核电厂电气系统-06-1直流系统及不停电电源、事故保安电源

电气运行课程:电气运行哈尔滨工程大学核科学与技术学院电气运行一、直流系统二、不停电电源（UPS）三、事故保安电源电气运行第一节直流系统一、直流系统由蓄电池组及充电设备（或其他类型直流电源）、直流屏、直流馈电网络等直流设备组成了发电厂的直流电源系统，简称直流系统。目前，发电厂、变电站中大都采用蓄电池组直流系统作为直流操作电源。电气运行其主要作用是为如下负荷提供直流电源：(l）控制室及就地操作的主配电装置、厂用配电装置的控制、信号回路，以及各级配电装置的断路器控制回路等。(2）直流控制的各级厂用电动机的控制、信号回路。(3）汽轮机、给水泵的直流润滑油泵及发电机直流氢冷密封油泵的电动机。(4）事故照明网络。(5）继电保护及自动装置。(6）其他直流用电设备，如UPS、通信备用电源、电气实验室直流负荷等。电气运行发电厂的直流系统可分为220v直流系统和11Ov直流系统，一般发电厂又将单元控制室和网控直流系统分开。(1)单元控制室的22Ov直流系统，一般每台机设置一组蓄电池组和两台充电设备（一工作一备用),采用单母线接线方式。两台机组220v直流母线经隔离开关联络。(2)单元控制室的110V直流系统，一般每台机设置两组蓄电池组、两台或更多充电设备，采用单母线接线或单母线分段接线方式。不论发电厂的直流系统采用什么方案，所有的直流系统中都具有监视和测量直流电压和电流的表计、直流系统对地绝缘监察装置和电压监察装置、闪光装置、出线开关以及相应配套的熔断器等设备。电气运行二、蓄电池原理发电厂的蓄电池组，是由许多个蓄电池相互串联组成的，串联的个数取决于直流系统的工作电压。常用的蓄电池有酸性蓄电池和碱性蓄电池两种。酸性蓄电池工作原理：电气运行电气运行三、充电设备蓄电池只能用直流电源来充电，发电厂厂用电是交流电。需要使用将交流电变为直流电的设备对蓄电池充电，即整流设备，如硅整流器等。目前，广泛采用硅整流器作为直流电源蓄电池的充电设备。电气运行四、蓄电池和充电设备的运行（一）运行方式电气运行蓄电池组的运行方式有两种方式：一种是充放电方式，一种是浮充电方式。（1）充放电方式：蓄电池经常接在直流母线上供负荷用电，充电机组则断开。在充电时，起动充电机组，一方面向蓄电池充电补充能量的储存（充电每两天进行一次）；另一方面供经常性负荷用电。（2）浮充电方式：用浮充电机组、硅整流器或晶闸管整流器作为浮充电源，浮充源与蓄电池并列运行于直流母线上。浮充电源一方面供经常性的直流负荷用电，另一方面以很小的电流向蓄电池充电，以补偿蓄电池自放电的损耗。一般以采用浮充电的方式居多。电气运行（二）直流绝缘监视装置在直流装置中，发生一极接地时并不会引起任何危害，但长期一极接地是不允许的，因为在同一级的另一点再发生接地后，就可能造成信号装置、继电保护相控制电路的误动作。另外，在有一极接地时，假如再发生另一级接地，就将造成直流系统短路，引起直流熔断器熔断或造成保护和断路器误动作。因此，不允许直流系统长期带一点接地运行，为此需要设直流系统绝缘监视装置。电气运行第二节不停电电源（UPS）一、不停电电源的作用随着发电厂自动化水平的不断提高，信息处理技术日益完善，对供电电源的可靠性和供电质量（频率、幅值等）的要求也越来越高，像计算机、通信系统、检测及保护装置等，一旦发生供电中断，所造成的损失是巨大的。在大型发电厂，虽然设置了供电可靠性较高的配电盘，但供电的质量和可靠性仍不能满足计算机等设施的供电要求，所以专门设置了交流不停电电源（UPS）以保证不间断连续供电且恒频恒压。电气运行（二）UPS系统的工作原理电气运行电气运行(一）组成及功能（1）整流器：整流器（充电器）为逆变器和蓄电池组提供所需的直流电源。整流器采用全控三相桥式整流电路将交流变为直流。（2）逆变器：逆变器的作用是将整流器整流后产生的直流电压或由蓄电池组提供的直流电压转换为稳定的、具有规定频率的交流电压。（3）静态开关：静态开关的作用是将负载从逆变器供电转换到交流总线供电或者从交流总线输入转换到逆变器，而不产生电源中断。（4）控制单元：控制单元对整流器、逆变器、静态开关进行控制。电气运行（二）运行方式(1）正常运行：由总线供电的整流器为逆变器和蓄电池组的充电提供电源，逆变器通过静态开关给负载供电。(2）蓄电池运行：如果得到不正常的总线供电或者超过其允许范围，可由蓄电池组供电给逆变器，逆变器通过静态开关给负载供电。(3）交流总线输入的运行：当正常的总线供电长时间不能恢复，而蓄电池组存蓄功率较小时，负载就由交流总线通过静态开关供电。(4）当维修选择开关时：交流总线给负载供电，静态开关与交流总线和负载隔离。(5）当需要对UPS进行维修时：负载由交流总线通过维修开关供电，并且交流总线供电给静态开关，以便测试控制单元的同步和测量功能。电气运行第三节事故保安电源一、柴油发电机组的特点(1）柴油发电机组的运行不受电力系统运行的影响，是独立的可靠电源。它起动迅速，能满足发电厂中允许短时间断电的交流事故保安负荷的要求。(2）柴油发电机组可长期运行，满足长时间事故停电的供电要求。(3）柴油发电机结构紧凑，辅助设备较为简单，热效率较高，因此经济性较好。电气运行（二）交流事故保安电源系统接线为了保证全厂事故停电时能安全可靠地停机，发电厂各机组在400V低压厂用电系统中设置了三段事故保安动力中心母线和事故照明段母线，各机组的保安负荷（如主机盘车电动机、顶轴油泵、润滑油泵、汽动给水泵的盘车电动机、热工交流电源、不停电装置的交流电源等）分别接在保安三段母线上（1号机组为IA1PC、IA2PC、IBPC;2号机组为IIA1PC、IIA2PC、IIBPC）。正常情况下，1号机组的保安IA1PC、IA2PC、IBPC分别由400VIAPC和IBPC供电。2号机组的保安IIA1PC、IIA2PC、IIBPC分别由400VIIAPC和IIBPC供电，另外，每台机组均配有一台500KW快速起动的柴油发电机组，作为全厂停电时的事故保安电源。电气运行