修后，连接外电源或是安全级设备进行例行功率鉴定试验，如满功率鉴定试验时，有可能引起相应的应急母线失电，例如，如果控制不好，会因应急电源设备超功率而使应急母线进线开关跳闸，从而影响机组的安全运行；

2、应急电源的年度检查后的特殊试验，如满功率试验，只能安排在大修期间或是特定时间窗口进行，如记第一组I0窗口下进行，如果应急电源设备在检修过程中出现意外造成再鉴定时出现异常情况，将影响大修过程中的关键路径或是机组状态的后撤甚至停堆。

发明内容

本发明提供一种用于核电站应急电源设备进行试验用的系统和方法。

根据本发明的一个方面，提供一种核电站应急电源设备的试验系统，该试验系统的功率试验系统包括用于与被试验应急电源设备连接的验证回路，所述验证回路包括：试验负载装置，与被试验应急电源设备的功率输出端连接，以作为所述被试验应急电源设备的试验负载；和隔离装置，连接于所述被试验应急电源设备和所述试验负载装置之间，用于控制所述验证回路的通断。

进一步地，所述隔离装置包括核级开关柜或其它通断装置，如所述核电开关柜内置有核级断路器，用于根据接收的信号断开所述试验负载装置与所述被试验应急电源设备之间的连接。

进一步地，所述隔离装置还包括内置于所述核级开关柜的第一核级继电器，所述第一核级继电器与所述核级断路器电连接，用于在所述应急电源设备出现故障或者所述试验负载装置出现故障时，输出控制信号给所述核级断路器以断开所述试验负载装置与所述被试验应急电源设备之间的连接；和/或，所述隔离装置还包括内置于所述核级开关柜的第二核级继电器，所述第二核级继电器与所述核级断路器电连接，用于接受所述被试验应急电源设备的跳闸信号，并将所述跳闸信号发送给所述核级断路器以断开所述试验负载装置与所述被试验应急电源设备之间的连接。

进一步地，所述验证回路还包括至少一条供电子回路，所述隔离装置还包括至少一个电源模块，用于分别与第一核级继电器、第二核级继电器和所述核级断路器的储能模块连接以形成所述供电子回路，并为第一核级继电器、第二核级继电器和所述储能模块提供工作电源；所述电源模块提供的工作电源来自所述被试验应急电源设备的直流辅助电源。

进一步地，所述供电子回路还包括至少一个核级熔断器，所述核级熔断器串联于所述电源模块与所述第一核级继电器之间、和/或串联于所述电源模块与所述第二核级继电器之间。

进一步地，所述隔离装置还包括用于为所述核级开关柜提供防潮和加热功能的加热器，所述电源模块还用于为所述加热器供电。

进一步地，所述隔离装置还包括用于为所述核级开关柜提供接地保护的接地设备，所述接地设备包括接地刀闸。

进一步地，所述验证回路还包括闭锁装置，用于在采用所述试验负载装置对所述被试验应急电源设备进行功率试验时，所述与被试验应急电源设备相连接的核级断路器处于断开状态，并且所述接地刀闸也处于断开状态。

进一步地，所述闭锁装置包括钥匙锁，所述钥匙锁用于将所述核级断路器从隔离位置推入工作位置。

进一步地，所述核级开关柜为核级中压柜，所述核级断路器为核级中压断路器。

进一步地，所述验证回路还包括用于临时连接所述隔离装置和所述试验负载装置的临时接入装置，所述临时接入装置安装于高于或等于所述被试验应急电源设备的安装标准高度或可靠防洪的标准高度，所述隔离装置的安装位置高于所述临时接入设备的安装位置。

进一步地，所述验证回路还包括用于连接所述被试验应急电源设备和所述隔离装置的核级电缆。

进一步地，所述隔离装置连接到所述被试验应急电源设备的出口柜或母线。

进一步地，所述系统还包括运输装置，所述试验负载装置固定安装于所述运输装置上以成为移动式试验负载装置。

本发明的有益效果是：通过增加试验负载装置、以及增加被试验应急电源设备与试验负载装置的电气接口即隔离装置，使得被试验应急电源设备能够连接试验负载装置进行定期试验，消除应急电源设备只能在大修期间或者是特定窗口下进行试验而带来的对大修时关键路径或机组安全的影响，不仅增强应急电源设备检修窗口的灵活性，优化了核电机组关键设备的检修窗口或大修关键路径，节约了检修成本，还提高应急电源设备的可用性和可靠性，进而提高核电机组运行的可靠性和安全性；而且一种实施例中，试验负载装置为移动式，使得能更为灵活安排对被试验应急电源设备的试验，从而既可以采用已有的并网试验方式进行，又可以通过连接试验负载装置离线进行。

附图说明

图1为应急柴油发电机组满功率试验示意图，图示中标号101表示发电机，标号102表示主变压器，标号103指代的线连接到主电源，标号104表示厂用变压器A，标号105表示中压母线LCA，标号106表示厂用变压器B，标号107表示中压母线LCD，标号108指代的线连接到辅助电源，标号109表示辅助变压器，标号110表示中压母线LCB，标号111表示中压母线LGC，标号112表示应急柴油发电机LHP，标号113表示应急母线LHA，标号114表示中亚转换母线LHT，标号115表示附加柴油机，标号116表示应急柴油发电机LHQ，标号117表示应急母线LHB；

图2为本发明核电站应急电源设备的试验系统在一种实施例的结构示意图；

图3为本发明核电站应急电源设备的试验系统中的试验负载装置在一种实施例的结构示意图；

图4为本发明核电站应急电源设备的试验系统在另一种实施例的连接示意图，图示中标号401表示控制电源引取点，标号402表示保护跳闸电源引取点，标号403表示应急电源故障跳闸信号引取点，标号404表示应急电源出口柜，标号405表示隔离装置，标号406表示应急供电隔离装置，标号407表示临时接入装置，标号408表示试验负载装置，标号409表示额外电源引取点，标号410表示墙，墙的左侧表示为厂房内，右侧表示为厂房外；

图5为本发明核电站应急电源设备的试验系统中在一种实施例中增加熔断器的结构示意图；

图6为本发明核电站应急电源设备的试验系统中在另一种实施例中增加熔断器的结构示意图；

图7为本发明核电站应急电源设备的试验系统中在另一种实施例中熔断器和继电器的连接示意图；

图8为A列应急柴油发电机组钥匙联锁示意图，图示中标号801表示1LHA002JA，标号802表示柴油发电机A，标号803表示1LHA；

图9为采用本发明的试验系统后A列应急柴油发电机组的钥匙联锁示意图，图示中标号801表示1LHA002JA，标号802表示柴油发电机A，标号803表示1LHA；

图10为本发明的试验系统在一种实施例中增加临时接入装置时临时接入装置的安装示意图，图示中标号1001表示应急电源设备标高或防洪标高，标号1002表示隔离装置，标号1003表示应急电源设备，标号1004表示临时连接装置，标号1005表示临时连接装置标高。

具体实施方式

一般地，核电机组用电安全系统由2个互为冗余的列（A列和B列）组成，每列配备一台应急电源设备例如应急柴油发电机组，与中压应急母线LHA（A列）和LHB（B列）相连接。当主厂外电源和辅助场外电源均失去时，由内部电源（如应急柴油发电机组）通过中压应急母线LHA和LHB向核辅助设施供电，以保证反应堆反应停堆并维持在安全状态。通常核电机组运行技术规范规定：正常运行时，如失去一个内部电源，故障电源必须在三天内恢复，否则必须后撤到较安全的状态以应对电源全部失去的事故；正常运行时如失去两个内部电源，必须在一小时内撤到较安全的状态以应对电源全部失去的事故。

为了验证应急电源设备例如应急柴油发电机组的可用性是否满足技术规范要求，须对应急电源设备例如应急柴油发电机组进行定期试验，包括：①每月一次的启动和部分功率试验：由主控制室进行启动控制，发电机通过应急配电盘带40%额定功率（Pr）负荷运行一定时间，柴油发电机组的全部保护都投入运行；②每次反应堆停堆换料期间的一次满负荷试验：将应急柴油发电机组接入电网，并带满负荷（即100%Pr）运行一定时间，全部保护投入运行。

由于核电站应急电源设备例如应急柴油发电机组的容量通常较大，核电站设计时未考虑配备专门的试验负荷，而应急配电盘上的负荷无法满足应急柴油发电机组满负荷试验的要求，因此，应急柴油发电机组的满功率试验只能在大修期间通过连接外电网进行，如图1所示的应急柴油发电机组满功率试验示意图。进行满功率试验时，应急柴油发电机组通过应急母线LHA或LHB、中压厂用母线LGB或LGC以及辅助变压器连接到电网。然而，大修期间进行应急柴油发电机组试验存在若干问题，例如，如果在实验过程中出现异常情况，则会影响到大修关键路径，延长大修时间；而且，应急柴油发电机组在进行日常维护和故障检修后，由于无法并网进行满负荷试验以及无法确定应急柴油发电机组的状态，降低了应急柴油发电机组的可用率，影响机组的安全运行。

为了灵活安排应急电源设备如应急柴油发电机组的定期试验，本发明实施例增加了试验负载装置，并通过增加应急电源设备与试验负载装置的电气接口即隔离装置，使其能够连接试验负载装置进行定期试验，具体包括试验负载装置的选取，应急电源设备的出线与试验负载装置的接口和控制方式；从而，通过对应急电源设备给出适当的接口，在不影响应急电源设备的应急功能的前提下，使对应急电源设备的定期试验可以灵活安排，既可以采用已有的并网试验方式进行，又可以通过连接试验负载装置离线进行。

本发明实施例中，对于试验负载装置的选择，考虑如下一个或多个因素：

（1）需求方面：考虑各个电压等级的应急电源设备的功率试验需求，并根据各个电压等级应急电源设备的电压进行适应配置，以保证功率试验的安全可可靠，同时应根据应急电源设备的参数进行功率因素、有功和无功的配置，试验负载装置可加载的功率应覆盖应急电源设备功率试验的各个功率平台范围。

（2）类型方面：考虑选择不同的试验装置，例如可选择功率阶跃式加载的试验装置，阶跃的功率等级可以根据应急电源设备的容量和加载要求，以及实际负载功率进行配置，用于近似模拟应急电源设备在应急供电情况下的供电工况或者快速达到功率试验的各个功率平台，验证应急电源设备的供电性能；亦可以选择调节式加载的试验装置，通过近似线性调节试验装置消耗负荷，较为平缓地消耗应急电源设备发出的电量，减少阶跃增减对应急电源设备的冲击，或应用较为特殊的应用工况，如柴油发电机的磨合性试验，防止柴油机超速等。目前耗功设备有干式和湿式两种。干式试验负载装置是通过电阻的发热来消耗电功率，负载装置由多组电阻和电抗器组成，每组回路由独立的通断装置例如断路器供电，通过设置不同组数的电阻和电抗器实现负载大小调节。湿式试验负载装置主要由电极板、极板行程操纵机构和水（弱电解质）组成，其将柴油发电机组产生的电能转换成热能，并通过水蒸气扩散到大气中。具体实施时，可根据实际需要采用干式或湿式试验负载装置。

（3）保护方面：还可考虑设计相关的电气保护或机械保护逻辑，如短路保护、通风散热保护等，用于试验负载装置自身的保护，防止试验负载装置因外部故障或因素，以及试验条件不具备而损坏，对于部门保护应选择较小范围保护逻辑，即出现某一处或某一类故障，实行自动跳闸其中相应的部分负荷，而不应造成全部负荷的跳闸，防止应急电源设备瞬间失去全部功率负载转空载，进而减少对应急电源设备的冲击。一些实施例中，试验负载装置还可设计为带有相应的监视、测量和保护装置，当试验负载装置发生故障时，监视设备会发出报警，断开试验负载装置的总的通断装置例如总断路器，并发出跳闸指令给与被试验应急电源设备如柴油发电机相连接的通断装置例如断路器。

本发明实施例中，对于应急电源设备的出线与试验负载装置的接口（即隔离装置）的设计，考虑如下一个或多个因素：

（1）基础设计方面：考虑与原有安全级系统的隔离，通过设计的隔离装置，使原有系统或设备能够与本实施例提供的系统的其他设备能够有效隔离，同时保护原有应急电源设备以及试验负载装置；同时在进行利用本实施例的系统进行应急电源设备的功率试验时，有效可靠地连接应急电源设备的供电设备和试验负载装置，形成电源供给和消耗的回路，实现功率试验的电源通道。

（2）安全等级方面：隔离装置的安全等级需设计为高于或等于原有应急电源设备的安全等级，以满足本发明的功率试验系统在日常或试验过程中，不降低原有系统性能或作用，最终确保在事故工况，如地震等工况下，不造成原有应急电源设备安全功能的失效或下降，应急电源设备能够按照原有设计的功能率实现电源供给；同时，隔离装置的供电参数还应满足应急电源设备在各种功率试验如40%额定功率试验、100%额定功率试验等的需要，保证应急电源设备的功率试验的全功率范围的覆盖。

（3）防护方面：隔离装置可考虑设计相应安装防护措施，除了对隔离装置自身的防护，还设计接地装置，如接地刀闸等，在未使用本发明的功率试验系统或对试验回路进行检修时，能够有效地进行接地保护，确保下游处于安全状态。

（4）电缆方面：用于连接原有应急电源设备和隔离装置的电缆，可选用与应急电源设备同样或更高等级的电缆或母线连接，以满足本功率试验系统在日常或试验过程中，不降低原有系统性能，或者不造成原有应急电源设备的功能的失效。所选电缆或母线应当满足应急电源设备的功率试验过程中各种功率情况如40%额定功率试验、100%额定功率试验等的需要，同时需要考虑电缆或母线各项参数修正等，如载流量、电压等级、压降。

（5）临时处理方面：为了便于试验负载装置的连接，应当设计便于试验负载装置的临时接入装置（又称临时连接装置），临时接入装置用于临时连接隔离装置和试验负载装置，临时连接装置应设计位于便于电缆敷设和连接的位置，具备较好的密封和防水性能，以防止自然环境对本功率试验系统的运行的影响。临时接入装置应设计安装位于高于或等于原应急电源设备的安装标高或可靠防洪的标高，防止洪水对本功率试验系统的影响，进而防止对应急电源设备的影响。

（6）回路保护方面：根据实际情况设计保护功能，保护可以是微机式或元件式，如过流、短路保护等，用于在本功率试验系统中，下游回路出现故障，及时分断故障，保护应急电源设备和试验负载装置，以及具备远方分闸功能，并由应急电源设备的故障信号或试验负载装置的故障信号的控制，用于在应急电源设备出现故障或试验负载装置出现故障时，及时断开应急电源设备和试验负载装置，停止试验，防止安全级重大设备的损坏和其它事故，如柴油机过载、短路等。

（7）自我保护方面：可考虑为隔离装置设计相应控制和保护跳闸电源，采用控制电源与保护跳闸电源不同电压等级，并引自高于或等于原有应急电源设备的安全等级安全级的直流电源，保证了隔离装置的安全等级，并在应急状态下，如地震等事故工况下，能够有可靠的控制和跳闸电源有效的将应急电源设备与试验负载装置进行分离。隔离装置还可以根据应用电压等级、环境因素的需要设计加热系统，用于在日常备用期间，对隔离装置的状态保养，防止在隔离装置因环境影响造成设备性能下降或恶化，加热系统的电源可考虑需要与控制保护电源分离，防止对隔离装置正式功能的影响。

（8）防止同时带载方面：考虑本功率试验系统的回路与原有应急电源设备的回路之间充分闭锁，防止对两个供电应急电源设备的同时带载，造成对应急电源设备的影响、系统的检修、以及人身安全考虑。闭锁可采取电气闭锁，机械闭锁、钥匙闭锁或综合闭锁的方式，闭锁设计尽量避免对原有系统闭锁方式的影响，简洁实用，以有效保证在对试验负载装置检修过程中，该装置得到有效的接地、内部不会上电或在装置送电过程中，无法进行接地操作或打开检修通道进行检修工作。

（9）接入点的方面：在将本功率试验系统的回路接入原有应急电源设备的回路时，考虑对原有设备的安全等级和运行的影响，选择靠近需要进行功率验证的设备本身，同时考虑设备本身运行信号、监视信号、保护信号的完整性，兼顾对设备功率消耗的完整性，如选择应急电源设备的出口柜或母线等。

以下通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步说明，此外，各实施例中所称被试验应急电源设备采用柴油发电机组为例进行说明，其它实施例中被试验应急电源设备还可以是其它可能的核级发电机组。

实施例1：

如图2所示，本实施例的一种核电站应急电源设备的试验系统所包含的功率试验系统中，该功率试验系统包括用于与被试验应急电源设备10连接的验证回路，该验证回路包括试验负载装置30和隔离装置20，隔离装置20串联与被试验应急电源设备10和试验负载装置30之间，用于控制验证回路的通断，而试验负载装置30通过隔离装置20连接到被试验应急电源设备10的功率输出端，用作被试验应急电源设备10的试验负载。

试验负载装置30是在试验应急电源设备10时用来消耗电功率的耗功设备。一般地，在对应急电源设备10例如柴油发电机组进行满功率试验时需要调节有功功率和无功功率，因此，试验负载装置30需要配置例如阻性电荷以消耗柴油发电机组的有功功率，同时配置例如电抗器以消耗无功功率。如前述，试验负载装置30的配置可从需求、类型、以及保护等方面考虑。

本实施例的系统还可包括运输装置，试验负载装置30固定安装在运输装置上，从而运输装置和试验负载装置30一起构成为移动式试验负载装置。这种移动式设计便于试验负载装置30的快速移动和连接，同时可便于一套试验负载装置30应用于不同地点的应急电源设备的功率试验，有效地减小了现有需要多套试验负载的成本投入和固定设备的配套安装工作。

一种具体应用中，试验负载装置30选择法国MDR公司的产品，其相关的电气参数为：额定电压6.6KV，有功功率6MW，无功功率4.5MVar，功率因数为0.8。如图3所示，该试验负载装置30由电阻31、电感32、中压控制柜33、低压控制柜34、冷却风机35、6.6KV中压电缆卷盘36及监视屏幕等部件组成，全部部件安装在特制的集装箱3内，由拖车（图未示）牵引在厂区内移动，以实现试验负载装置30的可移动性。其中，冷却风机35工作时，可以将冷却空气39从集装箱3的两侧和底部吸入，与电阻31、电感32等进行热交换后，再从集装箱3的顶部排出热风38；低压控制柜34内可设置试验所需的例如监视屏幕、指示灯等，中压控制柜33中可设置中压断路器等。试验负载装置30的功率调节既可以手动，也可自动，例如，可通过以下步骤实现功率的调节：

Step1：0.50MW，0.375Mvar；

Step2：1.00MW，0.75Mvar；

step3：1.50MW，1.125Mvar；

step4：2.00MW，1.50Mvar；

step5：2.50MW，1.875Mvar；

step6：3.00MW，2.25Mvar；

step7：3.50MW，2.625Mvar；

step8：4.00MW，3.00Mvar；

step9：4.50MW，3.375Mvar；

step10：5.00MW，3.75Mvar；

step11：5.40MW，4.05Mvar；

step12：6.00MW，4.50Mvar。

本实施例中，隔离装置20包括核级开关柜或其他通断装置，例如该核电开关柜内置的核级断路器，隔离装置20用于根据接收的信号断开试验负载装置30与被试验应急电源设备10之间的连接。其它实施例中隔离装置20还可以是其它具有断开试验负载装置30与被试验应急电源设备10之间的连接的功能的装置。仍如前述，隔离装置20的配置也可从一个或多个方面考虑。

由于应急电源设备例如柴油发电机组为核安全相关设备，为满足RCC—E（法国压水堆核岛设计及建造规则-电气设备）中对安全级设备与非安全级设备之间的隔离要求，在应急电源设备和试验负载装置之间增加一台核级断路器，作为隔离装置，同时也可作为应急电源设备与试验负载装置之间的保护，当应急电源设备或试验负载装置发生故障时，新增的核级断路器收到跳闸命令后会自动断开，从而实现对应急电源设备的保护。可以理解，实施例中的验证回路还包括用于连接被试验应急电源设备10和隔离装置20的核级电缆。一种举例中，是从应急电源设备例如柴油发电机组的中压柜接出中压电缆，将该中压电缆连接到核级断路器，对应地，该核级断路器为核级中压断路器，然后通过该核级中压断路器连接至试验负载装置。

一种具体实现中，核级断路器选用施耐德公司生产的AD2型断路器，额定电压6.6KV，额定电流1250A，额定频率50Hz，具有过流和过载等保护功能。该核级断路器处于的核级开关柜布置在应急电源设备例如柴油发电机组的厂房的平台上，且该核级开关柜不影响厂房的消防和抗震。为了方便试验负载装置30的连接，在应急电源设备的厂房外的墙壁上增加一个电缆接线箱，用于试验负载电缆的接连。试验时，只需将试验负载装置的动力电缆和控制电缆连接到电缆接线箱上，便可进行试验。一种例子中，试验负载装置的380V辅助电源取自厂房附近的10KV/380V环网移动变压器。试验后，将试验负载装置的动力电缆和控制电缆从户外接线箱上拆除，并将核级断路器隔离上锁，不影响应急电源设备的安全应急功能。又一种举例中，所敷设的中压电缆需要在柴油机厂房开直径为150mm的楼板孔洞2个和直径为150mm的穿墙孔l个，这对柴油机厂房的抗震没有影响。而安装电缆的托盘需要在墙上打膨胀螺栓，约每米2个，长度约200mm，同样对墙体的强度没有影响。

通过本实施例的核电站应急电源设备的试验系统，使得应急电源设备和试验负载装置连接，可进行定期功率试验，从而实现灵活安排应急电源设备的定期试验的目的，消除其对大修时关键路径的影响，提高了应急电源设备的可用性和可靠性。

实施例2：

本实施例与实施例1的核电站应急电源设备的试验系统的不同之处在于，隔离装置20还包括内置于核级开关柜的第一核级继电器，该第一核级继电器与核级断路器电连接，用于在应急电源设备10出现故障或者试验负载装置30出现故障时，输出控制信号给核级断路器以断开试验负载装置30与被试验应急电源设备10之间的连接。

进一步地，本实施例中，隔离装置20还可包括内置于核级开关柜的第二核级继电器，该第二核级继电器与核级断路器电连接，用于接受被试验应急电源设备10的跳闸信号，并将跳闸信号发送给核级断路器以断开试验负载装置30与被试验应急电源设备10之间的连接。

本实施例通过设置的第一核级继电器和/或第二核级继电器，为核电站应急电源设备的功率试验提供保障，使得应急电源设备出现故障或试验负载装置出现故障时，能及时断开应急电源设备和试验负载装置，停止试验，从而防止安全级重大设备的损坏和其它事故，如柴油机过载、短路等问题。

实施例3：

本实施例与前述实施例的不同在于，验证回路还包括至少一条供电子回路，隔离装置20还包括至少一个电源模块，该电源模块可分别为第一核级继电器、第二核级继电器和核级断路器的储能模块（例如弹簧储能电机）等提供工作电源。一种具体实现中，如图4所示，验证回路的供电子回路包括①至⑩中至少一条。

对于供电子回路①，是对隔离装置20提供加热防潮电源，可以理解，隔离装置20中设有用于为核级开关柜提供防潮和加热功能的加热器。一种举例中，该加热防潮电源为220V交流电源并引自应急电源设备如柴油发电机组的厂房电气间正常照明接线箱。

对于供电子回路②，是对隔离装置20提供控制电源，该控制电源的作用是为第一核级继电器、第二核级继电器以及核级断路器的储能模块（例如弹簧储能电机）提供工作电源。一种举例中，该控制电源为125V直流电源并引自应急电源设备如柴油发电机组的厂房电气间的低压辅助配电柜，低压辅助配电柜的容量为7.2A且其上游开关的容量为15A，而在本供电子回路②中，额定电流小于3A，满足上游电源开关同时给该低压辅助配电柜和核级开关柜提供控制电源时还有足够裕量。由于该回路②的控制电源引自低压辅助配电柜，不会对应急电源设备的应急功能造成不利影响。在一种实施例中，为了保证在核级开关柜或该供电子回路②中的动力电缆发生短路故障的情况下不使上游电源开关因过流而跳闸，在该供电子回路②中还配置有核级熔断器。如图5所示的供电子回路②的示意图中，来自LBA/LBB（125V直流电源和配电系统）的125V直流电源，经断路器JA（图示为举例，其中028和015仅为编号含义），并通过核级熔断器21被输送到隔离装置20。

对于供电子回路③，其提供保护跳闸电源，作用是给接受外部跳闸命令的核级继电器如第二核级继电器提供电源，该电源可以是48V直流电源并引自应急电源设备如柴油发电机组的厂房电气间的配电柜，例如LHP/Q-420-AR柜，其中LHP和LHQ分别表示应急柴油发电机，420表示编号，AR表示配电柜。由于该子回路③的电源是引自LCA/LCB48V直流电源系统，也不会对应急柴油机的应急功能造成不利影响。一种举例中，在核级开关柜中需要48V直流电源的只有一个继电器，该继电器的电阻约2.2KΩ，工作电流0.02A，可以忽略不计。一种实施例中，为了保证在核级开关柜或传送48V直流电源的动力电缆发生短路故障的情况下不使上游电源开关因过流而跳闸，在LHP/Q-420-AR内可安装有如1A的熔断器22，如图6所示，与LHP/Q-420-AR柜的48VDC控制回路的上游开关构成足够大的级差。

对应于该供电子回路③提供的保护跳闸电源，供电子回路④则是为隔离装置20提供应急电源系统设备的故障跳闸信号，如图7所示，利用继电器424XR的备用节点205-251（这些数字均为编号）将应急柴油发电机故障自动跳开LHA/B-002-JA的命令同时送到核级开关柜的继电器23中，从而，在应急柴油发电机的试验期间，如果柴油发电机组发生故障，通过将故障跳闸信号送到核级开关柜中，使试验负载装置断开与应急柴油发电机组的连接，以保护柴油发电机组。

对于供电子回路⑤，为应急电源设备G与隔离装置20以及隔离装置20连接到试验负载装置30中涉及的连接电缆或母线。一种实施例中，为充分考虑对原有应急电源设备的安全等级和运行的影响，选择靠近需要进行功率验证的设备本身，同时考虑设备本身运行信号、监视信号、保护信号的完整性，兼顾对设备功率消耗的完整性，选择应急电源设备的出口柜作为回路的接入点。

对于供电子回路⑥，为试验负载装置30向隔离装置20发送试验装置故障跳闸信号，其作用类似供电子回路④，即用于在试验负载装置30出现故障时，通过发出的故障跳闸信号使核级开关柜中的断路器断开试验负载装置30和应急电源设备10之间的连接，停止试验，防止安全级重大设备的损坏和其它事故。

对于供电子回路⑦和⑧，其为正常应急供电回路，在此不做详述。

对于供电子回路⑨，相当于验证回路还设有闭锁装置，用于在采用试验负载装置对应急电源设备进行试验时，采用的闭锁方式以避免两台应急电源设备同时带载。一种实施例中，隔离装置20还包括用于为核级开关柜提供接地保护的接地设备，接地设备包括接地刀闸。在应急柴油机使用试验负载装置进行试验时，需要保证该柴油发电机与应急母线相连接的断路器LHA/B-002-JA在断开位置，但接地刀闸不能闭合，因此需要设置相应的钥匙联锁。下面以A列柴油机的钥匙联锁为例进行说明，B列类同。

在A列应急柴油机连接试验负载试验时，需要保证断路器LHA-002-JA断开，同时接地刀闸断开。如图8所示的钥匙联锁关系，要将LHA-002-JA的接地刀闸闭合，需要获得钥匙3P，而获得钥匙3P的前提，是必须同时获得钥匙IP、2P、9P，而获得钥匙9P，必须闭锁柴油机的空气启动系统（dieselstartingairlockout），也就是说只要闭合LHA-002-JA的地刀，柴油机就无法启动。因此，柴油发电机原有钥匙联锁能保证在用试验负载装置30进行柴油机满功率试验时，不会闭合LHA-002-JA的地刀。

从图9可知，在核级开关柜上配置一把钥匙锁（图9中虚线框804圈中部分为增加的钥匙锁），从开关柜LHA-002-JA上获得钥匙1P，放入核级开关柜中，核级断路器才可以从隔离位置推入到工作位置。反之，新增断路器柜只有处于隔离位置时，才可以将钥匙1P取出。

当附加应急柴油发电机组顶替A列应急柴油发电机组时，A列应急柴油发电机组处于隔离检修状态，LHA-002-JA的接地刀闸闭合。当应急柴油发电机组检修结束，需要A列应急柴油发电机组连接试验负载装置进行满功率试验时，只需断开LHA-002-JA的接地刀闸，获得钥匙3P，解锁1P、2P、9P钥匙，此时应急发电机组便可启动。再利用1P和新增断路器柜的联锁关系，进行试验。核级断路器与其本身的地刀有可靠的机械闭锁，不需要再增加钥匙联锁。

因此，只要将LHA-002-JA放到隔离位置，并上锁，获得钥匙1P，用1P和新增断路器柜联锁，就可以保证应急柴油机试验时，LHA-002-JA断开，同时LHA-002-JA的接地刀闸断开。

供电子回路⑨即是体现出隔离装置和应急电源设备之间的闭锁关系，图8和图9中是通过钥匙方式进行闭锁，其它实施例中还可以采用电气闭锁或机械闭锁或综合这几种方式的闭锁方式，具体可参考常用的闭锁设计，在此不做详述。

对于供电子回路⑩，为对试验负载装置30提供额外电源，该电源可以是380V辅助电源并可取自应急电源设备的厂房附近的10KV/380V环网移动变压器。

图4所示的试验负载装置与应急电源设备的连接示意图中还包括有临时接入装置，但应理解，该临时接入装置在本实施例中并不是必须的。在其它实施例中，该临时接入装置可能是必须的，其用于临时连接隔离装置20和试验负载装置30，一种实现中，如图10所示，临时接入装置可以安装于高于或等于被试验应急电源设备10的安装标准高度或可靠防洪的标准高度，隔离装置20的安装位置可以高于临时接入设备的安装位置。

基于上述实施例提供的试验系统，本发明一种实施例还提供采用这种试验系统实现对核电站应急电源设备的试验方法，具体方法的处理步骤可参考前述在设置系统中涉及的过程，在此不作重述。

通过以上各实施例可知，本发明的核电站应急电源设备通过配置相应的专设试验设备系统，使核电站各个电压等级的应急电源设备在定期或是故障检修后进行功率验证时的试验方式更加灵活多变，同时使因为试验窗口影响而只能安排在特定窗口下进行检修工作能够灵活安排。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (12)

1.一种核电站应急电源设备的试验系统，其特征在于，该系统的功率系统包括用于与被试验应急电源设备连接的验证回路，所述验证回路包括：

试验负载装置，与被试验应急电源设备的功率输出端连接，以作为所述被试验应急电源设备的试验负载；和

隔离装置，连接于所述被试验应急电源设备和所述试验负载装置之间，用于控制所述验证回路的通断。

2.如权利要求1所述的核电站应急电源设备的试验系统，其特征在于，所述隔离装置包括核级开关柜，所述核电开关柜内置有核级断路器，用于根据接收的信号断开所述试验负载装置与所述被试验应急电源设备之间的连接；

所述隔离装置还包括内置于所述核级开关柜的第一核级继电器，所述第一核级继电器与所述核级断路器电连接，用于在所述应急电源设备出现故障或者所述试验负载装置出现故障时，输出控制信号给所述核级断路器以断开所述试验负载装置与所述被试验应急电源设备之间的连接，

和/或，所述隔离装置还包括内置于所述核级开关柜的第二核级继电器，所述第二核级继电器与所述核级断路器电连接，用于接受所述被试验应急电源设备的跳闸信号，并将所述跳闸信号发送给所述核级断路器以断开所述试验负载装置与所述被试验应急电源设备之间的连接。

3.如权利要求2所述的核电站应急电源设备的试验系统，其特征在于，所述验证回路还包括至少一条供电子回路，所述隔离装置还包括至少一个电源模块，用于分别与第一核级继电器、第二核级继电器和所述核级断路器的储能模块连接以形成所述供电子回路，并为第一核级继电器、第二核级继电器和所述储能模块提供工作电源；所述电源模块提供的工作电源来自所述被试验应急电源设备的直流辅助电源。

4.如权利要求3所述的核电站应急电源设备的试验系统，其特征在于，所述供电子回路还包括至少一个核级熔断器，所述核级熔断器串联于所述电源模块与所述第一核级继电器之间、和/或串联于所述电源模块与所述第二核级继电器之间。

5.如权利要求4所述的核电站应急电源设备的试验系统，其特征在于，所述隔离装置还包括用于为所述核级开关柜提供防潮和加热功能的加热器，所述电源模块还用于为所述加热器供电。

6.如权利要求2所述的核电站应急电源设备的试验系统，其特征在于，所述隔离装置还包括用于为所述核级开关柜提供接地保护的接地设备，所述接地设备包括接地刀闸。

7.如权利要求1所述的核电站应急电源设备的试验系统，其特征在于，所述验证回路还包括闭锁装置，用于在采用所述试验负载装置对所述被试验应急电源设备进行功率试验时，所述与被试验应急电源设备相连接的核级断路器处于断开状态，并且所述接地刀闸也处于断开状态。

8.如权利要求7所述的核电站应急电源设备的试验系统，其特征在于，所述闭锁装置包括钥匙锁，所述钥匙锁用于将所述核级断路器从隔离位置推入工作位置。

9.如权利要求2所述的核电站应急电源设备的试验系统，其特征在于，所述核级开关柜为核级中压柜，所述核级断路器为核级中压断路器。

10.如权利要求1所述的核电站应急电源设备的试验系统，其特征在于，所述验证回路还包括用于临时连接所述隔离装置和所述试验负载装置的临时接入装置，所述临时接入装置安装于高于或等于所述被试验应急电源设备的安装标准高度或可靠防洪的标准高度，所述隔离装置的安装位置高于所述临时接入设备的安装位置。

11.如权利要求1所述的核电站应急电源设备的试验系统，其特征在于，所述隔离装置连接到所述被试验应急电源设备的出口柜或母线。

12.如权利要求1所述的核电站应急电源设备的试验系统，其特征在于，还包括运输装置，所述试验负载装置固定安装于所述运输装置上以成为移动式试验负载装置。