本發(fā)明涉及電源系統(tǒng)保護及控制系統(tǒng)，尤其涉及一種控制棒電源系統(tǒng)保護及控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

核電站控制棒電源系統(tǒng)(RAM)的任務(wù)就是給控制棒驅(qū)動機構(gòu)供電，控制棒電源系統(tǒng)在核電站運行中起著至關(guān)重要的作用?，F(xiàn)有RAM由Set1、Set2二套電源裝置組成，分別裝在三個機柜內(nèi)。RAM系統(tǒng)的所有保護和控制邏輯均通過PLC裝置103出口。若Set1或Set2 PLC裝置103發(fā)生故障，將導(dǎo)致Set1或Set2發(fā)電機出線開關(guān)跳閘，該列發(fā)電機無保護繼續(xù)運行，PLC裝置103故障信號未上送DCS，導(dǎo)致主控操作員無法監(jiān)視，并且在PLC故障工況下，無法手動停運RAM發(fā)電機組進行故障處理。若公共部分PLC裝置103發(fā)生故障，將導(dǎo)致發(fā)電機低頻保護失效。現(xiàn)有RAM發(fā)電機的勵磁開關(guān)合閘5s之內(nèi)RAM發(fā)生故障時，保護動作無法跳開勵磁開關(guān)的設(shè)計缺陷。原PLC邏輯中將滅磁開關(guān)分位位置信號作為觸發(fā)勵磁開關(guān)跳閘命令的必要條件，因此在403JA合閘5s之內(nèi)，跳開勵磁開關(guān)的命令受403JA合閘位置信號閉鎖無法發(fā)出，轉(zhuǎn)子回路無法滅磁。

現(xiàn)有RAM系統(tǒng)低頻保護通過PT空氣開開關(guān)采樣電機出口電壓，若PT空氣開關(guān)故障跳閘，低頻保護失去電壓采樣，低頻保護跳閘出口，將造成反應(yīng)堆控制棒失去控制電源，導(dǎo)致跳機跳堆。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有的RAM系統(tǒng)存在的不足，提供一種控制棒電源系統(tǒng)保護及控制系統(tǒng)，對核電廠RAM保護及控制系統(tǒng)設(shè)計進行優(yōu)化，增加獨立的保護硬接線跳閘回路、手動停機回路以及優(yōu)化PLC裝置103邏輯，提高RAM電源系統(tǒng)的可靠性及安全性，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題。

本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案是提供了一種用于控制棒電源系統(tǒng)的保護及控制系統(tǒng)，包括包括控制棒電源系統(tǒng)的保護裝置、根據(jù)保護裝置提供的信號控制發(fā)電機控制開關(guān)的控制裝置、輸出設(shè)備保護控制命令的PLC裝置以及控制發(fā)電機啟停的發(fā)電機控制開關(guān)，所述保護及控制系統(tǒng)還包括硬接線保護回路、將保護線路自動切換到硬接線保護回路的互鎖控制開關(guān)、起勵開關(guān)控制裝置以及低頻保護開關(guān)控制裝置；

所述保護裝置包括發(fā)電機差動保護裝置、發(fā)電機逆功率保護裝置、發(fā)電機失磁保護裝置裝置、發(fā)電機過流保護裝置以及低頻保護開關(guān)。

所述硬接線保護回路包括發(fā)電機和電動機手動控制開關(guān)、硬接線保護回路接入繼電裝置、發(fā)電機低頻保護控制開關(guān)以及發(fā)電機高電平控制開關(guān)。

所述發(fā)電機和電動機手動控制開關(guān)用于在使用硬接線保護回路時對該線路進行啟?？刂疲M而控制發(fā)電控制開關(guān)；所述硬接線保護回路接入繼電裝置用于在保護裝置失去作用時，將所述硬接線保護回路接入控制線路，對發(fā)電機進行保護；所述發(fā)電機低頻保護控制開關(guān)用于在無法對PT空氣開關(guān)進行采樣后跳閘，對發(fā)電機進行保護；所述發(fā)電機高電平開關(guān)在接入硬接線保護回路后，使得發(fā)電機開關(guān)在高電平狀態(tài)才能跳閘。

所述發(fā)電機和電動機手動控制開關(guān)與所述硬接線保護回路接入繼電裝置串聯(lián)連接，所述發(fā)電機低頻保護控制開關(guān)串聯(lián)連接在所述硬接線保護回路接入繼電裝置與發(fā)電機高電平控制開關(guān)的中間，所述發(fā)電機高電平控制開關(guān)與所述互鎖控制開關(guān)串聯(lián)連接在回路中。

所述互鎖控制開關(guān)用于切換所述保護裝置與所述硬接線保護回路，在保護裝置失去作用時，啟用硬接線保護回路對發(fā)電機進行保護。

所述滅磁開關(guān)控制裝置與發(fā)電機起勵開關(guān)連接，用于在發(fā)電機起勵開關(guān)分閘后啟動滅磁開關(guān)，迅速對發(fā)電機進行滅磁。

所述低頻保護開關(guān)控制裝置用于在確認PT空氣開關(guān)完好時發(fā)送PLC信號來啟動低頻保護開關(guān)。

實施本發(fā)明控制棒電源系統(tǒng)的保護及控制系統(tǒng)，其有益效果是：由于在RAM系統(tǒng)中加入硬接線跳閘回路，保護跳閘的硬接線回路自動投入，RAM系統(tǒng)可以繼續(xù)運行；通過增加獨立的硬接線手動停運回路，以便于及時進行故障處理。本發(fā)明還通過優(yōu)化發(fā)電機起勵及滅磁邏輯，防止轉(zhuǎn)子回路燒毀；通過優(yōu)化PT空氣開關(guān)跳閘導(dǎo)致低頻保護誤動邏輯，也提高了RAM系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。利用本發(fā)明提供的控制棒電源系統(tǒng)的保護及控制系統(tǒng)，可對核電廠RAM系統(tǒng)進行優(yōu)化，由于優(yōu)化了RAM系統(tǒng)的硬接線跳閘回路以及PLC邏輯，完善了RAM系統(tǒng)的控制及保護設(shè)計，從而大大提高RAM系統(tǒng)運行的安全性及可靠性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明涉及的核電站的控制棒電源系統(tǒng)保護及控制系統(tǒng)；

圖2是說明現(xiàn)有技術(shù)的RAM系統(tǒng)邏輯連接示意圖；

圖3是說明本發(fā)明實施例的改進后的RAM系統(tǒng)邏輯連接示意圖；

圖4是說明本發(fā)明中硬接線保護回路及保護裝置邏輯連接示意圖；

圖5是說明本發(fā)明實施例中保護裝置組成示意圖；

圖6是說明本發(fā)明實施例中滅磁保護邏輯示意圖；

圖7是說明現(xiàn)有技術(shù)中RAM起勵及滅磁回路的示意圖；

圖8是說明本發(fā)明實施例中RAM起勵及滅磁回路的示意圖；

圖9是說明現(xiàn)有技術(shù)中低頻保護邏輯的示意圖；

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

圖1是本發(fā)明涉及的核電站的控制棒電源系統(tǒng)保護及控制系統(tǒng)(簡稱RAM系統(tǒng))的簡要示意圖，RAM系統(tǒng)應(yīng)用于Set1、Set2二套電源裝置，作為一個例子，RAM系統(tǒng)可以分別裝在三個機柜內(nèi)。第一個機柜RAM001TB內(nèi)裝有第一套電源裝置Set1的控制及保護裝置101，保護裝置101包括括發(fā)電機差動保護裝置401、發(fā)電機逆功率保護裝置402、發(fā)電機失磁保護裝置裝置403、發(fā)電機過流保護裝置404以及低頻保護開關(guān)405。第三個機柜RAM003TB內(nèi)裝有第二套電源裝置Set2的控制及保護裝置101，包括發(fā)電機差動保護、發(fā)電機逆功率保護、發(fā)電機過流保護、發(fā)電機失磁保護等功能單元。第二個機柜RAM002TB內(nèi)裝有兩套電源裝置Set1、Set2的共用盤控制及保護裝置101，包括低頻保護等單元。保護及控制系統(tǒng)正常工作時，兩套電源裝置Set1、Set2同步并列運行。發(fā)生故障時，由PLC裝置103提供保護和控制。

圖2是說明現(xiàn)有技術(shù)的RAM系統(tǒng)邏輯連接示意圖；如圖2所示，在RAM的控制和保護過程中，都涉及保護裝置101、控制裝置102、PLC裝置103以及發(fā)電機控制開關(guān)104?，F(xiàn)有技術(shù)RAM系統(tǒng)的所有保護和控制邏輯均通過PLC裝置103出口。若電源裝置Set1或Set2中任何一個PLC裝置103發(fā)生故障，將導(dǎo)致Set1或Set2發(fā)電機出線開關(guān)跳閘，該列發(fā)電機無保護繼續(xù)運行，PLC裝置103故障信號未上送DCS，導(dǎo)致主控操作員無法監(jiān)視，并且在PLC故障工況下，無法手動停運RAM發(fā)電機組進行故障處理。若公共部分PLC裝置103發(fā)生故障，將導(dǎo)致發(fā)電機低頻保護失效。

圖3是說明本發(fā)明實施例的改進后的RAM系統(tǒng)邏輯連接示意圖，在保護裝置101、控制裝置102與發(fā)電機控制開關(guān)104之間增加了硬接線保護回路105，保證在PLC裝置103故障工況下，保護跳閘的硬接線保護回路105可以自動投入，RAM系統(tǒng)可以在有保護情況下繼續(xù)運行。硬接線保護回路105包括發(fā)電機和電動機手動控制開關(guān)1051、硬接線保護回路接入繼電裝置1052、發(fā)電機低頻保護控制開關(guān)1053以及發(fā)電機高電平控制開關(guān)1054。發(fā)電機和電動機手動控制開關(guān)1051用于在使用硬接線保護回路105時對該線路進行手動啟?？刂?，進而控制發(fā)電控制開關(guān)104；硬接線保護回路接入繼電裝置1052用于在保護裝置失去作用時，將硬接線保護回路105接入控制線路，對發(fā)電機進行保護；發(fā)電機低頻保護控制開關(guān)1053用于在無法對PT空氣開關(guān)進行采樣后跳閘，對發(fā)電機進行保護；發(fā)電機高電平開關(guān)1054在接入硬接線保護回路105后，使得發(fā)電機開關(guān)1054在高電平狀態(tài)才能跳閘?？梢员ＷC在PLC裝置103故障工況下，保護跳閘的硬接線回路自動投入，RAM系統(tǒng)可以繼續(xù)運行，提高了RAM電源系統(tǒng)的可靠性及安全性。而增加了獨立的發(fā)電機和電動機手動控制開關(guān)1051，可以方便地干涉和介入故障處理。

圖4是說明本發(fā)明中硬接線保護回路及保護裝置邏輯連接示意圖，發(fā)電機和電動機手動控制開關(guān)1051與硬接線保護回路接入繼電裝置1052串聯(lián)連接，發(fā)電機低頻保護控制開關(guān)1053串聯(lián)連接在硬接線保護回路接入繼電裝置1052與發(fā)電機高電平控制開關(guān)1054的中間，發(fā)電機高電平控制開關(guān)1054與互鎖控制開關(guān)1055串聯(lián)連接在回路中。RAM硬接線及PLC邏輯優(yōu)化前，當RAM Set1正常運行時，若PLC裝置103故障時，RAM001TB柜內(nèi)PLC裝置103動作出口信號為“低電平有效”跳出口開關(guān)。在本發(fā)明實施例的系統(tǒng)中，RAM添加了硬接線保護回路105以及對PLC裝置103的邏輯進行了優(yōu)化，PLC裝置103動作出口信號由“低電平有效”改為“高電平有效”跳出口開關(guān)。RAM發(fā)電機跳閘回路增加手動分閘發(fā)電機出口開關(guān)繼電器，保護動作跳開關(guān)回路的繼電器，低頻保護動作跳發(fā)電機開關(guān)的繼電器。在PLC故障工況下，PLC裝置103出口信號仍為低電平信號，并且硬接線回路不會失電，出口開關(guān)不會跳閘，確保了發(fā)電機能夠在有保護的情況下繼續(xù)運行。

本發(fā)明在PLC裝置103設(shè)置了相應(yīng)的出口邏輯，在PLC裝置103故障工況下，硬接線回路自動投入，控制棒電源系統(tǒng)在有保護和控制下繼續(xù)運行。PLC裝置103邏輯中將滅磁開關(guān)跳開命令觸發(fā)勵磁開關(guān)跳閘，在勵磁開關(guān)分閘后，滅磁開關(guān)可以順利滅磁。的硬接線跳閘回路用于PLC裝置103故障工況下，自動投入系統(tǒng)中，維持控制棒電源系統(tǒng)正常運行；硬接線手動停運回路，用于手動停運控制棒電源系統(tǒng)，進行故障檢測和處理。在PLC裝置103邏輯中增加了PT空氣開關(guān)的故障閉鎖信號，只有在PT空氣開關(guān)完好的情況下，低頻保護才能正常反應(yīng)設(shè)備狀態(tài)。若Set1或Set2PLC裝置103發(fā)生故障，將導(dǎo)致Set1或Set2發(fā)電機出線開關(guān)跳閘，該列發(fā)電機無保護繼續(xù)運行，PLC裝置103故障信號未上送DCS，導(dǎo)致主控操作員無法監(jiān)視，并且在PLC故障工況下，無法手動停運RAM發(fā)電機組進行故障處理。若公共部分PLC裝置103發(fā)生故障，將導(dǎo)致發(fā)電機低頻保護失效。

RAM系統(tǒng)優(yōu)化前，在PLC裝置103故障情況下，所有保護、控制及報警將失效。改造后，在本實施例中，在PLC裝置103故障工況下，發(fā)電機差動保護、發(fā)電機過流保護、發(fā)電機逆功率保護、發(fā)電機失磁保護自動切換至獨立的硬接線保護控制回路，不會導(dǎo)致發(fā)電機組失去保護，RAM發(fā)電機組繼續(xù)運行。

由于增加了獨立的保護硬接線跳閘回路，在PLC裝置103故障工況下，保護跳閘的硬接線保護回路105可以自動投入，RAM系統(tǒng)可以繼續(xù)運行，提高了RAM電源系統(tǒng)的可靠性及安全性。RAM系統(tǒng)優(yōu)化前，在PLC裝置103故障情況下，所有保護、控制及報警將失效。改造后，在PLC裝置103故障工況下，發(fā)電機差動保護、發(fā)電機過流保護、發(fā)電機逆功率保護、發(fā)電機失磁保護自動切換至獨立的硬接線保護控制回路，不會導(dǎo)致發(fā)電機組失去保護，RAM發(fā)電機組繼續(xù)運行。

圖6是說明本發(fā)明實施例中滅磁保護邏輯示意圖，圖7是說明現(xiàn)有技術(shù)中RAM起勵及滅磁回路的示意圖，圖8是說明本發(fā)明實施例中RAM起勵及滅磁回路的示意圖，如圖6-8，滅磁開關(guān)控制裝置501與滅磁開關(guān)500連接，用于在發(fā)電機起勵開關(guān)分閘后啟動滅磁開關(guān)500，迅速對發(fā)電機進行滅磁。

RAM發(fā)電機起勵開關(guān)和滅磁開關(guān)分別為403JA和402JA，優(yōu)化前當發(fā)電機啟勵勵磁開關(guān)403JA合閘5s之內(nèi)RAM發(fā)生故障時，保護動作無法跳開勵磁開關(guān)403JA的設(shè)計缺陷。原PLC邏輯中將滅磁開關(guān)402JA分位位置信號作為觸發(fā)勵磁開關(guān)跳閘命令的必要條件，因此在403JA合閘5s之內(nèi)，跳開勵磁開關(guān)的命令受403JA合閘位置信號閉鎖無法發(fā)出，轉(zhuǎn)子回路無法滅磁。

RAM發(fā)電機起勵開關(guān)和滅磁開關(guān)分別為403JA和402JA?，F(xiàn)有技術(shù)中當發(fā)電機啟勵勵磁開關(guān)403JA合閘5s之內(nèi)RAM發(fā)生故障時，保護動作無法跳開勵磁開關(guān)403JA的設(shè)計缺陷。原PLC邏輯中將滅磁開關(guān)402JA分位位置信號作為觸發(fā)勵磁開關(guān)跳閘命令的必要條件，因此在403JA合閘5s之內(nèi)，跳開勵磁開關(guān)的命令受403JA合閘位置信號閉鎖無法發(fā)出，轉(zhuǎn)子回路無法滅磁。

為解決上述RAM發(fā)電機啟勵5s之內(nèi)無法滅磁的問題，在本發(fā)明的本實施例中，對PLC邏輯進行優(yōu)化后，將PLC邏輯中將滅磁開關(guān)402JA跳開命令觸發(fā)勵磁開關(guān)403JA跳閘，在起勵開關(guān)403JA分閘后，滅磁開關(guān)402JA可以順利滅磁，防止轉(zhuǎn)子燒毀。通過對PLC邏輯的優(yōu)化，即通過在PLC邏輯中將滅磁開關(guān)402JA跳開命令觸發(fā)勵磁開關(guān)403JA跳閘，在起勵開關(guān)403JA分閘后，滅磁開關(guān)402JA可以順利滅磁，從而防止轉(zhuǎn)子燒毀。

圖9是說明現(xiàn)有技術(shù)中低頻保護邏輯的示意圖，如圖9，低頻保護開關(guān)控制裝置601用于在確認PT空氣開關(guān)完好時發(fā)送PLC信號來啟動低頻保護開關(guān)600。RAM系統(tǒng)低頻保護通過PT空氣開開關(guān)采樣電機出口電壓，若PT空氣開關(guān)故障跳閘，低頻保護失去電壓采樣，低頻保護跳閘出口，將造成反應(yīng)堆控制棒失去控制電源，導(dǎo)致跳機跳堆。現(xiàn)有技術(shù)RAM系統(tǒng)低頻保護通過PT空氣開開關(guān)采樣電機出口電壓，若PT空氣開關(guān)故障跳閘，低頻保護失去電壓采樣，低頻保護跳閘出口，將造成反應(yīng)堆控制棒失去控制電源，導(dǎo)致跳機跳堆，因此影響了系統(tǒng)的可靠性。

PLC邏輯優(yōu)化后，在低頻保護的PLC邏輯中增加了PT空氣開關(guān)的故障閉鎖信號，只有在PT空氣開關(guān)完好的情況下，低頻保護才能正常反應(yīng)設(shè)備狀態(tài)，提高低頻保護的可靠性。

本發(fā)明通過優(yōu)化PT空開開關(guān)跳閘導(dǎo)致低頻保護誤動邏輯，提高了RAM系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。通過優(yōu)化，在低頻保護的PLC邏輯中增加了PT空氣開關(guān)的故障閉鎖信號，只有在PT空氣開關(guān)完好的情況下，低頻保護才能正常反應(yīng)設(shè)備狀態(tài)，提高了低頻保護的可靠性。

本發(fā)明在RAM系統(tǒng)中加入硬接線跳閘回路，保護跳閘的硬接線回路自動投入，RAM系統(tǒng)可以繼續(xù)運行，提高了RAM電源系統(tǒng)的可靠性及安全性。增加獨立的硬接線手動停運回路，以便進行故障處理。優(yōu)化發(fā)電機起勵及滅磁邏輯，防止轉(zhuǎn)子回路燒毀。優(yōu)化PT空氣開關(guān)跳閘導(dǎo)致低頻保護誤動邏輯，提高RAM系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。實施本發(fā)明提供的技術(shù)方案，可以對2臺或多臺機組的RAM系統(tǒng)進行有效的優(yōu)化，經(jīng)過優(yōu)化后的兩臺機組的RAM系統(tǒng)可安全運行，在運行期間，兩臺機組可以穩(wěn)定運行無故障，系統(tǒng)各種參數(shù)運行正常。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準。