CN110676928A - 一种海上小型堆重要系统的辅助供电方法及装置 - Google Patents

一种海上小型堆重要系统的辅助供电方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种海上小型堆重要系统的辅助供电方法及装置，所述方法包括当触发第一母线失压信号时，同时触发辅助电源、应急电源和波浪能发电装置的启动信号；当监测到辅助电源和应急电源分别在预设第一时间段和预设第二时间段均不能启动时，触发波浪能发电装置带载信号，预设第二时间段开始时刻从预设第一时间段结束时刻开始计算；闭合设置在波浪能发电装置和电力电子变换装置之间的第一断路器，形成波浪能发电装置与第二母线之间的供电电路；波浪能发电装置通过供电电路向第二母线输送经电力电子变换装置调节后的电力。通过本发明，在海上小型堆断电时，使用波浪能发电装置供电，解决现有后备电源共模故障以及柴油发电机占用空间大的问题。

Description

一种海上小型堆重要系统的辅助供电方法及装置
技术领域
本发明涉及核反应堆技术领域，尤其涉及一种海上小型堆重要系统的辅助供电方法及装置。
背景技术
海上小型堆是一座小型的核电站，可以为海岛提供电能，以满足海岛工业、照明、供暖、海水淡化等需求。根据核电站厂用电系统设计原则，核电站的厂用电系统在正常供电系统出现故障时，要求有多重后备电源，以满足核安全的要求。目前海上小型堆的应急电源和辅助电源均采用柴油发电机组提供，电源结构单一，存在由于共模故障导致柴油发电机组失效的风险；机组主电源故障时，与陆地核电厂不同，无法通过电网经过降压变压器向厂用电系统供电，此时只能通过柴油机向厂用电系统供电。由于船舶空间有限，柴油装载量有限，无法实现长时间持续供电；另外应急柴油发电机组作为活塞转动机构，其故障率高，可靠性低。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种海上小型堆重要系统的辅助供电方法及装置，以解决现有的海上小型堆应急电源和辅助电源均采用柴油发电机组，容易出现共模故障、受空间限制以及故障率高的问题。
本发明提供的一种海上小型堆重要系统的辅助供电方法，所述方法包括：
当触发第一母线失压信号时，同时触发辅助电源、应急电源和波浪能发电装置的启动信号；
当监测到所述辅助电源和所述应急电源分别在预设第一时间段和预设第二时间段均不能启动时，触发波浪能发电装置带载信号，所述预设第二时间段开始时刻从所述预设第一时间段结束时刻开始计算；
控制闭合设置在所述波浪能发电装置和电力电子变换装置之间的第一断路器，形成所述波浪能发电装置与第二母线之间的供电电路；
所述波浪能发电装置通过所述供电电路向所述第二母线输送经所述电力电子变换装置调节后的电力。
进一步地，当触发第一母线失压信号时，同时触发辅助电源、应急电源和波浪能发电装置的启动信号具体包括：
当第一母线失压时，设置在所述第一母线上的PT柜电压降低，PT柜接触器线圈两端电压同时降低；
所述接触器线圈磁力减少控制设置在微型处理器输出端的触头闭合，向所述微型处理器输入高电平；
根据所述高电平，所述微型处理器触发了第一母线失压信号，同时触发辅助电源、应急电源和波浪能发电装置的启动信号。
进一步地，监测到所述辅助电源和所述应急电源分别在预设第一时间段和预设第二时间段均不能启动时包括：
在触发辅助电源的启动信号的预设第一时间段结束时刻，监测到所述辅助电源未达到额定电压或者额定频率，触发所述应急电源带载信号；
在触发所述应急电源带载信号的预设第二时间段结束时刻，监测到所述应急电源未达到额定电压或者额定频率。
进一步地，所述波浪能发电装置通过所述供电电路向所述第二母线输送经所述电力电子变换装置调节后的电力之后还包括：
所述波浪能发电装置的电能通过所述电力电子变换装置和所述储能单元充电调节后向所述第二母线供电。
进一步地，所述方法还包括：
当监测到发电机、辅助电源或者应急电源任意之一达到额定电压和额定频率，控制断开所述第一断路器，控制闭合恢复电源对应的断路器，控制断开所述第一断路器。
进一步地，所述方法还包括：
所述第二母线通过所述电力电子变换装置向所述储能单元充电。
本发明提供的一种海上小型堆重要系统的辅助供电装置，所述装置包括：
检测单元，用于用于监测第一母线的电压；
触发单元，用于当第一母线失压时，控制设置在微型处理器输入端的触头闭合，向所述微型处理器输入高电平；
所述控制单元，用于根据所述高电平，触发第一母线失压信号，同时触发辅助电源、应急电源和波浪能发电装置的启动信号；
所述控制单元，还用于当监测到所述辅助电和所述应急电源分别在预设第一时间段和预设第二时间段均不能启动时，触发波浪能发电装置带载信号，所述预设第二时间段开始时刻从所述预设第一时间段结束时刻开始计算；
控制单元，还用于控制闭合设置在所述波浪能发电装置和电力电子变换装置之间的第一断路器，形成所述波浪能发电装置与第二母线之间的供电电路；
辅助供电单元，用于通过所述供电电路向所述第二母线输送经所述电力电子变换装置调节后的电力。
进一步地，所述监控单元包括PT柜，所述PT柜设置在第一母线上。
进一步地，所述触发单元包括PT柜接触器线圈、设置在微型处理器输入端的触头，其中：
在所述第一母线上的电压失压时，所述PT柜电压降低，导致PT柜接触器线圈两端电压同时降低；
所述PT柜接触器线圈，用于当所述接触器线圈磁力减少，控制所述设置在微型处理器输入端的触头闭合；
所述PT柜接触器线圈，还用于在所述触头闭合时，向所述微型处理器输入端输入高电平。
进一步地，所述控制单元包括微型处理器，用于根据所述高电平，触发第一母线失压信号，同时触发辅助电源、应急电源和波浪能发电装置的启动信号。
实施本发明，具有如下有益效果：
通过本发明，通过控制在发电机、辅助电源、应急电源都不能正常启动时，启动波浪能发电装置并闭合所述波浪能发电装置对应的断路器，通过波浪能发电装置向第二母线供电，为海上小型堆通信、安全、消防等提供应急电源，解决了现有海上小型堆应急电源、辅助电源容易发生共模故障、受空间限制以及故障率高的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的海上小型堆重要系统的辅助供电方法的运行环境图。
图2是本发明实施例提供的海上小型堆重要系统的辅助供电方法的工作原理图。
图3是本发明实施例提供的海上小型堆重要系统的辅助供电方法的流程图。
图4是本发明实施例提供的海上小型堆重要系统的辅助供电装置的结构图。
具体实施方式
本专利利用波浪能发电装置在发电机以及后备电源不能正常工作时使用，以下结合附图和实施例对该具体实施方式做进一步说明。
如图1所示，本发明实施例提供了海上小型堆重要系统的辅助供电方法的运行环境，海上小型堆重要系统的供电包括发电机11、辅助电源12、应急电源13和波浪能发电装置14，正常情况下由发电机11发电供应电力，当发电机11出现故障时，由于小型堆处于海上，由此失去了岸上电网支持，因此图1中的岸上电网仅仅当小型堆处于岸边时才能使用，一般情况下当发电机11出现故障时，需要辅助电源12、应急电源13或波浪能发电装置14之一进行电力供应。
在本供电系统中包括第一母线1和第二母线2，第一母线1和第二母线2之间设置有一10KV/380V的变压器，当发电机11故障时，通过监测第一母线1的电压来判断。
发电机11工作正常时，第五断路器25闭合，第一断路器21断开，第二断路器22闭合，储能单元16由第二母线2通过电力电子变装装置15进行充电；第三断路器23和第四断路器24也均断开；辅助电源12、应急电源13和波浪能发电装置14均不工作。
需要说明的是，发电机11是供电的主电源和首选电源。
如图2所示，本发明实施例提供了海上小型堆重要系统的辅助供电方法的工作原理，PT柜31设置在第一母线1上，当第一母线1失压时，设置在第一母线1的PT柜31电压降低，PT柜接触器线圈32两端电压同时降低，所述PT柜接触器线圈32磁力减少控制设置在微型处理器34输入端的触头33闭合，向所述微型处理器34输入高电平；根据所述高电平，微型处理器34触发第一母线1失压信号，同时触发辅助电源12、应急电源13和波浪能发电装置14的启动信号。
在触发辅助电源12的启动信号的预设第一时间段结束时刻，所述微型处理器34监测到所述辅助电源12未达到额定电压或者额定频率，触发所述应急电源13带载信号；
在触发所述应急电源13带载信号的预设第二时间段结束时刻，监测到所述应急电源13未达到额定电压或者额定频率，触发触发波浪能发电装置带载信号，所述预设第二时间段开始时刻从所述预设第一时间段结束时刻开始计算。
另外需要控制闭合设置在波浪能发电装置14与电力电子变换装置15之间的第一断路器21，形成所属波浪能发电装置14与第二母线2之间的供电电路，该供电电路包括电力电子变换装置14、第一断路器21和第二断路器22。
需要说明的是，在触发辅助电源12的启动信号的预设第一时间段结束时刻，所述微型处理器34监测到所述辅助电源12未达到额定电压或者额定频率，说明该辅助电源12不能正常启动。
当微型处理器34监测到发电机11、辅助电源12或者应急电源13任意一者达到额定电压以及额定频率，就认为该设备恢复工作，控制恢复工作的设备对应的断路器闭合，而断开第一断路器21；发电机11对应第五断路器25，辅助电源12对应第三断路器23，应急电源13对应第四断路器24；例如辅助电源12恢复额定电压以及额定频率，闭合第三断路器23，断开第一断路器21，由辅助电源12为系统提供电源。
波浪能发电装置14可以在海上当发电机11、辅助电源12以及应急电源13均出现故障时，利用大自然现有能量持续为海上小型堆提供电力供应，保障了长时间海上运行小型堆用电安全。
如图3所示，本发明实施例提供了海上小型堆重要系统的辅助供电方法，所述方法包括：
S11、当触发第一母线失压信号时，同时触发辅助电源、应急电源和波浪能发电装置的启动信号；
S12、当监测到所述辅助电源和所述应急电源分别在预设第一时间段和预设第二时间段均不能启动时，触发波浪能发电装置带载信号，所述预设第二时间段开始时刻从所述预设第一时间段结束时刻开始计算；
S13、控制闭合设置在所述波浪能发电装置和电力电子变换装置之间的第一断路器，形成所述波浪能发电装置与第二母线之间的供电电路；
S14、所述波浪能发电装置通过所述供电电路向所述第二母线输送经所述电力电子变换装置调节后的电力。
进一步地，步骤S11具体包括：
当第一母线失压时，设置在所述第一母线上的PT电压降低，PT柜接触器线圈两端电压同时降低；
所述PT柜接触器线圈磁力减少控制设置在微型处理器输入端的触头闭合，向所述微型处理器输入高电平；
根据所述高电平，所述微型处理器触发了第一母线失压信号，同时触发辅助电源、应急电源和波浪能发电装置的启动信号。
进一步地，监测到所述辅助电源和所述应急电源分别在预设第一时间段和预设第二时间段均不能启动时包括：
在触发辅助电源的启动信号的预设第一时间段结束时刻，监测到所述辅助电源未达到额定电压或者额定频率，触发所述应急电源带载信号；
在触发所述应急电源带载信号的预设第二时间段结束时刻，监测到所述应急电源未达到额定电压或者额定频率。
进一步地，步骤S14之后还包括：
所述波浪能发电装置的电能通过所述电力电子变换装置和所述储能单元调节后向第二母线供应。
储能单元起到了调节作用，发电机、辅助电源或者应急电源供电时，第二母线向储能单元充电，当上述三者电源都不工作时，波浪能发电装置工作且第一断路器闭合时，波浪能发电装置的电能经储能单元调节后向第二母线供电。
进一步地，当监测到发电机、辅助电源或者应急电源任意之一达到额定电压和额定频率，控制断开所述第一断路器，控制闭合恢复电源对应的断路器，控制断开所述第一断路器。
进一步地，所述第二母线通过所述电力电子变换装置向所述储能单元充电。
如图4所示，本发明实施例提供了海上小型堆重要系统的辅助供电装置，所述装置包括：
监测单元41，用于监测第一母线1的电压；
触发单元42，用于当第一母线1失压时，控制设置在微型处理器输入端的触头闭合，向所述微型处理器输入高电平；
所述控制单元43，用于根据所述高电平，触发第一母线1失压信号，同时触发辅助电源12、应急电源13和波浪能发电装置14的启动信号；
所述控制单元43，还用于当监测到所述辅助电源12和所述应急电源13分别在预设第一时间段和预设第二时间段均不能启动时，触发波浪能发电装置14带载信号，所述预设第二时间段开始时刻从所述预设第一时间段结束时刻开始计算；
控制单元43，还用于控制闭合设置在所述波浪能发电装置14和电力电子变换装置15之间的第一断路器21，形成所述波浪能发电装置14与第二母线2之间的供电电路；
辅助供电单元44，用于通过所述供电电路向所述第二母线2输送经所述电力电子变换装置15调节后的电力。
进一步地，所述监控单元41包括PT柜31，所述PT柜31设置在第一母线1上。
进一步地，所述触发单元42包括PT柜接触器线圈32、设置在微型处理器34输入端的触头33，其中：
在所述第一母线1上的电压失压时，所述PT柜31电压降低，导致PT柜接触器线圈32两端电压同时降低；
所述PT柜接触器线圈32，用于当所述接触器线圈32磁力减少，控制所述设置在微型处理器34输入端的触头33闭合；
所述PT柜接触器线圈32，还用于在所述触头33闭合时，向所述微型处理器34输入端输入高电平。
进一步地，所述控制单元43包括微型处理器34，用于根据所述高电平，触发第一母线1失压信号，同时触发辅助电源12、应急电源13和波浪能发电装置14的启动信号。
实施本发明，具有如下有益效果：
通过本发明，通过控制在发电机、辅助电源、应急电源都不能正常启动时，启动波浪能发电装置并闭合所述波浪能发电装置对应的断路器，通过波浪能发电装置向第二母线供电，为海上小型堆通信、安全、消防等提供应急电源，解决了现有海上小型堆应急电源、辅助电源容易发生共模故障、受空间限制以及故障率高的问题。
以上内容是结合具体的优选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，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种海上小型堆重要系统的辅助供电方法，其特征在于，所述方法包括：
S11、当触发第一母线失压信号时，同时触发辅助电源、应急电源和波浪能发电装置的启动信号；
S12、当监测到所述辅助电源和所述应急电源分别在预设第一时间段和预设第二时间段均不能启动时，触发波浪能发电装置带载信号，所述预设第二时间段开始时刻从所述预设第一时间段结束时刻开始计算；
S13、控制闭合设置在所述波浪能发电装置和电力电子变换装置之间的第一断路器，形成所述波浪能发电装置与第二母线之间的供电电路；
S14、所述波浪能发电装置通过所述供电电路向所述第二母线输送经所述电力电子变换装置调节后的电力。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S11具体包括：
当第一母线失压时，设置在所述第一母线上的PT柜电压降低，PT柜接触器线圈两端电压同时降低；
所述PT柜接触器线圈磁力减少控制设置在微型处理器输入端的触头闭合，向所述微型处理器输入高电平；
根据所述高电平，所述微型处理器触发了第一母线失压信号，同时触发辅助电源、应急电源和波浪能发电装置的启动信号。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，监测到所述辅助电源和所述应急电源分别在预设第一时间段和预设第二时间段均不能启动时包括：
在触发辅助电源的启动信号的预设第一时间段结束时刻，监测到所述辅助电源未达到额定电压或者额定频率，触发所述应急电源带载信号；
在触发所述应急电源带载信号的预设第二时间段结束时刻，监测到所述应急电源未达到额定电压或者额定频率。
4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，步骤S14之后还包括：
所述波浪能发电装置的电能通过所述电力电子变换装置和所述储能单元调节后向所述第二母线供应。
5.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当监测到发电机、辅助电源或者应急电源任意之一达到额定电压和额定频率，控制断开所述第一断路器，控制闭合恢复电源对应的断路器，控制断开所述第一断路器。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述第二母线通过所述电力电子变换装置向所述储能单元充电。
7.一种海上小型堆重要系统的辅助供电装置，其特征在于，所述装置包括：
检测单元，用于用于监测第一母线的电压；
触发单元，用于当第一母线失压时，控制设置在微型处理器输入端的触头闭合，向所述微型处理器输入高电平；
所述控制单元，用于根据所述高电平，触发第一母线失压信号，同时触发辅助电源、应急电源和波浪能发电装置的启动信号；
所述控制单元，还用于当监测到所述辅助电和所述应急电源分别在预设第一时间段和预设第二时间段均不能启动时，触发波浪能发电装置带载信号，所述预设第二时间段开始时刻从所述预设第一时间段结束时刻开始计算；
控制单元，还用于控制闭合设置在所述波浪能发电装置和电力电子变换装置之间的第一断路器，形成所述波浪能发电装置与第二母线之间的供电电路；
辅助供电单元，用于通过所述供电电路向所述第二母线输送经所述电力电子变换装置调节后的电力。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述监控单元包括PT柜，所述PT柜设置在第一母线上。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述触发单元包括PT柜接触器线圈、设置在微型处理器输入端的触头，其中：
在所述第一母线上的电压失压时，所述PT柜电压降低，导致PT柜接触器线圈两端电压同时降低；
所述PT柜接触器线圈，用于当所述接触器线圈磁力减少，控制所述设置在微型处理器输入端的触头闭合；
所述PT柜接触器线圈，还用于在所述触头闭合时，向所述微型处理器输入端输入高电平。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述控制单元包括微型处理器，用于根据所述高电平，触发第一母线失压信号，同时触发辅助电源、应急电源和波浪能发电装置的启动信号。
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