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DC UPS系统在核电站中的应用研究

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-05-18 18:32:23 * 浏览: 5
直流系统是核电厂的重要组成部分。 DC系统的可靠性对于核电厂的安全运行至关重要。本文介绍了DC和UPS系统的组成,重点介绍了系统中每个单元的常见故障,处理措施和维护方法。直流系统是核电厂的重要组成部分。在核电厂中,单元控制和监视系统对电能质量和电源可靠性提出了很高的要求。特别是在核岛上,一些电动阀,仪表控制设备和主控制室照明需要可靠且稳定的不间断电源。 ,要求无论设备电源中断还是电网故障,都不应中断电源。一旦这些设备断电,机组将失去必要的监视和调整方法,严重威胁机组的安全稳定运行,严重导致机组关闭,循环冷却系统停止工作并最终导致核反应堆崩溃,发生严重的核泄漏和核污染事故。因此,直流系统在核电站中的应用非常重要。 1.什么是直流系统? DC系统用于水力发电,火力发电,核电站,各种变电站以及其他使用DC设备的用户。为了提供控制,信号设备,保护,自动设备,事故照明,应急电源和断路器。3.为闭合操作提供直流电的电源设备。直流系统一般包括直流电源:包括电池组和整流器;保护监控设备:包括绝缘监控设备,闪动报警设备,电压监控设备;负载:包括直流母线,直流负载,电池放电设备等设备。根据功能性直流系统,它分为以下单元:整流系统,监视系统,绝缘监视单元,电池检查单元,开关监视单元,降压单元,配电单元。电源整流是将交流电整流为直流电的单元。整流器系统本身具有各种保护功能,例如输入过压保护,输出过压保护,输出电流限制保护和输出短路保护。监视系统是整个DC系统控制和管理的核心。其主要任务是对系统中的每个功能单元和电池进行长期自动监控,获取系统中的各种运行参数和状态,并根据测量数据和运行状态及时进行处理,以实现自动管理。电源系统,以确保其工作的连续性,可靠性和安全性。绝缘监视单元是监视DC系统绝缘的设备。它可以实时监视线对地电阻,并且当线对地绝缘减小到设定值时,将发出警报信号。当前,有总线绝缘监视和分支绝缘监视。电池巡检单元是一种用于循环检测电池在线电压的设备。它可以实时检测每个电池的电压,并可以通过监视系统显示哪个电池发生了故障。开关检测单元是用于在线检测开关和警报干燥节点输出的设备。例如,在整个系统中,哪个断路器无法跳闸或哪个保险丝熔断,开关检测单元将发出警报信号,并可以通过监视系统显示哪个断路器出现故障或跳闸。保险丝吹了。降压单元是降压和稳压装置。它是总线电压输入降压单元,该降压单元输出到控制母体以在设定范围内调节控制母体电压。当母线电压发生变化时,降压单元会自动调整以确保输出电压稳定。降压单元也通过输出电流的大小标称。当前有两种降压单元:降压降压硅链和无级降压斩波器。但是,无级降压斩波技术不是很成熟,经常会失败,因此降压硅链仍然得到广泛使用。配电柜主要用于直流屏,实现交流输入,直流输出,电压显示,电流显示等功能:电源线,端子,交流断路器,直流断路器,接触器,防雷,分流器,保险丝,转换开关,按钮开关,指示灯以及电流和电压表。第二个直流系统在核电站中的作用在核电站中,直流系统的应用可以说是系统的二次能源,它可以为核电站中更重要的设备的运行提供直流电。 。核电厂的各种控制和保护系统极其复杂,其目的是提高电力系统的可靠性,但是控制和保护系统功能的基础是需要稳定可靠的电源系统。交流电源通常是从系统中获取的,无法存储。系统出现故障时,可能会导致交流电源完全关闭。这样,我们的控制系统保护系统将无法正常工作,这将危害核电站设备的安全并可能扩大事故范围。这是不允许的。直流系统与整个发电系统的运行无关。通常,它配备有一定容量的电池。通常,有交流电源通过充电器为电池充电。当系统出现故障且交流电源中断时,电池会为重要设备提供直流电源,以确保设备的正常运行和发生事故。处理。当直流系统发生故障时,断路器将不会由于直流系统提供的直流电源的丢失而自动跳闸,以避免可能发生的事故,从而导致重要电气设备的损坏和不可想象的后果。因此,直流系统的可靠性对于核电厂的安全运行至关重要,我们必须加强直流系统的日常维护。 2.1电池屏幕包含电池组,电池监视器等。电池组通过电池主保险丝和电池主开关连接到合闸母线。在正常运行期间,整流器模块的直流输出提供各种直接负载,并且电池通过闭合母线充电(浮动和均衡)。当交流输入出现故障时,电池将关闭总线,并通过硅链为控制总线供电,以维持直流系统的持续供电。同时,电池组具有电池监视器,可实时监视电池电压,充电和放电电流等。直流系统的中央监控器可以实时监控直流电源的每个部分的电气运行参数。当遇到故障等异常情况时,它会发出声光警报,并通过各种数字通信方法将故障信息报告给监视背景。监视系统的另一个主要功能是智能电池充电和放电管理,它可以根据电池组的容量状态调整整个模块的输出电压和电流极限值,以使电池组充满电。它还可以延长电池组的使用寿命。另外,还可以实现两个交流输入电源的切换控制功能,以确保当一个交流电源出现故障时,及时供应另一交流电源,以确保直流电源的可靠运行。绝缘监控器连接到控制总线和每个馈线的绝缘监控组件,以实现所有直流馈线的绝缘检测。它可以反映每个直流回路的接地。 2.2直流系统是发电厂或发电厂的必要系统。它为日常生活中的继电保护,控制,信号,计算机监控,事故照明和交流不间断电源等电源供电提供保护。其可靠性与电力系统的安全性密切相关,并且是发电过程中极为重要的部分。 。直流系统是一个独立的电源,与整个发电系统的运行无关。当外部交流电源中断时,将有另一个备用电源-电池继续为直流电源供电。当直流系统如果发生故障,断路器将不会由于直流系统提供的直流电源的丢失而自动跳闸,以免发生可能的事故,从而损坏重要的电气设备并产生不可想象的后果。因此,直流系统的可靠性对于电厂的安全运行至关重要,我们必须加强直流系统的日常维护。 2.3绝缘监测装置的维护。早期的绝缘监测设备相对较旧,并且由于直流系统极限模式的影响,因此无法发挥预期的作用。直流总线仍处于报警阶段。对于搜索特定的分支,找到接地点的方法仍然是使用分支电源关闭搜索。绝缘监视设备的主要问题是:设备崩溃,插件损坏,插件烧坏等。某些绝缘监视设备的死亡将导致电厂直流系统失去接地。另外,当同一总线的多个电源分支的电压的预定值同时降低时,某些绝缘监视设备不能正确地发出警报。直流系统的网络拓扑结构对绝缘监控设备的正常运行具有决定性的影响。 3.直流系统常见问题及维护措施电厂直流系统故障种类很多。较常见的是电池故障,充电模块故障,微机控制系统故障,直流系统接地故障等。1.电池故障和维护措施发电厂电池的故障主要包括以下几个方面:一是内部开路电池的损坏(电极板严重断裂,电极断开),电池发生故障(电极板严重失活),电池缺液,损坏电池壳(将导致电解液泄漏,腐蚀)安装支架,以及电池组的短路会导致严重的事故),这对电池的使用有较大的影响;其次,电池组中单个电池的电压过高或过低,单个电池组超过发电厂中指定的电池电压范围,这将影响整个电池组的性能,总放电容量降低容易,并且不能保证设计能力。链条也将在关键时刻掉落,造成不可预知的损失。第三是电池组的保险丝开关熔断或跳闸。在发电厂的正常运行期间,通过浮动或均衡保险丝来操作电池组,并通过整流器设备的电流来补充电池的放电电流。通常,工厂的负载不是由电池供电的。当开关保险丝熔断或跳闸时,交流电源突然丢失,并且电池组无法正常为负载供电,从而导致重大事故,造成设备中断。对于以上故障,应加强对电池的日常维护和测试,以找出不合格的电池。通常,使用专业的电池状态测试仪来测试电池的内部电阻和电压,以便估计电池的容量并初步确定电池是否满足继续使用的要求。这样就可以进行容量测试并有效控制日常蓄电池的状态。通过检测不合格的设备并及时维护,保证直流电源电池的正常工作状态。不合格电池的处置:检测到的不合格电池不能直接丢弃或报废。首先要做的是再次测试,看是否有可能修理或用于其他目的。重要原则是不能混用新旧电池,也不能混用不同品牌和批次的电池。可以通过专业的电池激活仪完成电池综合性能指标的修复,可以解决电池不能在一定程度上得到有效修复的问题。 2.充电器故障及处理措施对于此类故障,应在日常检查中检查一些要点:例如,三相交流输入电压是否处于平衡状态或是否有相丢失,是否为零。操作期间正常吗?状态,各种保护信号显示的信息是否正常,直流输出的电压和电流值是否在正常值范围内,正母线和负极母线与地面是否仍保持良好的绝缘性能。在日常检查中,请特别注意上面列出的要点,这有助于及时发现充电模块中的问题并有针对性地进行处理。目前,直流系统的充电单元配备有监控设备,可以连续监控充电模块,还具有定时充电功能,大大减轻了工作人员的工作量。但是也应该有一个比较完整的记录,记录发生的情况,定期检查充电模块的运行情况,是否按时充电以及在充电过程中检查电流和电压以确保其值正确。 3.微机控制系统的故障和处理措施电厂的微机系统更加复杂,部件更多,更容易发生故障。主要故障和处理措施反映如下:首先,计算机显示界面从单元板上报告每个功能的故障,例如充电器检测单元,电池检测单元,绝缘检测单元等故障。故障原因可能是每个单元本身故障,设置参数错误或通讯故障。处理该故障的措施是:检查系统报告的故障单元是否确实有故障或有运行,检测相关参数设置或找到报警功能子板以对其进行复位,或者对整个微计算机进行复位。监控系统上电并复位,第二个是系统界面,显示充电器电压,电池电压和电池熔断器信息,例如充电器电压是否与系统一致,充电器过电压,充电器欠电压等信号。故障的原因可能是电池正极,负极或两极的​​保险丝或开路,或者充电器设定中的充电器设定电压太高或太低,充电器发生故障,并且电池因电源故障而放电。采取的故障排除措施是查明原因,并立即更换电池保险丝(或刀闸)以修复断开点,否则,交流电源故障将导致没有直流电源的直流屏发出设备,并且无法正常运行。此外,通过重置充电器的过压或欠压,压力值使其处于正常范围内。 4.直流系统接地故障及处理措施电厂直流系统接地是一种容易发生的故障,对电力系统的危害更大。如果直流系统的正极接地,则由于一般的脱扣线圈(如出口中间继电器线圈和脱扣线圈等)已连接到直流电的负极,因此继电器保护可能会发生故障。电源。如果电路再次接地或绝缘不良,则会形成两点接地。 ,造成保护误动作,直流系统负极接地。如果环路中再有一个接地,则两点接地会使跳闸电路或闭合电路短路,并且保护功能将失效。这时,系统发生故障,保护势必导致系统事故的增加(即事故扩大到规模以上),同时还可能烧毁继电器触点并烧毁保险。当直流系统接地时,直流系统绝缘监测设备会发出预告信号。此时,应首先确定正极是否接地或负极是否接地,是否已完全接地或绝缘电阻是否降低。然后根据运行方式,维护保养,运行情况以及由于气候等因素的影响,确定可能接地的位置,并确定寻找位置的方法和步骤。查找接地点的一般原则:(1)对于具有两个或更多部分并行运行的DC总线,首先使用“子网法”拉起两个部分的切片刀确定公交车的各个部分,并确定公交车的哪一部分接地以缩小搜索范围。 (2)使用“瞬时停电法”找到允许直流母线短期停电的直流负载馈线。当开环时,如果接地信号消失,并且每个接地极的电压恢复正常,则意味着接地点在环路上。 (3)对于不允许短期停电的重要直流负载,可以使用“转移负载法”来找到接地点。 (4)如果每个直流负载上都没有接地,则可以立即搜索充电设备,蓄电池和开关式直流母线的接地点。 4.直流系统改进措施的研究1.加强教育,改善环境(1)加强对操作人员的培训,使他们认识到电池对于电力系统安全稳定运行的重要性。加强电池检查,及时发现问题,并及时处理。 (2)从硬件上为操作人员提供支持。可以在现有设备的基础上增加电池组智能检查仪,方便操作人员检查。 2.介绍充电器的高级原理。现有的各种电压水平的充电器通常使用浮动充电方法。由于充电器的运行时间相对较长,该设备具有一定的老化现象,如接触粘连,设定值偏差2。实际电压输出值和现场检测值偏差较大等故障,使得充电器无法正常工作。现有的充电设备在一定程度上对设备的安全运行构成了威胁。可以使用带浮充自动转换功能的充电器,方便快速充电和耗尽电池的维护。 3.开发先进的智能放电设备(1)在验证测试中,使用智能放电设备检查电池容量是否为直流负载。因为它可以以恒定电流对电池放电,所以它改变了无法控制放电电流的缺点,从而确保了电池的良好使用。在单元维护和设备维护周期中,会定期对所有电压级别不同的所有电池进行充电和放电测试,以检查现有电池的运行状况。 (2)进入系统之前,应对电池进行仔细的充电和放电,并对每个电池进行仔细的测试以确保电池性能稳定。 (3)目前使用的大多数电池是密封铅酸电池。恒压限流充电的新技术可确保电池的使用寿命。 4.改变电池容量的检测手段过去采用智能检测仪器来改变用电表测量输出电压的简单方法。传统的电池电压测量方法仅使用电表来测量处于浮充状态的电池的电池端子电压。实际上,仅知道处于浮动充电状态的电池的化学势。即使是非常小的电池也具有浮动充电状态。其下端的电压也可能显示正常,因此建议不要在浮动充电状态下通过测量电池电压来判断电池的质量。新设备不仅可以测量电池内阻,电池电流和充电和放电期间的端子电压变化,还可以通过容量分析来判断电池性能。作者简介:马立宏,电源工程师,受聘于北宁电力电子(北京)有限公司,从事电源行业已有20多年,发表了许多绿色节能文章,并参加了中国石油天然气集团公司,中国石化,中国核电,中国广东核电项目建设的许多国家重点。