一種核電站用后備式冗余低壓配電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于低壓配電【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種適用于核電站的后備式冗余低壓配電系統(tǒng)，其特征在于：第一交流電、第一斷路器開關(guān)、第一開關(guān)電源和電源二選一模塊、直流UPS控制器依次電連接，第二交流電、第二斷路器開關(guān)、第二開關(guān)電源和電源二選一模塊、直流UPS控制器依次電連接；直流UPS控制器和直流UPS電源電連接；第一開關(guān)電源和第二開關(guān)電源為交流轉(zhuǎn)直流電源模塊，還設(shè)有監(jiān)控裝置實時監(jiān)控系統(tǒng)各模塊的工作狀態(tài)。本發(fā)明通過冗余設(shè)備和后備式電池的配置提高了系統(tǒng)的可靠性、連續(xù)性和安全性，同時整個系統(tǒng)還具有配置靈活、空間占用少、結(jié)構(gòu)簡單、方便維護(hù)和監(jiān)控等優(yōu)點。
【專利說明】—種核電站用后備式冗余低壓配電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于低壓配電【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種適用于核電站等對可靠性要求較高的后備式冗余低壓配電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)低壓配電領(lǐng)域，尤其是核電站的終端低壓配電系統(tǒng)，常常需要穩(wěn)定可靠的直流電輸出供現(xiàn)場設(shè)備使用。目前，大部分的低壓配電系統(tǒng)可以通過設(shè)置多層次、多冗余的設(shè)備來提升整個配電系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，有些系統(tǒng)還通過設(shè)置雙電源切換開關(guān)、交流UPS控制器和電池來確保交流電失去后也能繼續(xù)供電。但是，雙電源切換開關(guān)、交流UPS控制器和電池往往體積和重量十分龐大，核電站的設(shè)備往往對抗震性能要求較高，如此多的大重量的設(shè)備勢必更難使整個系統(tǒng)在地震工況下仍能穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。此外，這種設(shè)置也無法根據(jù)多個用電設(shè)備的額定功率進(jìn)行有效靈活的配置，難免會造成UPS電源功率和電池的多余配置，加之多層次多冗余設(shè)備的設(shè)置，極大的占用了系統(tǒng)空間和體積，增加了系統(tǒng)成本支出，耗費(fèi)了多余的資源。同時，系統(tǒng)中的雙電源切換開關(guān)一旦發(fā)生故障，則會造成整個配電系統(tǒng)的癱瘓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種體積小、成本低，又能在核電站等應(yīng)用中有效保證整個低壓配電系統(tǒng)可靠穩(wěn)定運(yùn)行的后備式冗余低壓配電系統(tǒng)。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種核電站用后備式冗余低壓配電系統(tǒng)，包括第一交流電、第二交流電、第一斷路器開關(guān)、第二斷路器開關(guān)、第一開關(guān)電源、第二開關(guān)電源、電源二選一模塊、直流UPS控制器和直流UPS電源，其特征在于:所述第一交流電、第一斷路器開關(guān)、第一開關(guān)電源和電源二選一模塊、直流UPS控制器依次電連接，所述第二交流電、第二斷路器開關(guān)、第二開關(guān)電源和電源二選一模塊、直流UPS控制器依次電連接；所述直流UPS控制器和直流UPS電源電連接；所述第一開關(guān)電源和第二開關(guān)電源為交流轉(zhuǎn)直流電源模塊。
[0005]上述核電站用后備式冗余低壓配電系統(tǒng)還包括監(jiān)控裝置，所述第一斷路器開關(guān)、第二斷路器開關(guān)、第一開關(guān)電源、第二開關(guān)電源、電源二選一模塊、直流UPS控制器和直流UPS電源分別與監(jiān)控裝置連接。
[0006]以上所述電源二選一模塊為電源二極管模塊或者雙電源切換開關(guān)。
[0007]本發(fā)明的積極效果是:兩路冗余的交流電分別通過斷路器開關(guān)輸入兩個開關(guān)電源后，經(jīng)電源二選一模塊進(jìn)行二選一選擇后，輸入直流UPS控制器直至輸出直流供電；使用直流UPS控制器和直流UPS電池對供電電路提供后備式電源，一旦兩路冗余的交流電都喪失后，直流UPS控制器能快速切換啟用掛載的直流UPS電池提供直流電輸出；系統(tǒng)還設(shè)置了監(jiān)控裝置，能實時監(jiān)控系統(tǒng)各模塊的工作狀態(tài)。本發(fā)明通過冗余設(shè)備和后備式電池的配置提高了系統(tǒng)的可靠性、連續(xù)性和安全性，同時整個系統(tǒng)還具有配置靈活、空間占用少、結(jié)構(gòu)簡單、方便維護(hù)和監(jiān)控等優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]下面結(jié)合附圖及具體實施實例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0009]圖1為本發(fā)明實施例的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0010]如圖1所示，一種核電站用后備式冗余低壓配電系統(tǒng)，包括220V交流電(即第一交流電)10U220V冗余交流電(即第二交流電)102、第一斷路器開關(guān)103、第二斷路器開關(guān)104、第一開關(guān)電源105、第二開關(guān)電源106、電源二選一模塊107、直流UPS控制器108和直流UPS電源109，其特征在于:所述第一交流電101、第一斷路器開關(guān)103、第一開關(guān)電源105和電源二選一模塊107、直流UPS控制器108依次電連接，所述第二交流電102、第二斷路器開關(guān)104、第二開關(guān)電源106和電源二選一模塊107、直流UPS控制器108依次電連接；所述直流UPS控制器108和直流UPS電源109電連接；所述第一開關(guān)電源105和第二開關(guān)電源106為交流轉(zhuǎn)直流電源模塊。
[0011]上述核電站用后備式冗余低壓配電系統(tǒng)還包括監(jiān)控裝置，所述第一斷路器開關(guān)103、第二斷路器開關(guān)104、第一開關(guān)電源105、第二開關(guān)電源106、電源二選一模塊107、直流UPS控制器108和直流UPS電源109分別與監(jiān)控裝置110連接。
[0012]以上所述電源二選一模塊107為電源二極管模塊或者雙電源切換開關(guān)。
[0013]如圖1所示，系統(tǒng)接收220V交流電101和220V冗余交流電102兩路交流電輸入，目的是確保其中一路220V交流電發(fā)生故障時系統(tǒng)仍能由另一路交流電提供交流電源；第一斷路器開關(guān)103和第二斷路器開關(guān)104分別接兩路交流電，目的是對電路提供限流保護(hù)，一旦支路電流超過斷路器開關(guān)的額定電流時，該斷路器開關(guān)能及時斷開以保護(hù)電路和設(shè)備的安全。
[0014]如圖1所示，第一開關(guān)電源105和第二開關(guān)電源106為交流電轉(zhuǎn)直流電模塊，能將輸入的220V交流電進(jìn)行整流、濾波、穩(wěn)壓直至輸出穩(wěn)定的直流電，常見輸出的直流電有48VDC、24VDC和12VDC。電源二選一模塊107的作用是當(dāng)其一路輸入電源發(fā)生故障時，該電源二選一模塊107能迅速切換至另一路輸入電繼續(xù)維持系統(tǒng)的正常供電輸出，常見的電源二選一模塊107有電源二極管模塊和雙電源切換開關(guān)。
[0015]如圖1所示，直流UPS控制器108的作用是當(dāng)輸入直流電正常時將輸入電濾波后輸出，同時通過其內(nèi)置的充電電路為直流UPS電池109充電；當(dāng)輸入直流電中斷后該直流UPS控制器108則切換至直流UPS電池109輸出直流電。同時，直流UPS控制器108面板上還可設(shè)置相關(guān)指示燈指示了其工作狀態(tài)，包括正常工作狀態(tài)和電池充電狀態(tài)，此外還可設(shè)置指示柱實時提示了所掛載的電池中所含的電量。
[0016]如圖1所示，直流UPS電池109為在線式可充電電池，包括有鉛酸電池、鋰離子電池、鎳氫電池等。直流UPS電池109中設(shè)置有保護(hù)電路，包括過度充電保護(hù)、過電流/短路保護(hù)和過放電保護(hù)，以確保過度充電及放電狀態(tài)時的安全，并防止電池的特性劣化。當(dāng)需要提供更多的放電持續(xù)時間時，可以將多個直流UPS電池109并聯(lián)掛載在直流UPS控制器108上。[0017]如圖1所示，監(jiān)控裝置110可以是一個觸點信號接收顯示裝置，也可以是一個集成了通信交互功能的工程師站。如圖1中所示，第一斷路器開關(guān)103、第二斷路器開關(guān)104、第一開關(guān)電源105、第二開關(guān)電源106、電源二選一模塊107、直流UPS控制器108、直流UPS電池109可以輸出工作狀態(tài)觸點信號送至監(jiān)控裝置110，這樣可以在監(jiān)控裝置110上實時監(jiān)控它們的工作狀態(tài)。此外，在監(jiān)控裝置110上還能實時觀測到直流UPS電池109的電量信息、充放電狀態(tài)和放電持續(xù)時間等信息。監(jiān)控裝置110的設(shè)置能實時監(jiān)控系統(tǒng)各模塊的工作狀態(tài)，方便工作人員進(jìn)行監(jiān)控和維護(hù)。
[0018]如圖1所示，除與監(jiān)控裝置110連接的設(shè)備通過通訊線(圖中虛線所示)進(jìn)行連接夕卜，其余設(shè)備之間的連接都是通過導(dǎo)線(圖中實線所示)直接進(jìn)行連接。圖1中所有的設(shè)備都可以通過標(biāo)準(zhǔn)的固定安裝支架統(tǒng)一安裝在配電電氣板上，這樣可以確保在地震情況下整個低壓配電系統(tǒng)仍能正常的運(yùn)行。
[0019]如圖1所示，所述的一種核電站后備式冗余低壓配電系統(tǒng)，將最終為負(fù)載提供所需要的直流電輸出。在實際應(yīng)用過程中，依據(jù)負(fù)載的額定功率、額定電壓和電能維持時間可以靈活選擇配置系統(tǒng)中的直流UPS電池的容量和數(shù)量。此外，該低壓配電系統(tǒng)通常輸出24VDC的直流電，如果負(fù)載端需要諸如48VDC或12VDC等的直流電，則可以在輸出端加接相對應(yīng)的DC轉(zhuǎn)DC電源模塊。
[0020]綜上所述，本發(fā)明既確保了核電站等對低壓配電系統(tǒng)的高可靠性和高安全性的要求，同時也有效地達(dá)到了空間占用少、結(jié)構(gòu)簡單、易于操作等優(yōu)點。雙路冗余交流電和冗余開關(guān)電源的引入則有效地降低了由單一設(shè)備故障導(dǎo)致的系統(tǒng)故障率，增加了系統(tǒng)的可用性。監(jiān)控裝置的引入則能實時監(jiān)控系統(tǒng)各模塊的工作狀態(tài)，尤其是對電池信息的實時跟蹤，極大的方便了工作人員對整個系統(tǒng)的實時監(jiān)控和維護(hù)。直流UPS控制器和直流UPS電池的配合使用，則使整個系統(tǒng)具有配置靈活的優(yōu)點，減小了占用空間，在確保安全和質(zhì)量的同時也具備了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
【權(quán)利要求】
1.一種核電站用后備式冗余低壓配電系統(tǒng)，包括第一交流電、第二交流電、第一斷路器開關(guān)、第二斷路器開關(guān)、第一開關(guān)電源、第二開關(guān)電源、電源二選一模塊、直流UPS控制器和直流UPS電源，其特征在于:所述第一交流電、第一斷路器開關(guān)、第一開關(guān)電源和電源二選一模塊、直流UPS控制器依次電連接，所述第二交流電、第二斷路器開關(guān)、第二開關(guān)電源和電源二選一模塊、直流UPS控制器依次電連接；所述直流UPS控制器和直流UPS電源電連接；所述第一開關(guān)電源和第二開關(guān)電源為交流轉(zhuǎn)直流電源模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站用后備式冗余低壓配電系統(tǒng)，其特征在于:還包括監(jiān)控裝置，所述第一斷路器開關(guān)、第二斷路器開關(guān)、第一開關(guān)電源、第二開關(guān)電源、電源二選一模塊、直流UPS控制器和直流UPS電源分別與監(jiān)控裝置連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的核電站用后備式冗余低壓配電系統(tǒng)，其特征在于:所述電源二選一模塊為電源二極管模塊或者雙電源切換開關(guān)。
【文檔編號】H02J9/06GK103715757SQ201310698594
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】曹新民, 秦裕強(qiáng), 邱韶陽 申請人:國核自儀系統(tǒng)工程有限公司