CN109066604A - 百万千瓦级核电站的发电机低电压保护系统 - Google Patents

百万千瓦级核电站的发电机低电压保护系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及发电机及其辅助系统技术领域，提供一种百万千瓦级核电站的低电压保护系统，包括：低电压保护继电器模块，与发电机控制回路相连，用于接收控制信号控制发电机控制回路的通断；其中，控制信号由多个不同的开关信号同时触发，多个不同的开关信号包括低压保护开关信号；低电压保护控制模块，与配电系统母线相连，用于输出低压保护开关信号，低压保护开关信号包括断开信号和闭合信号；低电压保护控制模块被配置为当低电压保护控制模块发生故障或低电压保护控制模块断电后保持输出断开信号；当配电系统母线电压低于设定值时保持输出闭合信号。有效避免了百万千瓦级核电站中当低电压保护控制模块发生故障或断电时，发电机低电压保护误动作。

Description

百万千瓦级核电站的发电机低电压保护系统
技术领域
本发明涉及发电机及其辅助系统技术领域，特别是涉及一种百万千瓦级核电站的发电机低电压保护系统。
背景技术
百万千瓦级核电站的发电机低电压保护系统中的发电机低电压继电器普通采用的TTGD7012C型继电器，为保证可靠性，每列采用两个完全相同的继电器(001XU、002XU)接点串联的方式，接点使用常闭接点。当6.6kV中压交流配电系统(LGA或LGD)进线侧电压低于额定电压70％后，低电压继电器001XU、002XU动作，常闭接点接通，发电机低电压保护动作。
其中，TTGD7012C型继电器为集成电路型继电器，需要外接直流125V工作电源才能正常工作。然而，其外接125V直流电源一旦丢失，TTGD7012C型继电器因失去工作电源，常闭接点将自动接通，造成发电机低电压保护误动作。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种防止发电机低电压保护误动作的百万千瓦级核电站的发电机低电压保护系统。
为了实现本发明的目的，采用如下技术方案：
一种百万千瓦级核电站的发电机低电压保护系统，包括：
低电压保护继电器模块，与发电机控制回路相连，用于接收控制信号控制发电机控制回路的通断；其中，所述控制信号由多个不同的开关信号同时触发，所述多个不同的开关信号包括低压保护开关信号；
低电压保护控制模块，与配电系统母线相连，用于输出所述低压保护开关信号，所述低压保护开关信号包括断开信号和闭合信号；所述低电压保护控制模块被配置为当所述低电压保护控制模块发生故障或所述低电压保护控制模块断电后保持输出断开信号；当所述配电系统母线电压低于设定值时保持输出闭合信号。
上述的百万千瓦级核电站的发电机低电压保护系统，由低电压保护继电器模块和低电压保护控制模块组成，其中，低电压保护控制模块用于检测配电系统母线的电压，当配电系统母线电压低于设定值，低电压保护控制模块输出闭合低压保护开关信号，低电压保护继电器模块接收该闭合低压保护开关信号，断开发电机控制回路；当低电压保护控制模块发生故障或低电压保护控制模块断电时，低电压保护控制模块输出断开低压保护开关信号，低电压保护继电器模块接收该断开低压保护开关信号，使发电机控制回路正常运行，从而避免了低电压保护控制模块发生故障或其断电时，低电压保护控制模块输出闭合低压保护开关信号，低电压保护继电器模块接收该闭合低压保护开关信号，断开发电机控制回路，从而导致发电机误跳机。
在其中一个实施例中，所述低电压保护控制模块包括微机保护装置，所述微机保护装置与所述配电系统母线相连，所述微机保护装置包括继电器输出模块和控制模块，所述继电器输出模块与所述控制模块相连，且所述继电器输出模板包括至少一个继电器K1，所述继电器K1的常开触点与所述低电压保护继电器模块中的低电压保护继电器相连。
在其中一个实施例中，所述低电压保护控制模块包括电磁式继电器和微机保护装置，所述电磁式继电器与所述微机保护装置分别与所述配电系统母线相连，所述微机保护装置包括继电器输出模块和控制模块，所述继电器输出模块与所述控制模块相连，所述继电器输出模块包括继电器K2，所述继电器K2的常开触点、电磁式继电器的常闭触点与所述低电压保护继电器模块中的发电机低电压保护继电器相连。
在其中一个实施例中，所述微机保护装置与所述配电系统母线的三相线电压相连。
在其中一个实施例中，所述控制模块包括DSP数据处理器、双口RAM及MCU保护逻辑处理器，所述DSP数据处理器通过所述双口RAM与所述MCU保护逻辑处理器相连。
在其中一个实施例中，所述微机保护装置包括用于实时监测所述微机保护装置运行状态，并输出所述微机保护装置故障信号的自检模块。
在其中一个实施例中，所述微机保护装置包括光字牌显示模块，所述自检模块与所述光字牌显示模块相连。
在其中一个实施例中，所述微机保护装置包括上位机模块和通信模块，所述上位机模块包括报警模块，所述报警模块通过所述通信模块与所述自检模块相连。
在其中一个实施例中，所述电磁式继电器为TTGD7012C型继电器。
在其中一个实施例中，所述微机保护装置为MiCOM P921型微机保护装置。
附图说明
图1为本发明一种百万千瓦级核电站的低电压保护系统的系统电路图；
图2为本发明一种百万千瓦级核电站的低电压保护系统的保护逻辑图；
图3为微机保护装置的接线图；
图4为改造前后微机保护装置的接线对比图；
图5为微机保护装置的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参见图1，图1为本发明一种百万千瓦级核电站的低电压保护系统的系统电路图。
在本实施例中，该百万千瓦级核电站的低电压保护系统包括低电压保护继电器模块10和低电压保护控制模块30。
低电压保护继电器模块10，与发电机控制回路20相连，用于接收控制信号控制发电机控制回路20的通断；其中，控制信号由多个不同的开关信号330同时触发，多个不同的开关信号330包括低压保护开关信号3301；
低电压保护控制模块30，与配电系统母线40相连，用于输出低压保护开关信号3301，低压保护开关信号3301包括断开信号和闭合信号；低电压保护控制模块30被配置为当低电压保护控制模块30发生故障或低电压保护控制模块30断电后保持输出断开信号；当配电系统母线20电压低于设定值时保持输出闭合信号。
上述的百万千瓦级核电站的低电压保护系统，由低电压保护继电器模块10和低电压保护控制模块30组成，其中，低电压保护继电器模块10，用于接收控制信号控制发电机控制回路20的通断，其中，控制信号由多个不同的开关信号330同时触发，多个不同的开关信号330包括低压保护开关信号3301，低电压保护控制模块30用于检测配电系统母线40的电压，当配电系统母线40电压低于设定值时，多个不同的触发开关001FU、003FU、004FU及002SM处于闭合状态，低电压保护控制模块30中的开关001XU和002XU输出闭合低压保护开关信号，低电压保护继电器模块10接收该控制信号，断开发电机控制回路20；当低电压保护控制模块30发生故障或低电压保护控制模块30的外接125V直流电源50丢失时，多个不同的触发开关001FU、003FU、004FU及002SM处于闭合状态，低电压保护控制模块30中的001XU和002XU输出断开低压保护开关信号，低电压保护继电器模块10接收该控制信号，使发电机控制回路20正常运行，其保护逻辑参见图2，从而避免了低电压保护控制模块30发生故障或其外接125V直流电源50丢失，低电压保护控制模块10输出闭合低压保护开关信号，低电压保护继电器模块10接收该闭合低压保护开关信号，断开发电机控制回路20，从而导致发电机误跳机。
在一个实施例中，低电压保护控制模块30包括微机保护装置301，微机保护装置301与配电系统母线40相连，微机保护装置301包括继电器输出模块和控制模块，继电器输出模块与所述控制模块相连，且继电器输出模板包括至少一个继电器K1，继电器K1的常开触点001XU与低电压保护继电器模块中的低电压保护继电器LGA203XR相连。当微机保护装置301发生故障或其外接125V工作直流电源50丢失时，继电器K1不动作，继电器K1的常开触点001XU处于断开状态，低电压保护继电器LGA203XR失电，发电机控制回路20正常运行；当配电系统母线40电压低于设定值时，继电器K1动作，继电器K1的常开触点001XU接通，低电压保护继电器LGA203XR得电，发电机控制回路20断开。且微机保护装置301中的继电器输出模块至少包括一个继电器，多个继电器的设计是为了尽可能地避免因一个继电器出现故障，导致整个微机保护装置301出现故障，从而造成检修成本过高。
在一个实施例中，低电压保护控制模块30包括电磁式继电器302和微机保护装置301，电磁式继电器302与微机保护装置301分别与配电系统母线40相连，微机保护装置301包括继电器输出模块和控制模块，继电器输出模块与控制模块相连，继电器输出模块包括继电器K2，继电器K2的常开触点001XU、电磁式继电器302的常闭触点002XU与低电压保护继电器模块10中的发电机低电压保护继电器LGA203XR相连。
传统的低电压保护控制模块30采用的是两个完全相同的TTGD7012C电磁式型继电器，且两个继电器的常闭触点与低电压保护继电器LGA203XR相连，TTGD7012C电磁式继电器正常工作需要外接直流125V工作电源50，一旦外接125V直流电源50丢失，常闭接点将自动接通，低电压保护继电器LGA203XR得电，发电机控制回路20断开，造成发电机误跳机。为避免同型号继电器同时出现故障的风险，拟采用微机保护装置301对其中一台TTGD7012C型继电器进行换型改造，利用微机保护装置301中继电器K1的常开触点001XU替换掉原电磁式继电器的常闭触点，使整定值保持不变，此改造一方面对整个系统的改造线路相对较少，改造成本较低，另一方面可以有效地防止发电机误跳机，其工作原理为：当微机保护装置301、电磁式继电器302发生故障或其外接工作直流电源丢失时，继电器302动作，继电器K2不动作，继电器302的常闭触点和继电器K2的常开触点处于断开状态，低电压保护继电器LGA203XR失电，发电机控制回路20正常运行；当配电系统母线40电压低于设定值时，继电器304不动作，继电器K2动作，继电器302的常闭触点和继电器K2的常开触点接通，低电压保护继电器LGA203XR得电，发电机控制回路20断开。
进一步地，微机保护装置301与配电系统母线40的三相线电压相连。微机保护装置301与配电系统母线40的接线方式主要包括：三相相电压3VT、三相相电压3VTs+零序电压Vr以及三相线电压3VPP+零序电压Vr三种接线方式。因现有的百万千瓦级核电站的低电压保护系统采用的是线电压接线方式，为尽量避免对回路改动，本改造采用三相线电压3VPP+零序电压Vr的接线方式。则微机保护装置301将测量三相线电压VAB、VBC、VCA和零序电压Vr。三相线电压3VTs+零序电压Vr接线方式参见图3。由于发电机低电压保护仅需监测三相线电压3VPP因此本改造零序电压Vr可不接入装置。本次改造前后的低电压保护控制模块接线简图参见图4。
进一步地，参见图5，控制模块3010包括DSP数据处理器3011、双口RAM3012及MCU保护逻辑处理器3013，DSP数据处理器3011通过双口RAM3012与MCU保护逻辑处理器3013相连。控制模块中的DSP数据处理器3011通过电压检测单元采集配电系统母线的三相线电压3VPP，并对采集到的数据与设定值进行比较处理，判断配电系统母线电压是否在设定范围内，若配电系统母线电压低于设定值，继电器输出模块3020中的继电器动作，继电器的常开触点接通，低电压保护继电器得电，断开发电机控制回路，并将结果通过双口RAM3012和MCU保护逻辑处理器3013进行数据交流。
进一步地，微机保护装置包括用于实时监测微机保护装置运行状态，并输出微机保护装置故障信号的自检模块3030。当微机保护装置出现故障，MCU保护逻辑处理器3013可将故障信号输出给自检模块3030，并将故障前一刻的配电系统母线电压变化情况发送给双口RAM3012，双口RAM3012将电压数据存储起来，供维修人员查看，MCU保护逻辑处理器3013还可以用于保护逻辑输出和显示运行参数等作用。
进一步地，微机保护装置包括光字牌显示模块3040，自检模块3030与光字牌显示模块3040相连。微机保护装置具备完整的装置自检功能，能够实时监测装置运行状态，并将其故障信号分别接入主控制器KSC的光字牌LGA/LGD002AA及电脑KIT的报警LGA/LGD003EC，当微机保护装置发生故障时，自检模块3030输出故障信号，触发光字牌显示模块3040，提醒运行人员及时发现问题并及时通知维修人员处理。
进一步地，微机保护装置包括上位机模块3060和通信模块3050，上位机模块3050包括报警模块3061，报警模块3061通过通信模块3050与自检模块3030相连。微机保护装置包括上危机模块3050和通信模块3050，上位机模块3060的设计可以对实现对微机保护装置的远程控制，且可以将相应检测到的信号通过通信模块3050上传给上位机模块3060，供远程操作者观察相应数据的变化情况，同时上位机模块3060包括报警模块3061，报警模块3061通过通信模块3050与自检模块3030相连，因此，远程操作者也可以通过远程观察微机保护装置的故障情况，并将故障信号第一时间通过通信模块3050下达给现场操作者，对现场的微机保护装置进行检查及维修。
具体地，电磁式继电器为TTGD7012C型继电器。
具体地，微机保护装置为MiCOM P921型微机保护装置。
传统的低电压保护控制模块30采用的是两个完全相同的TTGD7012C电磁式继电器，且两个TTGD7012C电磁式继电器的常闭触点与低电压保护继电器LGA203XR相连，TTGD7012C电磁式继电器正常工作需要外接直流125V工作电源50，一旦外接125V直流电源50丢失，常闭接点将自动接通，低电压保护继电器LGA203XR得电，发电机控制回路20断开，造成发电机误跳机。为避免同型号继电器同时出现故障的风险，以及现场安装空间的限制，原TTGD7012C电磁式继电器的宽×高×深：90×205×220mm，拟采用MiCOM P921型微机保护装置301的宽×高×深：99×168×226mm，面板宽度103mm，高度177mm。对其中一台TTGD7012C电磁式继电器进行换型改造。现场需对原TTGD7012C电磁式继电器安装位置宽度扩展9mm，高度减少28mm并进行封堵，TTGD7012C电磁式继电器302和MiCOM P921微机保护装置301并联在125V直流电源50上，且TTGD7012C电磁式继电器302的常闭触点002XU与MiCOMP921微机保护装置301中的常开触点001XU串联。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种百万千瓦级核电站的发电机低电压保护系统，其特征在于，包括：
低电压保护继电器模块，与发电机控制回路相连，用于接收控制信号控制发电机控制回路的通断；其中，所述控制信号由多个不同的开关信号同时触发，所述多个不同的开关信号包括低压保护开关信号；
低电压保护控制模块，与配电系统母线相连，用于输出所述低压保护开关信号，所述低压保护开关信号包括断开信号和闭合信号；所述低电压保护控制模块被配置为当所述低电压保护控制模块发生故障或所述低电压保护控制模块断电后保持输出断开信号；当所述配电系统母线电压低于设定值时保持输出闭合信号。
2.根据权利要求1所述的百万千瓦级核电站的发电机低电压保护系统，其特征在于，所述低电压保护控制模块包括微机保护装置，所述微机保护装置与所述配电系统母线相连，所述微机保护装置包括继电器输出模块和控制模块，所述继电器输出模块与所述控制模块相连，且所述继电器输出模板包括至少一个继电器K1，所述继电器K1的常开触点与所述低电压保护继电器模块中的低电压保护继电器相连。
3.根据权利要求1所述的百万千瓦级核电站的发电机低电压保护系统，其特征在于，所述低电压保护控制模块包括电磁式继电器和微机保护装置，所述电磁式继电器与所述微机保护装置分别与所述配电系统母线相连，所述微机保护装置包括继电器输出模块和控制模块，所述继电器输出模块与所述控制模块相连，所述继电器输出模块包括继电器K2，所述继电器K2的常开触点、电磁式继电器的常闭触点与所述低电压保护继电器模块中的发电机低电压保护继电器相连。
4.根据权利要求2或3所述的百万千瓦级核电站的发电机低电压保护系统，其特征在于，所述微机保护装置与所述配电系统母线的三相线电压相连。
5.根据权利要求2或3所述的百万千瓦级核电站的发电机低电压保护系统，其特征在于，其特征在于，所述控制模块包括DSP数据处理器、双口RAM及MCU保护逻辑处理器，所述DSP数据处理器通过所述双口RAM与所述MCU保护逻辑处理器相连。
6.根据权利要求4所述的百万千瓦级核电站的发电机低电压保护系统，其特征在于，所述微机保护装置包括用于实时监测所述微机保护装置运行状态，并输出所述微机保护装置故障信号的自检模块。
7.根据权利要求6所述的百万千瓦级核电站的发电机低电压保护系统，其特征在于，所述微机保护装置包括光字牌显示模块，所述自检模块与所述光字牌显示模块相连。
8.根据权利要求6所述的百万千瓦级核电站的发电机低电压保护系统，其特征在于，所述微机保护装置包括上位机模块和通信模块，所述上位机模块包括报警模块，所述报警模块通过所述通信模块与所述自检模块相连。
9.根据权利要求3所述的百万千瓦级核电站的发电机低电压保护系统，其特征在于，所述电磁式继电器为TTGD7012C型继电器。
10.根据权利要求4所述的百万千瓦级核电站的发电机低电压保护系统，其特征在于，所述微机保护装置为MiCOM P921型微机保护装置。
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CN114362110A (zh) * 2021-12-31 2022-04-15 江苏核电有限公司 一种适用于核电站的低电压保护装置及方法

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