核電廠直流和交流不間斷電源系統(tǒng)的介紹

1、核電廠直流和交流不間斷電源系統(tǒng)的介紹電力工程核電廠直流和交流不問(wèn)斷電源系統(tǒng)的介紹查東健張東宏1.中國(guó)核電工程有限公司浙江海鹽3143002.河南省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院河南鄭州450007【摘要】本文以方家山核電項(xiàng)目作為參考,描述了核電廠中電氣直流和交流不間斷電源(ups)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和系統(tǒng)運(yùn)行,同時(shí)講述了直流系統(tǒng)主要設(shè)備蓄電池,充電器和直流配電柜以及交流不間斷電源(ups)系統(tǒng)主要設(shè)備逆變器的功能特性.同時(shí)對(duì)主要設(shè)備的調(diào)試內(nèi)容做了介紹,從而確保核電廠安全,可靠,穩(wěn)定運(yùn)行.【關(guān)鍵詞】直流系統(tǒng)交流不間斷電源(ups)系統(tǒng)充電器逆變器核電廠的直流系統(tǒng)作為操作電源是斷路器的分閘,合閘回路.繼電保護(hù)裝置的操

2、作回路,控制回路,信號(hào)回路和保護(hù)回路的工作電源.是核電廠廠用電系統(tǒng)的最重要組成部分.220v交流不問(wèn)斷電源(ups)系統(tǒng)是核電廠計(jì)算機(jī).通信系統(tǒng)以及安全保護(hù)重要設(shè)備必需的一種不問(wèn)斷,高可靠,高性能的電源.直流系統(tǒng)和交流不問(wèn)斷電源(ups)系統(tǒng)對(duì)保證核反應(yīng)堆的安全運(yùn)行有著至關(guān)重要的作用,為了滿足單一故障準(zhǔn)則,核安全級(jí)的直流和交流不問(wèn)斷電源系統(tǒng)需要冗余.電氣上隔離,實(shí)體上分隔.1,直流和ups系統(tǒng)的運(yùn)行1.1直流系統(tǒng)的運(yùn)行方式在核電廠中.直流系統(tǒng)的電壓可以分為24v,48v,11ov和220v四種等級(jí).其中某些系統(tǒng)為核安全級(jí)對(duì)其中的設(shè)備有嚴(yán)格要求.必須按照rcc-e標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)制造和試驗(yàn).方家山核

3、電工程的直流系統(tǒng)接線方式采用單母線分段形式,包括兩臺(tái)充電器和一組蓄電池,母聯(lián)開(kāi)關(guān)將母線分為a和b兩段,a段母線上連接有一臺(tái)充電器,一組蓄電池和蓄電池試驗(yàn)回路:b段母線連接有另一臺(tái)充電器,微機(jī)絕緣監(jiān)測(cè)儀以及饋線回路.正常運(yùn)行時(shí).由b段母線上的充電器向直流負(fù)荷供電,同時(shí)向蓄電池組浮充電,該充電器能提供最大持續(xù)負(fù)荷電流同時(shí)維持蓄電池組端電壓不變.當(dāng)運(yùn)行的該臺(tái)充電器發(fā)生故障時(shí).就地手動(dòng)切換到a段母線上的充電器.切換期間由蓄電池組為負(fù)荷進(jìn)行供電,為了提高供電的可靠性,兩臺(tái)充電器允許并聯(lián)運(yùn)行,中間不設(shè)機(jī)械閉鎖.兩臺(tái)充電器的上游進(jìn)線電源取自不同的380v母線段.蓄電池組工作在浮充電狀態(tài)時(shí),它僅需提供瞬時(shí)尖峰

4、負(fù)荷.一旦充電器或其交流電源故障.蓄電池組能夠向本系統(tǒng)全部直流負(fù)荷供電至少1小時(shí).如果1小時(shí)后還未恢復(fù)充電器供電,則系統(tǒng)有可能失電.蓄電池試驗(yàn)回路系統(tǒng)與直流系統(tǒng)相配套.用于檢驗(yàn)安裝在廠區(qū)內(nèi)的鉛酸蓄電池是否處于良好的工作狀態(tài).當(dāng)直流系統(tǒng)停用時(shí),即可進(jìn)行蓄電池10小時(shí)容量放電試驗(yàn)以及1小時(shí)核對(duì)性放電試驗(yàn).放電電流可以在放電試驗(yàn)小車上進(jìn)行調(diào)節(jié).1.2交流不問(wèn)斷電源(ups)系統(tǒng)的運(yùn)行方式220v交流不問(wèn)斷電源(ups)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如左圖所示,其主要有以下幾種工作模式:正常工作模式.電池工作模式,旁路工作模式和充電器工作模式圖1ups結(jié)構(gòu)圖正常工作模式下,由交流線路通過(guò)ac-dc整流電路,逆變器,向負(fù)載

5、供電.交流線路欠壓或失電時(shí).由蓄電池通過(guò)逆變器向負(fù)載供電.如果逆變器過(guò)載或者失效,靜態(tài)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)逆變器通路.同時(shí)將負(fù)載與旁路回路接通.當(dāng)負(fù)載恢復(fù)正常,或者系統(tǒng)恢復(fù)供電條件時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)從旁路工作模式切換回正常工作模式.逆變器自動(dòng)跟蹤旁路電源的頻率并與旁路電源同步,當(dāng)旁路電源超出正常范圍50hz6%時(shí),逆變器放棄跟蹤轉(zhuǎn)為自動(dòng)調(diào)整輸出頻率為5ohz.以上的相互切換是靠控制靜態(tài)開(kāi)關(guān)ea&en來(lái)實(shí)現(xiàn)的.靜態(tài)開(kāi)關(guān)切換時(shí)間不大于1毫秒.以上的工作模式切換是調(diào)試的重要內(nèi)容是保證對(duì)重要負(fù)荷不問(wèn)斷電源供給的重要一環(huán).2,直流系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和功能直流系統(tǒng)設(shè)備主要包括蓄電池,充電器,直流配電柜以及接地故障探測(cè)儀

6、等.2.1蓄電池目前,核電廠直流系統(tǒng)廣泛使用鉛酸蓄電池,鉛酸蓄電池由二氧化鉛(pb02)的正極板,鉛(pb)的負(fù)極板和密度為1.2g/cm14g/cm的稀硫酸(h2so)電解液構(gòu)成.方家山核電項(xiàng)目使用的是沈陽(yáng)東北蓄電池有限公司生產(chǎn)的gfd系列固定型防酸式鉛酸蓄電池.該蓄電池具有管狀正極板.套以微孔套管及格柵式涂膏負(fù)極板.正,負(fù)極板之間插入微孔隔板.組裝在一個(gè)耐酸透明的電池槽內(nèi).所有的正,負(fù)極板各自集合在正負(fù)極柱上.電池槽中的電解液比重在環(huán)境溫度20.c時(shí)為1.24g/cm.每個(gè)電池均裝有防爆帽.液位指示器.每組配有兩套電解液比重計(jì)和溫度計(jì).單個(gè)蓄電池的均衡充電電壓為230v.浮充電電壓為223

7、v事故放電終止電壓為187v.蓄電池初次使用前必須進(jìn)行初充電.初充電可以使用恒流充電和恒壓充電.蓄電池10/j,時(shí)容量放電試驗(yàn)和1小時(shí)核對(duì)性放電試驗(yàn)結(jié)束后,必須進(jìn)行補(bǔ)充電.此外為了使全列蓄電池的電解液密度電壓均衡一致,從而增加電池的容量,延長(zhǎng)使用壽命還需進(jìn)行均衡充電.對(duì)蓄電池的充放電試驗(yàn)和容量測(cè)試試驗(yàn),應(yīng)根據(jù)廠家提供的操作說(shuō)明書和相應(yīng)的規(guī)范來(lái)進(jìn)行.2.2充電器方家山核電工程直流系統(tǒng)使用的充電器的整流模塊為三相橋式全控整流電路.包含電力二極管和可控硅.功率半導(dǎo)體用快速動(dòng)作高分?jǐn)嗄芰Φ娜蹟嗥鞅Ｗo(hù).充電器裝有限流保護(hù),防止充電器過(guò)熱及部件損壞.為滿足對(duì)蓄電池的充電要求.充電器還應(yīng)具有穩(wěn)壓,穩(wěn)流,限流

8、以及輸出電壓可調(diào)等特性.每個(gè)充電器由三相380v交流供電.都能承擔(dān)正常的穩(wěn)定負(fù)荷和給蓄電池浮充電.由一個(gè)蓄電池組與一個(gè)或兩個(gè)充電器組構(gòu)成各種電壓等級(jí)的直流電源.2.3直流配電柜直流配電柜采用的是廈門abb的mns型抽屜柜.本配電柜有三路進(jìn)線,其中兩路由充電器供電.一路由蓄電池組供電.正常運(yùn)行時(shí)只有一臺(tái)充電器向本配電柜供電,同時(shí)經(jīng)直流母線向蓄電池組浮充電.當(dāng)充電器或其380v交流電源故障時(shí).由蓄電池組向本配電柜供電.蓄電池進(jìn)線斷路器.充電器進(jìn)線斷路器和出線斷路器均配有延時(shí)動(dòng)作的電磁脫扣器.以使短路保護(hù)具有選擇性.充電器進(jìn)線斷路器和出線斷路器還裝有熱脫扣器作為過(guò)載保護(hù).另外.斷路器具有機(jī)械指示器指

9、示分合閘狀態(tài).2.4接地故障探測(cè)儀直流系統(tǒng)為不接地系統(tǒng).在接地故障中危害較大的是兩點(diǎn)接地,可能造成嚴(yán)重后果.直流系統(tǒng)發(fā)生兩點(diǎn)接地故障,便可能構(gòu)成接地短路.造成繼電保護(hù),信號(hào),自動(dòng)裝置誤動(dòng)或拒動(dòng).或造成直流保險(xiǎn)熔斷.使保護(hù)及自動(dòng)裝置,控制回路失去電源.在復(fù)雜的保護(hù)回路中同極兩點(diǎn)接地還可能將某些繼電器短接,不能動(dòng)作于跳閘,致使越級(jí)跳閘.方家山核電工程使用了先進(jìn)的接地故障探測(cè)器來(lái)連續(xù)地監(jiān)測(cè)系統(tǒng)絕緣完整性它能夠測(cè)出母線電壓,各分支回路的正極,負(fù)極對(duì)地的電壓值和絕緣電阻值發(fā)生故障時(shí),可以出指示故障極性及報(bào)警.(下轉(zhuǎn)第110頁(yè))2010.g140教育教學(xué)培養(yǎng)保健能力和科研能力.在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行身體鍛煉和提高

10、訓(xùn)練的同時(shí),應(yīng)具有較強(qiáng)的科研意識(shí).把最新的科研成果提供給學(xué)生.應(yīng)注意對(duì)學(xué)生的體質(zhì)進(jìn)行全面測(cè)量,正確評(píng)價(jià),以及實(shí)施機(jī)能評(píng)定和醫(yī)務(wù)監(jiān)督.介紹一般運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷和疾病的預(yù)防與處理的保健知識(shí).適應(yīng)21世紀(jì)時(shí)代發(fā)展的需要.高校培養(yǎng)的人才不僅要有寬厚,扎實(shí)的知識(shí)和能力還要有高的素質(zhì)”.加強(qiáng)素質(zhì)教育,僅僅靠課內(nèi)是無(wú)法完成的必須是課內(nèi)課外的配合.長(zhǎng)期以來(lái),高校體育存在著一個(gè)重要問(wèn)題就是重視課內(nèi)教學(xué).忽視課外鍛煉輔導(dǎo)與組織.在課堂上,有的體育教師只注重學(xué)生的活動(dòng)量,追求學(xué)生運(yùn)動(dòng)水平的提高j在課程考試時(shí),不去考學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容和鍛煉方法掌握的程度,而是用學(xué)生運(yùn)動(dòng)水平的高低作為評(píng)定成績(jī)的依據(jù).結(jié)果是運(yùn)動(dòng)水平?jīng)]有提高(也不可

11、能提高),還影響了科學(xué)鍛煉方法的掌握.使課堂教學(xué)變成了運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練變成了單純生物學(xué)和運(yùn)動(dòng)水平提高的教學(xué).失去了公體教學(xué)和健身的功能.現(xiàn)代高校體育必須實(shí)現(xiàn)課內(nèi)與課外的統(tǒng)一.課內(nèi)以教學(xué)為手段,以提高學(xué)生體育基本知識(shí),意識(shí)和學(xué)生科學(xué)鍛煉技能,方法的掌握為目的;課外以輔導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用課內(nèi)所學(xué)為手段.以提高科學(xué)鍛煉能力,養(yǎng)成良好習(xí)慣,增強(qiáng)體質(zhì)為目的.同時(shí).應(yīng)充分運(yùn)用體育教育的獨(dú)特功能,廣泛組織各種課外活動(dòng).加強(qiáng)對(duì)學(xué)生體育文體,競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)和合作精神,爭(zhēng)取勝利的信心和勇氣的培養(yǎng)及承受失敗和挫折的心理能力.服從管理遵守法規(guī)的組織性和紀(jì)律性,心向集體的責(zé)任感和榮譽(yù)感.講究風(fēng)格頑強(qiáng)拼搏的道德品質(zhì)等綜合教育.體育教師應(yīng)以體育

12、教學(xué)為中心,促進(jìn)學(xué)生課外體育活動(dòng)的開(kāi)展,給學(xué)生造成”自覺(jué)科學(xué)地進(jìn)行身體鍛煉的氣氛,加深學(xué)生對(duì)體育的目的,健身價(jià)值的認(rèn)識(shí).形成良好的體育意識(shí)和體育文化修養(yǎng),掌握科學(xué)合理的健身技能和方法,養(yǎng)成終身鍛煉的習(xí)慣,為終身體育學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)3.4創(chuàng)新能力和教改意識(shí)體育教育改革的關(guān)鍵是學(xué)校體育教學(xué)的創(chuàng)新.體育教學(xué)創(chuàng)新是由體育教學(xué)的新構(gòu)想經(jīng)過(guò)研究開(kāi)發(fā)或組合,獲得實(shí)際應(yīng)用,并產(chǎn)生良好教學(xué)效果的全過(guò)程活動(dòng).教學(xué)創(chuàng)新能力的開(kāi)發(fā)和利用是現(xiàn)代教育發(fā)展的需要.創(chuàng)新能力的提高,要以教育發(fā)達(dá),科技領(lǐng)導(dǎo)為先導(dǎo).而且要營(yíng)造發(fā)揮人的潛能的環(huán)境和氛圍.構(gòu)建創(chuàng)新體系.實(shí)現(xiàn)制度創(chuàng)新.管理創(chuàng)新,倡導(dǎo)和培育創(chuàng)新精神,創(chuàng)新意識(shí).體育教師應(yīng)關(guān)注社

13、會(huì)的變化,了解新大綱,新課程的實(shí)施觀念要更新.對(duì)自己的創(chuàng)造有清醒的認(rèn)識(shí)并加以開(kāi)發(fā)在教學(xué)中應(yīng)表現(xiàn)出體育教學(xué)創(chuàng)新的新,效果,整合等特點(diǎn).體育教師的科研能力是提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)術(shù)水平的重要環(huán)可以說(shuō),沒(méi)有高水平的教學(xué)與訓(xùn)練中的創(chuàng)新能力就沒(méi)有高質(zhì)量的教學(xué)成果和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練水平我國(guó)學(xué)者周登篙教授在研究我國(guó)優(yōu)秀體育教師成才過(guò)程的規(guī)律與特點(diǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn).9o%以上的優(yōu)秀體育教師在教學(xué)方面是最好的.在業(yè)余訓(xùn)練方面也是突出的,同時(shí)他們也是搞科研的好手,沒(méi)有一個(gè)是單打一的據(jù)有關(guān)資料表明.高校青年體育教師體育理論水平較低,科研能力較差青年教師的科研能力特別突出的只是極少數(shù).21世紀(jì)高校體育教師必須要有強(qiáng)烈的創(chuàng)新意識(shí),在體育教學(xué)和

14、學(xué)術(shù)研究過(guò)程中,要發(fā)揚(yáng)勇于探索勇于創(chuàng)新的精神.堅(jiān)決摒棄因循守舊,固步自封,一味模仿照搬的做法教師要有敢想敢為的勇氣,對(duì)不同的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)敢于提出自己的見(jiàn)解,以堅(jiān)強(qiáng)的毅力執(zhí)著的精神去面對(duì)所確定的創(chuàng)新目標(biāo)才能創(chuàng)造性地做好體育教學(xué)工作.創(chuàng)造出新的體育知識(shí),新的體育文化.4,結(jié)語(yǔ)體育教師綜合素質(zhì)的提高和專業(yè)方面的進(jìn)修將是一個(gè)持續(xù)終生的過(guò)程.必須得到多方面的支持.教師自己也要不斷努力.體育教師應(yīng)具備的系統(tǒng)知識(shí)結(jié)構(gòu).不僅是教師形成教學(xué)能力以及其它能力的基礎(chǔ)也是教師進(jìn)行思想品德教育的基礎(chǔ).體育教師的能力結(jié)構(gòu)中,教育,教學(xué)能力是核心,指導(dǎo)身體鍛煉能力是重點(diǎn),訓(xùn)練能力是提高學(xué)校體育運(yùn)動(dòng)技術(shù)水平的重要手段.保健能力是

15、指導(dǎo)學(xué)生科學(xué)鍛煉身體,促進(jìn)學(xué)生健康發(fā)展的保證科研能力是探索體育本質(zhì)及規(guī)律的重要環(huán)節(jié).體育教育改革的關(guān)鍵是學(xué)校體育教學(xué)的創(chuàng)新,其創(chuàng)新主要途徑是優(yōu)化課堂教學(xué)整合教學(xué)模式,激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性,優(yōu)化信息傳遞方式.體育教師的教改意識(shí)是對(duì)體育教學(xué)改革的追求和探索,是教學(xué)改革的首要條件.21世紀(jì)是一個(gè)充滿競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)代.適者生存,劣者淘汰.因此.跨世紀(jì)的人才必須具備良好的心理素質(zhì),能承受挫折和失敗的考驗(yàn),習(xí)慣與接受挑戰(zhàn),樂(lè)于接納新事物,能夠在短時(shí)期內(nèi)適應(yīng)環(huán)境的變化.然而心理素質(zhì)培養(yǎng)是一個(gè)長(zhǎng)期的自我教育.自我改造.自我鍛煉.自我斗爭(zhēng)自我提高的過(guò)程.只有具備良好的心理素質(zhì).才能擔(dān)當(dāng)起新世紀(jì)的教學(xué)大任.參考文獻(xiàn)f11周

16、學(xué)榮論體育教育與大學(xué)生人格塑造,成都體育學(xué)院學(xué)報(bào)21德稚斯貝爾斯著,鄒進(jìn)譯,什么是教育.上海三聯(lián)書店出版社【3】樊海清體育教學(xué)與素質(zhì)教育,中國(guó)學(xué)校體育.4翟裕華試論體育教學(xué)模式的發(fā)展方向,體育教學(xué).【5】朱菊蘭淺析體育教學(xué)創(chuàng)新與教學(xué)規(guī)范,體育教學(xué).61論高校體育教師應(yīng)具備的科研能力.2005.1,牡丹江師范學(xué)院學(xué)報(bào)f71世紀(jì)體育教師應(yīng)具備的幾種素質(zhì).2000.12,上海體院學(xué)報(bào).81新時(shí)期高校體育教育思想觀念的轉(zhuǎn)變四川體育科學(xué)2000年第2期.(上接第14o頁(yè))調(diào)試試驗(yàn)時(shí),分別在母線和各分支回路出線端中接一滑線電阻器(35kq一80kq),調(diào)節(jié)滑線電阻器.當(dāng)其電阻值低于設(shè)定電阻值時(shí).探測(cè)器上的

17、紅燈亮并發(fā)出報(bào)警,同時(shí)液晶顯示屏上顯示發(fā)生接地故障的支路數(shù)和接地電阻值,同時(shí)通過(guò)dcs向主控室發(fā)出報(bào)警信號(hào).9,交流不問(wèn)斷電源lups)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和功能ups系統(tǒng)包括逆變器部分,整流器部分靜態(tài)開(kāi)關(guān),手動(dòng)旁路開(kāi)關(guān),隔離變壓器,調(diào)壓變壓器和交流配電屏等.3.1逆變器方家山核電工程交流不問(wèn)斷電源(ups)系統(tǒng)使用的逆變器單元主要由以下元件組成:逆變器,靜態(tài)開(kāi)關(guān)ea&en,三位手動(dòng)旁路開(kāi)關(guān)和旁路變壓器.其中的逆變功能模塊由igbt組成的電壓型單相全橋逆變電路完成使用spwm控制技術(shù)使輸出得到品質(zhì)優(yōu)良的正弦波.逆變器的調(diào)試中需要測(cè)量輸出波形并計(jì)算諧波總畸變(thd)以判斷是否達(dá)到性能要求.3

18、.2整流器ups系統(tǒng)中的整流器工作原理與直流充電器非常相似,這里不再介紹.380v三相交流電通過(guò)隔離變壓器和lc濾波后,輸入整流器.整流器將交流電轉(zhuǎn)化為直流電.輸送給逆變器.由于在蓄電池回路加裝逆止二極管整流器正常工作時(shí)不對(duì)蓄電池進(jìn)行充電這樣能保證對(duì)逆變器負(fù)荷的能量供給.對(duì)于直接由直流系統(tǒng)供電的逆變系統(tǒng),則沒(méi)有整流器設(shè)備.3.3靜態(tài)開(kāi)關(guān)靜態(tài)開(kāi)關(guān)是實(shí)現(xiàn)逆變器輸出和旁路回路切換的裝置.當(dāng)ups的輸出故障或負(fù)載異常時(shí),逆變器的輸出自動(dòng)無(wú)中斷的切換到旁路市電切換也可以是手動(dòng)完成.手動(dòng)切換同樣無(wú)中斷供電.靜態(tài)開(kāi)關(guān)是用兩個(gè)可控硅(scr)反向并聯(lián)組成的一種交流開(kāi)關(guān).其閉合和斷開(kāi)由邏輯控制器控制.4,結(jié)語(yǔ)核電廠中直流和交流不問(wèn)斷電源系統(tǒng)