一种核电站辅助安全电源供电系统的制作方法

1.本实用新型涉及电气技术领域、核电技术领域，更具体地说，涉及一种核电站辅助安全电源供电系统。


背景技术：

2.目前，cpr1000机组(及其他核电机组型号)的辅助安全外电源的结构为2台辅助变压器(下文简称“辅变”)共同向2台核电机组提供辅助外电源，单一的1台辅助变压器无法为1台机组提供辅助外电源。
3.根据目前cpr1000机组(及其他核电机组型号)《运行技术规范》，当辅变因跳闸、故障等原因导致不可用时，“24小时内机组应开始向ns/rra模式后撤，如果附加柴油发电机可用且没有任何其他的第一组事件，开始后撤期限可以延长为7天”，期间要记录机组101。
4.若发生辅变内部故障，gis绝缘故障和套管故障等事件后，辅助安全外电源将无法在7天内恢复可用，对机组可用率造成不利影响。另外，在大修中，辅变的计划检修工期一般只有2～5天，对于变压器的检修来说非常短，只能用来做常规检查和试验，如果遇到更换gis部件(如避雷器)、变压器更换、更换辅变套管、变压器密封垫、本体滤油等工作，将可能突破计划工期影响大修工期，影响核电机组可用率。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种核电站辅助安全电源供电系统。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电站辅助安全电源供电系统，包括：与核电站机组对应设置的多台辅助变压器、与多台辅助变压器对应设置的多个进线模块、热备用导入模块以及热备用变压器；
7.每一台辅助变压器的输出端通过与其对应设置的进线模块接入与其对应设置的核电站机组，以向与其对应设置的核电站机组提供辅助安全外电源；
8.所述热备用导入模块的输入端与所述热备用变压器连接，所述热备用导入模块的输出端分别与所述多个进线模块对应连接；
9.所述热备用变压器用于在所述多台辅助变压器中的任意一台或者多台故障或者检修停运时，通过所述热备用导入模块向待供电核电站机组提供辅助供电；所述待供电核电站机组为故障或者检修停运的辅助变压器对应的机组。
10.在本实用新型所述的核电站辅助安全电源供电系统中，每个所述进线模块包括：进线开关和配电盘；
11.所述进线开关的第一端与对应的辅助变压器连接，所述进线开关的第二端与所述配电盘连接。
12.在本实用新型所述的核电站辅助安全电源供电系统中，所述进线开关包括：断路器。
13.在本实用新型所述的核电站辅助安全电源供电系统中，所述热备用导入模块包括：多个接入模块和信号分配模块；
14.每个所述接入模块分别与两个进线模块对应设置；
15.所述信号分配模块通过所述多个接入模块分别与所述多个进线模块连接。
16.在本实用新型所述的核电站辅助安全电源供电系统中，每个接入模块包括：第一母联开关、第二母联开关以及接入开关；
17.所述第一母联开关的第一端与对应设置的两个进线模块中的一个进线模块连接，所述第二母联开关的第一端与所述对应设置的两个进线模块中的另一个进线模块连接，所述第一母联开关的第二端和所述第二母联开关的第二端短接并连接至所述接入开关的第一端，所述接入开关的第二端与所述信号分配模块连接。
18.在本实用新型所述的核电站辅助安全电源供电系统中，所述第一母联开关、所述第二母联开关和所述接入开关均为断路器。
19.在本实用新型所述的核电站辅助安全电源供电系统中，所述信号分配模块为中压配电系统。
20.在本实用新型所述的核电站辅助安全电源供电系统中，还包括：热备开关；
21.所述热备开关的第一端与所述中压配电系统连接，所述热备开关的第二端与所述热备用变压器连接。
22.在本实用新型所述的核电站辅助安全电源供电系统中，所述热备开关为断路器。
23.实施本实用新型的核电站辅助安全电源供电系统，具有以下有益效果：包括：与核电站机组对应设置的多台辅助变压器、与多台辅助变压器对应设置的多个进线模块、热备用导入模块以及热备用变压器；每一台辅助变压器的输出端通过与其对应设置的进线模块接入对应的核电站机组，以向对应的核电站机组提供辅助安全外电源；热备用导入模块的输入端与热备用变压器连接，热备用导入模块的输出端分别与多个进线模块对应连接；热备用变压器在多台辅助变压器中的任意一台或者多台故障或者检修停运时，向待供电核电站机组提供辅助供电。本实用新型在辅助变压器故障或者检修时，可直接由热备用辅助变压器直接供电，提高辅助安全外电源的可靠性，保证核电机组的正常运行。
附图说明
24.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
25.图1是本实用新型实施例提供的核电站辅助安全电源供电系统的原理框图；
26.图2是本实用新型提供的核电站辅助安全电源供电系统实施例一的电路图；
27.图3是本实用新型提供的核电站辅助安全电源供电系统实施例二的电路图；
28.图4是本实用新型提供的核电站辅助安全电源供电系统实施例三的电路图。
具体实施方式
29.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
30.参考图1，为本实用新型提供的核电站辅助安全电源供电系统一可选实施例的原理框图。
31.具体的，如图1所示，该核电站辅助安全电源供电系统包括：与核电站机组对应设置的多台辅助变压器10、与多台辅助变压器10对应设置的多个进线模块20、热备用导入模块30以及热备用变压器40。
32.本实用新型实施例中，每一台辅助变压器的输出端通过与其对应设置的进线模块接入与其对应设置的核电站机组，以向与其对应设置的核电站机组提供辅助安全外电源。热备用导入模块30的输入端与热备用变压器40连接，热备用导入模块30的输出端分别与多个进线模块20对应连接。热备用变压器40用于在多台辅助变压器10中的任意一台或者多台故障或者检修停运时，通过热备用导入模块30向待供电核电站机组提供辅助供电。其中，待供电核电站机组为故障或者检修停运的辅助变压器对应的机组。
33.一些实施例中，每个进线模块包括：进线开关和配电盘；其中，进线开关的第一端与对应的辅助变压器连接，进线开关的第二端与配电盘连接。
34.可选的，本实用新型实施例中，进线开关包括：断路器。可以理解地，由于本实用新型实施例的每一台辅助变压器所提供的是220kv的高压电，因此，进线开关需要采用高功率的开关，因此，通过采用断路器，可以保证供电系统的可靠性和稳定性。当然，可以理解地，本实用新型实施例的进线开关还可以采用其他高功率的开关，不限于断路器，只要可满足220kv高压电的耐压需要即可。
35.一些实施例中，热备用导入模块30包括：多个接入模块和信号分配模块。其中，每个接入模块分别与两个进线模块对应设置。信号分配模块通过多个接入模块分别与多个进线模块20连接。
36.一些实施例中，每个接入模块包括：第一母联开关、第二母联开关以及接入开关。
37.第一母联开关的第一端与对应设置的两个进线模块中的一个进线模块连接，第二母联开关的第一端与对应设置的两个进线模块中的另一个进线模块连接，第一母联开关的第二端和第二母联开关的第二端短接并连接至接入开关的第一端，接入开关的第二端与信号分配模块连接。
38.可选的，本实用新型实施例中，第一母联开关、第二母联开关和接入开关均为断路器。可以理解地，由于本实用新型实施例的热备用变压器40所提供的是220kv的高压电，所以，第一母联开关、第二母联开关、以及接入开关均需要采用高功率的开关，因此，通过采用断路器，可以保证供电系统的可靠性和稳定性。当然，可以理解地，本实用新型实施例的第一母联开关、第二母联开关、以及接入开关还可以采用其他高功率的开关，不限于断路器，只要可满足220kv高压电的耐压需要即可。
39.可选的，本实用新型实施例中，该信号分配模块为中压配电系统。通过设置该中压配电系统，可以减少50％的施工成本和难度。
40.另外，本实用新型实施例中，对于多台机组的核电基地，如4台机组、6 台机组、2台机组等，仅需要增加一台热备用变压器40，即可实现热备用替代，可有效降低经济成本。
41.进一步地，一些实施例中，如图1所示，该核电站辅助安全电源供电系统还包括：热备开关50。该热备开关50的第一端与中压配电系统连接，热备开关50的第二端与热备用变压器40连接。
42.可选的，该可以理解地，由于本实用新型实施例的热备用变压器40所提供的是220kv的高压电，所以，热备开关50需要采用高功率的开关，因此，通过采用断路器，可以保
证供电系统的可靠性和稳定性。当然，可以理解地，本实用新型实施例的热备开关50还可以采用其他高功率的开关，不限于断路器，只要可满足220kv高压电的耐压需要即可。热备开关50为断路器。
43.参考图2，为本实用新型提供的核电站辅助安全电源供电系统实施例一的电路图。
44.如图2所示，该实施例中，核电基地设有6台机组(分别为#1机组、#2 机组、#3机组、#4机组、#5机组、#6机组)，因此，对应的，该核电站辅助安全电源供电系统可设置6台辅助变压器(分别为#1辅助变压器、#2辅助变压器、#3辅助变压器、#4辅助变压器、#5辅助变压器、#6辅助变压器)，其中，#1辅助变压器、#2辅助变压器、#3辅助变压器、#4辅助变压器、#5辅助变压器、#6辅助变压器分别与#1机组、#2机组、#3机组、#4机组、#5机组、#6机组对应。同时，对应的，接线模块可设置6个接线模块，具体包括： #1接线模块、#2接线模块、#3接线模块、#4接线模块、#5接线模块、#6接线模块；其中，#1接线模块、#2接线模块、#3接线模块、#4接线模块、#5 接线模块、#6接线模块分别与#1辅助变压器、#2辅助变压器、#3辅助变压器、#4辅助变压器、#5辅助变压器、#6辅助变压器对应。对应的，热备用导入模块30可设置3个接入模块。具体包括：第一接入模块301、第二接入模块302、第三接入模块303。其中，第一接入模块301与#1接线模块和#2接线模块对应，第二接入模块302与#3接线模块和#4接线模块对应，第三接入模块303与#5接线模块和6#接线模块对应。
45.如图2所示，#1接线模块包括：进线开关a和配电盘9lgj a段；#2接线模块包括：进线开关b和配电盘glgj b段；#3接线模块包括：进线开关 c和配电盘8lgj a段；#4接线模块包括：进线开关d和配电盘8lgj b段； #5接线模块包括：进线开关e和配电盘7lgj a段；#6接线模块包括：进线开关f和配电盘7lgj b段。
46.第一接入模块301包括：母联开关a(即第一母联开关)、母联开关b(即第二母联开关)和第一接入开关k1(即接入开关)。第二接入模块302包括：母联开关c(即第一母联开关)、母联开关d即第二母联开关)和第二接入开关k2(即接入开关)。第三接入模块303包括：母联开关e(即第一母联开关)、母联开关f即第二母联开关)和第三接入开关k3(即接入开关)。
47.如图2所示，热备开关50包括：断路器k4，#7辅助变压器为热备用变压器40。
48.如图2所示，#1辅助变压器通过进线开关a接入配电盘9lgj a段；#2 辅助变压器通过进线开关b接入配电盘9lgj b段；#3辅助变压器通过进线开关c接入配电盘8lgj a段；#4辅助变压器通过进线开关d接入配电盘8lgjb段；#5辅助变压器通过进线开关e接入配电盘7lgj a段；#6辅助变压器通过进线开关f接入配电盘7lgj b段。
49.母联开关a的第一端连接配电盘9lgj a段，母联开关a的第二端通过第一接入开关k1连接中压配电系统；母联开关b的第一端连接配电盘9lgj b 段，母联开关b的第二端通过第一接入开关k1连接中压配电系统；母联开关 c的第一端连接配电盘8lgj a段，母联开关c的第二端通过第二接入开关 k2连接中压配电系统；母联开关d的第一端连接配电盘8lgj b段，母联开关d的第二端通过第二接入开关k2连接中压配电系统；母联开关e的第一端连接配电盘7lgj a段，母联开关e的第二端通过第三接入开关k3连接中压配电系统；母联开关f的第一端连接配电盘7lgj b段，母联开关f的第二端通过第三接入开关k3连接中压配电系统。
50.如图2所示，热备用变压器40通过断路器k4连接中压配电系统。
51.具体的，当辅助变压器正常运行时，进线开关a、进线开关b、进线开关c、进线开关d、进线开关e、进线开关f均处于闭合状态，母联开关a、母联开关b、母联开关c、母联开关d、母联开关e、母联开关f均处于断开状态，第一接入开关k1、第二接入开关k2、第三接入开关k3以及断路器 k4均处于断开状态。此时，#1辅助变压器依次通过进线开关a和配电盘9lgja段向#1机组提供辅助安全外电源；#2辅助变压器依次通过进线开关b和配电盘9lgj b段向#2机组提供辅助安全外电源；#3辅助变压器依次通过进线开关c和配电盘8lgj a段向#3机组提供辅助安全外电源；#4辅助变压器依次通过进线开关d和配电盘8lgj b段向#4机组提供辅助安全外电源；#5辅助变压器依次通过进线开关e和配电盘7lgj a段向#5机组提供辅助安全外电源；#6辅助变压器依次通过进线开关f和配电盘7lgj b段向#6机组提供辅助安全外电源。
52.当#1辅助变压器、#2辅助变压器、#3辅助变压器、#4辅助变压器、#5 辅助变压器、#6辅助变压器中的任意一种或者多个异常或者检修停运时，则由热备用变压器40向对应的机组提供辅助安全外电源。
53.例如，以#1辅助变压器故障为例进行说明。
54.(1)当#1辅助变压器故障时，断开进线开关a；
55.(2)确认母联开关b断开(母联开关b本身已处于断开状态)，此动作是为了保证不会产生误动作。
56.(3)控制母联开关a闭合，同时控制第一接入开关k1和断路器k4闭合。
57.完成(1)～(3)步骤后，此时，热备用变压器40通过中压配电系统(olgj)、断路器k4、第一接入开关k1、母联开关a向配电盘9lgj a段供电，由配电盘9lgj a段向#1机组供电，从而代替#1辅助变压器向#1机组提供辅助安全外电源。
58.当#1辅助变压器故障消除或者修复后：
59.(4)控制第一接入开关k1、断路器k4、以及母联开关a断开；
60.(5)控制进线开关a闭合。
61.完成步骤(4)和(5)后，此时，#1辅助变压器恢复可用，通过进线开关a向9lgj a段供电，由#1辅助变压器代替热备用变压器40向#1机组提供辅助安全外电源，热备用变压器40恢复到热备用状态(即带电状态，但没有向外输出)。
62.同理，其他辅助变压器故障或者检修停运时，工作原理与#1辅助变压器故障或者检修停运时相同。
63.参考图3，为本实用新型提供的核电站辅助安全电源供电系统实施例二的电路图。
64.如图3所示，该实施例中，核电基地设有2台机组(分别为#1机组和#2 机组)，对应的，该核电站辅助安全电源供电系统可设置2台辅助变压器(分别为#1辅助变压器和#2辅助变压器)，其中，#1辅助变压器与#1机组对应、 #2辅助变压器与#2机组对应。同时，对应的，接线模块可设置2个接线模块，具体包括：#1接线模块和#2接线模块，其中，#1接线模块与#1辅助变压器对应、#2接线模块与#辅助变压器对应。对应的，热备用导入模块30可设置 1个接入模块，具体包括：第一接入模块301。
65.如图3所示，#1接线模块包括：进线开关a和配电盘9lgj a段；#2接线模块包括：进线开关b和配电盘9lgj b段。
66.第一接入模块301包括：母联开关a(即第一母联开关)、母联开关b(即第二母联开
关)和第一接入开关k1(即接入开关)。热备开关50包括：断路器k4。
67.如图3所示，#1辅助变压器通过进线开关a接入配电盘9lgj a段；#2 辅助变压器通过进线开关b接入配电盘9lgj b段。热备用变压器40通过断路器k4连接中压配电系统，母联开关a的第一端连接配电盘9lgj a段，母联开关a的第二端和母联开关b的第二端通过第一接入开关k1连接中压配电系统，母联开关b的第一端连接配电盘9lgj b段。
68.具体的，当辅助变压器正常运行时，进线开关a和进线开关b均处于闭合状态，母联开关a、母联开关b、第一接入开关k1、断路器k4均处于断开状态。此时，#1辅助变压器依次通过进线开关a和配电盘9lgj a段向#1 机组提供辅助安全外电源；#2辅助变压器依次通过进线开关b和配电盘9lgjb段向#2机组提供辅助安全外电源。
69.当#1辅助变压器和/或#2辅助变压器故障或者检修停运时，由热备用变压器40向对应的机组提供辅助安全外电源。
70.例如，以#1辅助变压器故障为例进行说明。
71.(1)当#1辅助变压器故障时，断开进线开关a；
72.(2)确认母联开关b断开(母联开关b本身已处于断开状态)，此动作是为了保证不会产生误动作。
73.(3)控制母联开关a闭合，同时控制第一接入开关k1和断路器k4闭合。
74.完成(1)～(3)步骤后，此时，热备用变压器40通过中压配电系统(olgj)、断路器k4、第一接入开关k1、母联开关a向配电盘9lgj a段供电，由配电盘9lgj a段向#1机组供电，从而代替#1辅助变压器向#1机组提供辅助安全外电源。
75.当#1辅助变压器故障消除或者修复后：
76.(4)控制第一接入开关k1、断路器k4、以及母联开关a断开；
77.(5)控制进线开关a闭合。
78.完成步骤(4)和(5)后，此时，#1辅助变压器恢复可用，通过进线开关a向9lgj a段供电，由#1辅助变压器代替热备用变压器40向#1机组提供辅助安全外电源，热备用变压器40恢复到热备用状态(即带电状态，但没有向外输出)。
79.同理，当#2辅助变压器故障或者检修停运时，工作原理与#1辅助变压器故障或者检修停运时相同。
80.参考图4，为本实用新型提供的核电站辅助安全电源供电系统实施例三的电路图。
81.如图3所示，该实施例中，核电基地设有4台机组(分别为#1机组、#2 机组、#3机组、#4机组、)，对应的，该核电站辅助安全电源供电系统可设置 4台辅助变压器(分别为#1辅助变压器、#2辅助变压器、#3辅助变压器、#4 辅助变压器)，其中，#1辅助变压器与#1机组对应、#2辅助变压器与#2机组对应、#3辅助变压器与#1机组对应、#4辅助变压器与#1机组对应。同时，对应的，接线模块可设置4个接线模块，具体包括：#1接线模块、#2接线模块、#3接线模块、#4接线模块，其中，#1接线模块与#1辅助变压器对应、 #2接线模块与#辅助变压器对应、#3接线模块与#辅助变压器对应、#4接线模块与#辅助变压器对应。对应的，热备用导入模块30可设置2个接入模块，具体包括：第一接入模块301和第二接入模块302。
82.如图4所示，#1接线模块包括：进线开关a和配电盘9lgj a段；#2接线模块包括：进线开关b和配电盘9lgj b段；#3接线模块包括：进线开关c 和配电盘8lgj a段；#4接线模块包括：进线开关d和配电盘8lgj a段。
83.第一接入模块301包括：母联开关a(即第一母联开关)、母联开关b(即第二母联开关)和第一接入开关k1(即接入开关)。第二接入模块302包括：母联开关c(即第一母联开关)、母联开关d(即第二母联开关)和第二接入开关k1(即接入开关)。热备开关50包括：断路器k4。
84.如图4所示，#1辅助变压器通过进线开关a接入配电盘9lgj a段；#2 辅助变压器通过进线开关b接入配电盘9lgj b段；#3辅助变压器通过进线开关c接入配电盘8lgj a段；#4辅助变压器通过进线开关d接入配电盘8lgja段。
85.热备用变压器40通过断路器k4连接中压配电系统，母联开关a的第一端连接配电盘9lgj a段，母联开关a的第二端和母联开关b的第二端通过第一接入开关k1连接中压配电系统，母联开关b的第一端连接配电盘9lgj b 段。母联开关c的第一端连接配电盘8lgj a段，母联开关d的第一端连接配电盘8lgj b段，母联开关c的第二端和母联开关d的第二端通过第二接入开关k2连接中压配电系统。
86.具体的，当辅助变压器正常运行时，进线开关a、进线开关b、进线开关c、进线开关d均处于闭合状态，母联开关a、母联开关b、母联开关c、母联开关d、第一接入开关k1、第二接入开关k2、断路器k4均处于断开状态。此时，#1辅助变压器依次通过进线开关a和配电盘9lgj a段向#1机组提供辅助安全外电源；#2辅助变压器依次通过进线开关b和配电盘9lgj b 段向#2机组提供辅助安全外电源；#3辅助变压器依次通过进线开关c和配电盘8lgj a段向#3机组提供辅助安全外电源；#4辅助变压器依次通过进线开关d和配电盘8lgj b段向#4机组提供辅助安全外电源。
87.当#辅助变压器、#2辅助变压器、#3辅助变压器和#4辅助变压器中的任意一个或者多个故障或者检修停运时，由热备用变压器40向对应的机组提供辅助安全外电源。
88.例如，以#1辅助变压器故障为例进行说明。
89.(1)当#1辅助变压器故障时，断开进线开关a；
90.(2)确认母联开关b断开(母联开关b本身已处于断开状态)，此动作是为了保证不会产生误动作。
91.(3)控制母联开关a闭合，同时控制第一接入开关k1和断路器k4闭合。
92.完成(1)～(3)步骤后，此时，热备用变压器40通过中压配电系统(olgj)、断路器k4、第一接入开关k1、母联开关a向配电盘9lgj a段供电，由配电盘9lgj a段向#1机组供电，从而代替#1辅助变压器向#1机组提供辅助安全外电源。
93.当#1辅助变压器故障消除或者修复后：
94.(4)控制第一接入开关k1、断路器k4、以及母联开关a断开；
95.(5)控制进线开关a闭合。
96.完成步骤(4)和(5)后，此时，#1辅助变压器恢复可用，通过进线开关a向9lgj a段供电，由#1辅助变压器代替热备用变压器40向#1机组提供辅助安全外电源，热备用变压器40恢复到热备用状态(即带电状态，但没有向外输出)。
97.同理，当其他辅助变压器故障或者检修停运时，工作原理与#1辅助变压器故障或者检修停运时相同。
98.本实用新型通过增加一台热备用变压器40及相应的开关结构，在辅助变压器出现故障或者检修停运时，可以立即替代，提高了辅助安全外电源的可靠性，而且，对于多机组
的核电基地，本实用新型仅需要增加一台热备用变压器40即可实现替代功能，成本低。另外，通过增加中压配电系统和母联开关接入，可以减少至少50％以上的施工成本和施工难度。
99.进一步地，辅助安全外电源作为核电站优先电源，在rp模式下需要保持可用状态，当辅助变压器因跳闸、故障等原因导致不可用时，机组24小时应开始向ns/rra模式后撤。本实用新型通过增设热备用变压器40作为全厂的辅助变压器的备用，当其中任何一台或多台辅助变压器10退出时，可以立即进行切换完成替代。保证机组正常运行，提高核电机组系统运行的安全性。
100.进一步地，在大修期间辅助变压器计划检修工期一般只有2-5天，对于辅助变压器来说只能进行常规检查和试验。若出现设备缺陷，如涉及到排油(＞ 4天)等工作，将对大修工期带来挑战。本实用新型通过增设热备用变压器 40，以实现替代功能后，其余辅变可以安排在日常检修，可大大节约大修工期。初步评估10年内可为每台机组大修节省工期至少15天。
101.另外，对于设置2台机组的核电基地，配置2台备用的辅助变压器，将其中一台备用辅助变压器按照本实用新型的热备用变压器40来设计和实施后，所配置的2台备用的辅助变压器则可形成一台热备用和一台冷备用状态，使辅助电源运行灵活性更高。
102.以上实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施，并不能限制本实用新型的保护范围。凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。