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核电厂直流和交流不间断电源系统的介绍 电力工程 核电厂直流和交流不问断电源系统的介绍 查东健张东宏 1.中国核电工程有限公司浙江海盐3143002.河南省电力勘测设计院河南郑州450007 【摘要】本文以方家山核电项目作为参考,描述了核电厂中电气直流和交流不间断电源(UPS)系统的结构组成和系统运行,同时讲述 了直流系统主要设备——蓄电池,充电器和直流配电柜以及交流不间断电源(uPs)系统主要设备——逆变器的功能特性.同时对主要设备的 调试内容做了介绍,从而确保核电厂安全,可靠,稳定运行. 【关键词】直流系统交流不间断电源(ups)系统充电器逆变器 核电厂的直流系统作为操作电源是断路器的分闸,合闸回路. 继电保护装置的操作回路,控制回路,信号回路和保护回路的工作 电源.是核电厂厂用电系统的最重要组成部分.220V交流不问断 电源(UPS)系统是核电厂计算机.通信系统以及安全保护重要设备 必需的一种不问断,高可靠,高性能的电源.直流系统和交流不问 断电源(UPS)系统对保证核反应堆的安全运行有着至关重要的作 用,为了满足单一故障准则,核安全级的直流和交流不问断电源系 统需要冗余.电气上隔离,实体上分隔. 1,直流和UPS系统的运行 1.1直流系统的运行方式 在核电厂中.直流系统的电压可以分为24V,48V,11OV和220V 四种等级.其中某些系统为核安全级对其中的设备有严格要求. 必须按照RCC-E标准进行设计制造和试验. 方家山核电工程的直流系统接线方式采用单母线分段形式,包 括两台充电器和一组蓄电池,母联开关将母线分为A和B两段,A 段母线上连接有一台充电器,一组蓄电池和蓄电池试验回路:B段 母线连接有另一台充电器,微机绝缘监测仪以及馈线回路.正常运 行时.由B段母线上的充电器向直流负荷供电,同时向蓄电池组浮 充电,该充电器能提供最大持续负荷电流同时维持蓄电池组端电 压不变.当运行的该台充电器发生故障时.就地手动切换到A段母 线上的充电器.切换期间由蓄电池组为负荷进行供电,为了提高供 电的可靠性,两台充电器允许并联运行,中间不设机械闭锁.两台 充电器的上游进线电源取自不同的380V母线段. 蓄电池组工作在浮充电状态时,它仅需提供瞬时尖峰负荷.一 旦充电器或其交流电源故障.蓄电池组能够向本系统全部直流负荷 供电至少1小时.如果1小时后还未恢复充电器供电,则系统有可 能失电. 蓄电池试验回路系统与直流系统相配套.用于检验安装在厂区 内的铅酸蓄电池是否处于良好的工作状态.当直流系统停用时,即 可进行蓄电池10小时容量放电试验以及1小时核对性放电试验. 放电电流可以在放电试验小车上进行调节. 1.2交流不问断电源(UPS)系统的运行方式 220V交流不问断电源(UPS)系统结构图如左图所示,其主要有 以下几种工作模式:正常工作模式.电池工作模式,旁路工作模式 和充电器工作模式 图1UPS结构图 正常工作模式下,由交流线路通过AC-DC整流电路,逆变器, 向负载供电.交流线路欠压或失电时.由蓄电池通过逆变器向负载 供电.如果逆变器过载或者失效,静态开关断开逆变器通路.同时 将负载与旁路回路接通.当负载恢复正常,或者系统恢复供电条件 时系统会自动从旁路工作模式切换回正常工作模式.逆变器自动 跟踪旁路电源的频率并与旁路电源同步,当旁路电源超出正常范围 50Hz±6%时,逆变器放弃跟踪转为自动调整输出频率为5OHz. 以上的相互切换是靠控制静态开关EAamp;EN来实现的.静态开关 切换时间不大于1毫秒.以上的工作模式切换是调试的重要内容 是保证对重要负荷不问断电源供给的重要一环. 2,直流系统的组成结构和功能 直流系统设备主要包括蓄电池,充电器,直流配电柜以及接地 故障探测仪等. 2.1蓄电池 目前,核电厂直流系统广泛使用铅酸蓄电池,铅酸蓄电池由 二氧化铅(Pb02)的正极板,铅(Pb)的负极板和密度为1.2g/cm～ 14g/cm的稀硫酸(H2SO~)电解液构成.方家山核电项目使用的是沈 阳东北蓄电池有限公司生产的GFD系列固定型防酸式铅酸蓄电池. 该蓄电池具有管状正极板.套以微孔套管及格栅式涂膏负极板.正, 负极板之间插入微孔隔板.组装在一个耐酸透明的电池槽内.所有 的正,负极板各自集合在正负极柱上.电池槽中的电解液比重在环 境温度20.C时为1.24g/cm..每个电池均装有防爆帽.液位指示器. 每组配有两套电解液比重计和温度计.单个蓄电池的均衡充电电压 为230V.浮充电电压为223V事故放电终止电压为187V. 蓄电池初次使用前必须进行初充电.初充电可以使用恒流充电 和恒压充电.蓄电池10/J’,时容量放电试验和1小时核对性放电试验 结束后,必须进行补充电.此外为了使全列蓄电池的电解液密度 电压均衡一致,从而增加电池的容量,延