一種核電廠勵(lì)磁系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及核電技術(shù)，尤其涉及一種核電廠勵(lì)磁系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于核電廠對(duì)安全性和穩(wěn)定性的嚴(yán)苛要求，在核電廠發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，各子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中都需要采用冗余設(shè)計(jì)。勵(lì)磁系統(tǒng)作為核電廠發(fā)電的重要組成部分之一，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)一般采用并聯(lián)冗余和冷備冗余兩種方案。在并聯(lián)冗余結(jié)構(gòu)中，運(yùn)行橋的某可控硅出現(xiàn)直通故障時(shí)，在觸發(fā)序列上鄰近的、用于關(guān)斷該可控硅的支臂將流過相間短路電流。由于并聯(lián)冗余設(shè)計(jì)一般為兩支路并聯(lián)，該短路電流將足以使運(yùn)行橋和備用橋的支臂快熔熔斷，從而導(dǎo)致雙橋退出和跳機(jī)。因此，對(duì)于并聯(lián)支路數(shù)小于三的情況下，并聯(lián)冗余結(jié)構(gòu)對(duì)這種常見的故障類型不具有冗余作用，故而通常采用冷備冗余結(jié)構(gòu)。
[0003]在考慮勵(lì)磁系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)中，冷備冗余結(jié)構(gòu)要求兩個(gè)通道的電源不能有電的聯(lián)系，兩個(gè)通道使用的控制板卡供電也不能有電的聯(lián)系。而現(xiàn)有技術(shù)中，冷備冗余結(jié)構(gòu)僅僅是對(duì)整流橋進(jìn)行了冗余，并不能滿足核電廠對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)冗余的整體需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例所要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有核電廠勵(lì)磁系統(tǒng)冗余結(jié)構(gòu)不能滿足核電廠對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)冗余的整體需求的缺陷，提供一種全面的核電廠勵(lì)磁系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu)，以充分滿足核電廠對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)冗余的整體需求。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種核電廠勵(lì)磁系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu)，包括:冗余控制電源、冗余信號(hào)回路、冗余跳閘回路和冗余整流橋；
[0006]所述冗余控制電源用于對(duì)控制電源進(jìn)行冗余，所述控制電源用于為控制板卡供電，所述冗余控制電源用于為冗余控制板卡供電；所述冗余信號(hào)回路用于對(duì)所述控制板卡的信號(hào)回路進(jìn)行冗余，所述冗余信號(hào)回路連接所述冗余控制板卡；所述冗余跳閘回路用于對(duì)跳閘回路進(jìn)行冗余，所述跳閘回路和所述冗余跳閘回路為滅磁開關(guān)和發(fā)變組保護(hù)之間的電路；所述冗余整流橋用于對(duì)整流橋進(jìn)行冗余，所述整流橋和冗余整流橋?qū)斎氲慕涣麟娺M(jìn)行整流后獲得直流電并輸出至交流勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子繞組。
[0007]優(yōu)選地，所述冗余控制電源包括冗余直流控制電源和冗余交流控制電源；
[0008]所述冗余直流控制電源用于對(duì)直流控制電源進(jìn)行冗余；所述冗余交流控制電源用于對(duì)來自交流副勵(lì)磁機(jī)的交流控制電源進(jìn)行冗余。
[0009]其中，所述冗余交流控制電源及所述交流控制電源的輸入端分別通過兩個(gè)低壓變壓器連接至所述交流副勵(lì)磁機(jī)的輸出端。
[0010]優(yōu)選地，所述信號(hào)回路包括輸入信號(hào)回路和輸出信號(hào)回路；
[0011]輸入信號(hào)包括來自控制室的增減磁、滅磁和手/自動(dòng)選擇開關(guān)的開關(guān)量信號(hào)以及參與勵(lì)磁系統(tǒng)測(cè)量和控制用的發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓和機(jī)端電流的模擬量信號(hào)；輸出信號(hào)包括至控制室的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器通道故障信號(hào)、限制器動(dòng)作信號(hào)以及到電網(wǎng)的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器投入信號(hào)。
[0012]其中，所述控制板卡和所述冗余控制板卡的輸入端分別通過單獨(dú)的電壓線和單獨(dú)的電流線對(duì)發(fā)電機(jī)的電壓和電流進(jìn)行采樣。
[0013]所述控制板卡和所述冗余控制板卡的輸出端并聯(lián)后連接至所述控制室。
[0014]優(yōu)選地，所述冗余跳閘回路包括滅磁開關(guān)端冗余單元和發(fā)變組保護(hù)端冗余單元；
[0015]所述滅磁開關(guān)端冗余單元用于對(duì)滅磁開關(guān)參與發(fā)變組保護(hù)邏輯的接點(diǎn)進(jìn)行冗余；所述發(fā)變組保護(hù)端冗余單元用于對(duì)發(fā)變組保護(hù)使滅磁開關(guān)跳閘的回路進(jìn)行冗余。
[0016]優(yōu)選地，所述冗余整流橋和所述整流橋的輸入端通過一個(gè)滅磁開關(guān)連接至交流副勵(lì)磁機(jī)的輸出端。
[0017]優(yōu)選地，在事故情況下，所述整流橋和所述控制板卡分別同時(shí)切換至所述冗余整流橋和所述冗余控制板卡。
[0018]優(yōu)選地，所述冗余整流橋模塊與所述冗余控制板卡同柜配置。
[0019]實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，具有如下有益效果:本發(fā)明在冷備冗余設(shè)計(jì)方案上，從勵(lì)磁系統(tǒng)整體出發(fā)，設(shè)計(jì)了冗余控制電源、冗余信號(hào)回路、冗余跳閘回路和冗余整流橋共四個(gè)冗余模塊，充分保證了核電廠對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)冗余的整體需求，具有更高的安全性和穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1是本發(fā)明提供的第一實(shí)施例核電廠勵(lì)磁系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明提供的第二實(shí)施例核電廠勵(lì)磁系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是本發(fā)明提供的第三實(shí)施例控制電源冗余結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0025]請(qǐng)參見圖1，圖1是本發(fā)明提供的第一實(shí)施例核電廠勵(lì)磁系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實(shí)施例提供的勵(lì)磁系統(tǒng)包括兩條勵(lì)磁通道:通道10和通道20，其中通道10為系統(tǒng)默認(rèn)勵(lì)磁通道，而通道20為冗余通道，在通道10發(fā)生事故時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)從通道10切換到通道20，從而保證勵(lì)磁系統(tǒng)繼續(xù)正常運(yùn)行。在通道10中，永磁發(fā)電機(jī)1產(chǎn)生的交流電經(jīng)過滅磁開關(guān)2和通道10交流側(cè)開關(guān)11后輸入到整流橋13中進(jìn)行整流，進(jìn)而從整流橋13的輸出端輸出直流電并輸入到交流勵(lì)磁機(jī)3的轉(zhuǎn)子繞組31上，供交流勵(lì)磁機(jī)3工作。在通道20中，永磁發(fā)電機(jī)1產(chǎn)生的交流電經(jīng)過滅磁開關(guān)2和通道20交流側(cè)開關(guān)21后輸入到冗余整流橋23中進(jìn)行整流，進(jìn)而從冗余整流橋23的輸出端輸出直流電并輸入到交流勵(lì)磁機(jī)3的轉(zhuǎn)子繞組31上，供交流勵(lì)磁機(jī)3工作。
[0026]另外，控制板卡12除了對(duì)整流橋13的點(diǎn)弧角進(jìn)行控制外，還能與整流橋13通信，整流橋13會(huì)將其工作狀態(tài)信息發(fā)送給控制板卡12。當(dāng)控制板卡12檢測(cè)到整流橋13故障時(shí)，會(huì)將切換信號(hào)發(fā)送至通道20中的冗余控制板卡22。控制板卡12與冗余控制板卡22之間的連接可以是電連接，也可以是無線連接，還可以是光纖連接。當(dāng)控制板卡12給冗余控制板卡22發(fā)送切換信號(hào)后，冗余控制板卡22與冗余整流橋23同時(shí)切換，控制板卡12和整流橋13停止工作。冗余控制板卡22和冗余整流橋13分別對(duì)控制板卡12和整流橋13進(jìn)行冗余，因此當(dāng)切換到通道20時(shí)，通道20和通道10的工作原理和信號(hào)傳遞完全相同，也就是說冗余控制板卡22和冗余整流橋23的結(jié)構(gòu)和功能與控制板卡12和整流橋13完全相同。
[0027]本實(shí)施例提供的核電廠勵(lì)磁系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu)中，對(duì)控制板卡12的輸入輸出信號(hào)回路16同樣進(jìn)行了冗余設(shè)置。如圖1所示，輸入輸出信號(hào)回路16包括從采樣端4連接至控制板12輸入端的輸入信號(hào)回路以及從控制板卡12輸出端連接至控制信號(hào)接收端5的輸出信號(hào)回路。而冗余信號(hào)回路26包括從采樣端4連接至冗余控制板22輸入端的冗余輸入信號(hào)回路以及從冗余控制板22輸出端連接至控制信號(hào)接收端5的冗余輸出信號(hào)回路。在本發(fā)明提供的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，輸入信號(hào)包括來自控制室的增減磁、滅磁和手/自動(dòng)選擇開關(guān)的開關(guān)量信號(hào)以及參與勵(lì)磁系統(tǒng)測(cè)量和控制用的發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓和機(jī)端電流的模擬量信號(hào)。輸出信號(hào)包括至控制室的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器通道故障信號(hào)、限制器動(dòng)作信號(hào)以及到電網(wǎng)的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器投入信號(hào)。
[0028]為了確保勵(lì)磁系統(tǒng)的安全性，本實(shí)施例對(duì)控制板卡12的供電電源也進(jìn)行了冗余配置，控制電源14和冗余控制電源24分別為控制板卡12和冗余控制板卡22供電，而且控制電源14與冗余控制電源24之間沒有電的聯(lián)系。
[0029]更進(jìn)一步地，本實(shí)施例的跳閘回路15也進(jìn)行了冗余設(shè)置，其冗余結(jié)構(gòu)為冗余跳閘回路25。如圖1所示，跳閘回路15和冗余跳閘回路25為滅磁開關(guān)2與發(fā)變組保護(hù)6之間的電路回路。跳閘回路15進(jìn)一步包括從滅磁開關(guān)2至發(fā)變組保護(hù)6的滅磁開關(guān)端電路和從發(fā)變組保護(hù)6至滅磁開關(guān)2的發(fā)變組保護(hù)端電路。其中，滅磁開關(guān)端電路為滅磁開關(guān)2參與發(fā)變組保護(hù)邏輯的電路，其中包括參與發(fā)變組保護(hù)邏輯的接點(diǎn)；發(fā)變組保護(hù)端電路為發(fā)變組保護(hù)6使滅磁開關(guān)2跳閘的電路。在本實(shí)施例中，冗余跳閘回路分別對(duì)滅磁開關(guān)2參與發(fā)變組保護(hù)6邏輯的接點(diǎn)和發(fā)變組保護(hù)6使滅磁開關(guān)2跳閘的電路進(jìn)行了冗余設(shè)置。
[0030]應(yīng)理解，本發(fā)明在冷備冗余設(shè)計(jì)方案上，從勵(lì)磁系統(tǒng)整體出發(fā)，設(shè)計(jì)了冗余控制電源24、冗余信號(hào)回路26、冗余跳閘回路25和冗余整流橋23共四個(gè)冗余模塊，充分保證了核電廠對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)冗余的整體需求，具有更高的安全性和穩(wěn)定性。本發(fā)明提供的兩個(gè)勵(lì)磁通，即道通道10和通道20的整流不存在電的聯(lián)系，而且兩個(gè)通道使用的控制板卡的供電電源，即冗余控制電源24與控制電源14之間也不存在電的聯(lián)系，充分確保了電路的安全和穩(wěn)定。另外，通過設(shè)計(jì)信號(hào)回路冗余設(shè)計(jì)，確保在單柜檢修或通道切換過程中，任何操作和信號(hào)波動(dòng)都不會(huì)對(duì)輸入輸出信號(hào)產(chǎn)生影響。在勵(lì)磁系統(tǒng)中，由于滅磁開關(guān)2不能進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)，為了使勵(lì)磁系統(tǒng)與繼電保護(hù)嚴(yán)密配合，本發(fā)明通過對(duì)跳閘回路進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)，充分保證滅磁開關(guān)2與發(fā)變組保護(hù)6的密切配合，提高系統(tǒng)安全性。
[0031]請(qǐng)參見圖2，圖2是本發(fā)明提供的第二實(shí)施例核電廠勵(lì)磁系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本實(shí)施例提供的電路回路包括3個(gè)主電流回路，其中回路60是發(fā)電回路，系統(tǒng)發(fā)電機(jī)71將產(chǎn)生的交流電經(jīng)發(fā)電機(jī)主開關(guān)72和變壓器73后送至電網(wǎng)?；芈?0和回路40是勵(lì)磁回路，其中回路20為系統(tǒng)默認(rèn)勵(lì)磁回路，而回路40為冗余勵(lì)磁回路。在回路20發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)從回路20切換至回路40，從而保證勵(lì)磁系統(tǒng)繼續(xù)正常運(yùn)行。在回路20中，副勵(lì)磁機(jī)1產(chǎn)生的交流電經(jīng)過滅磁開關(guān)Q01和回路20的交流側(cè)開關(guān)Q20后輸入到整流橋23中進(jìn)行整流，進(jìn)而從整流橋23的輸出端輸出直流電并通過直流側(cè)開關(guān)Q22后輸入到交流勵(lì)磁機(jī)3的轉(zhuǎn)子繞組31上，供交流勵(lì)磁機(jī)3工作，交流