大型核电站下网关口计量切换装置的制作方法

本实用新型涉及一种核电站下网关口计量切换装置，特别是一种大型核电站下网关口计量切换装置。

背景技术：

大型核电站（指目前国内主流的、装机1000MW及以上机组）在向电网发送电能（上网电量）的同时，其发电机励磁等设备也需消耗电能，一般厂内用电占其发电量的5~10%。电站内只要有一台发电机组发电，在高压母线上与该机组有电气连接的机组的厂用电就用该机组发的电能；反之，如在高压母线上相互连接的一台或几台机组没有一台机组发电，这时核电机组的厂用电就必须从高压电力线获得电网的电能，这个电能叫核电机组的下网电量，对应计量点叫做下网计量关口。对于1000MW及以上核电机组，下网计量关口在该机组升压变高压侧。

核电站需按计量关口的用电量向电网缴纳相应的电费。由于在计量关口的电能计量装置（电能表）不能区分厂用电是用核电站本身发的电能还是用下网电量，需配置自动投切装置进行区分。该装置在用下网电量时把关口计量装置投入，用核电站自己电量时切断计量装置不计量。最后计量装置计量的全部为下网电量。

目前电厂及核电站一般把断路器辅助触头和继电器通过控制电缆按一定的逻辑连接构建自动投切回路：其投切回路需采用发电机组出口断路器、高压配电装置断路器的辅助接点，这些接点在回路中需进行各种不同的串联、并联的电气连接。在常规火电厂或机组小于4台的核电厂，由于机组之间距离不是太远，在采用的控制电缆截面为4平方毫米及以上时，对应控制切换模拟逻辑回路所需的控制电缆长度基本能满足切换控制所需压降等要求。

但是，对于大型核电站（如福建省目前正在建设和规划的核电站）远期规模一般为6台1000MW火电机组，按上述原理构建的切换回路控制电缆将需要很长（最长将达到7.5km）。如此长的控制电缆电阻将达到几十欧姆，是回路在电缆上产生的压降达到10%以上，因而将影响对继电器动作的驱动，使切换回来动作正确可靠性降低。如附图1所示为一大型核电站（6台1000MW机组）的电气主接线，附图2所示为该大型核电站的下网关口计量继电器构建的投切回路示意图。图中，ZJ1~ZJ6为继电器，其它为GCB1~GCB6为1#～6#发电机组出口断路器辅助接点；5011～5063为高压配电装置断路器辅助接点；+KM/-KM为控制电源。

从图上可看出，如1#机组发电，6#机组不发电且通过5002断路器在高压母线与#1机组连接，则#6机组的闭锁回路需GCE1机组、5012、5013、5002、5062、5063等6个断路器辅助接点的串联。而大型核电站机组之间距离较大，上述电站1#机到#6机组电缆沟距离将近3km。这样，上述串联回路最长可达8.8km（发电机辅助接点电缆芯长度2x3km+其它五个断路器辅助接点电缆芯长度2x5x200m+到网络控制室800m）。

发电厂二次回路的一般采用DC220V或DC110V。中间继电 ZJ1~ZJ6电阻一般在300欧姆左右。8.8km控制电缆芯（4平方毫米）的电阻将近37.84欧姆，其引起的电压下降超过10%。这样将影响继电器的正常动作（接通或切断），从而影响自动投切回路稳定性和可靠性，需进行改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种能够确保自动投切回路稳定性和可靠性的大型核电站下网关口计量切换装置。

本实用新型的目的是通过以下途径来实现的：

大型核电站下网关口计量切换装置，包括有复数个发电机组出口断路器辅助接点和复数个高压配电装置断路器辅助接点，其结构要点在于，还包括有逻辑控制切换装置，该逻辑控制装置包括有断路器辅助接点开关量输入回路、逻辑控制单元和切换输出回路，其中复数个发电机组出口断路器辅助接点和复数个高压配电装置断路器辅助接点分别接入断路器辅助接点开关量输入回路，切换输出回路连接至各个机组关口计量电压回路。

本实用新型采用逻辑控制切换装置替代传统的继电器，从而简化切换回路。逻辑控制切换装置以各个断路器辅助接点直接作为逻辑控制单元的开关量，逻辑控制单元则根据现有技术中的投切回路构建逻辑控制单元，能够根据接收的发电机组出口断路器辅助接点开关量状态，便可判断核电站内是否有发电机组正在发电，例如开关量输入回路接收到某一发电机组出口断路器辅助接点的开关量信号，表示该接点对应的核电机组在发电，若无开关量输入，则表示该核电机组处于停机状态，需要外部提供厂用电。进一步根据高压配电装置断路器辅助接点的输入状态：有输入开关量表示处于合位状态，没有输入开关量则表示为断开状态；根据现有的投切回路逻辑关系判断停机机组是否与核电站内其他正在发电的机组有电气连接，如果有连接则将发电机组发的电能送至停机机组，如果没有连接，则通过切换输出回路切换到下网关口计量回路。由此本实用新型所述的大型核电站下网关口计量切换装置有效的简化了切换回路，由逻辑控制切换装置实现自动切换输出接点，实现计量装置电压回路投入切除，从而实现智能切换。该装置切换回路的最长控制电缆只有2km，回路在电缆上产生的压降在2.5%以下，可靠性得到保证的同时减少了大量控制电缆的应用。

本实用新型可以进一步具体为：

所述逻辑控制单元或者为一种逻辑控制回路，或者为一种PLC控制器。

由于逻辑控制单元是基于原有投切回路的原理进行构建，因此可以以回路的形式体现，也可以采用PLC控制器。所述的PLC控制器是一种常规市售的可编程控制器，只需采用原有投切回路的原理构建逻辑判断流程，便可实现本实用新型所述的逻辑控制功能，且该PLC 控制器的体积小，操作简单方便，可进一步简化切换回路，提高切换回路的可靠性。

综上所述，本实用新型提供了一种大型核电站下网关口计量切换装置，有效的简化了切换回路，由逻辑控制切换装置实现自动切换输出接点，实现智能切换。所述切换输出回路最长控制电缆只有2km，回路在电缆上产生的压降在2.5%以下，可靠性得到保证，同时还减少了大量控制电缆的应用。

附图说明

图1为背景技术所述大型核电站的电气主接线示意图；

图2为背景技术所述大型核电站的下网关口计量继电器构建的投切回路示意图；

图3所示为本实用新型所示大型核电站下网关口计量切换装置的原理结构示意图。

下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。

具体实施方式

最佳实施例：

参照附图3，大型核电站下网关口计量切换装置，包括有复数个发电机组出口断路器辅助接点和复数个高压配电装置断路器辅助接点，还包括有逻辑控制切换装置，该逻辑控制装置包括有断路器辅助接点开关量输入回路、逻辑控制单元和切换输出回路，其中复数个发电机组出口断路器辅助接点和复数个高压配电装置断路器辅助接点分别接入断路器辅助接点开关量输入回路，切换输出回路连接至各个机组关口计量电压回路。其中所述逻辑控制单元为一种PLC控制器。

所述大型核电站下网关口计量切换装置的工作原理如下，参见附图3：

1、各断路器辅助接点直接作为开关量接入PLC的开关量输入模块。

2、可编程控制器(PLC)根据接入的开关量状态，判断是否核电站内有一台发电机组正在发电。如 GCE1的辅助接点开关量有输入，表示1号核电机组在发电。

3、可编程控制器(PLC)根据接入的开关量状态，智能判断核电站内某台发电机组停机。如 GCE6的辅助接点开关量无输入，表示6号核电机组处于停机状态，需外部提供厂用电。

4、根据开关量状态判断停机机组是否与核电站内正在发电的机组有电气连接。以6号机组停机为例，6号机组需用厂用电。如果6号机组通过断路器与1号机组在高压母线上有连接，即5011、5061断路器同时为合位状态或5012、5013、5062、5063断路器同时处于合位状态，则判断停机的6号机组与1号机组在高压母线上有连接。

5、如果判断有连接，即停机机组（6号机）在用站内发电机组（1号机）发的电能（图示Y接点），此时切换输出回路切断（PLC输出接点断开）计量下网关口计量装置的计量回路（图示N接点）。反之，如无连接，则切换到下网关口计量回路，用电网的电。

本实用新型优点在于：1、提高了大型核电站下网关口计量切换回路的可靠性：保证大型核电站只要电站内只要有一台发电机组发电，在高压母线上与该机组有电气连接的机组的厂用电就能够用该机组发的电能，此时切换装置切断计量下网关口计量装置的计量回路；反之，如在高压母线上相互连接的一台或几台机组没有一台机组发电，这时核电机组的厂用电就从高压电力线获得电网的电能，此时切换装置接通计量下网关口计量装置的计量回路，如实计量用电网的电量。2、减少大量控制电缆并降低整体投资。据统计，采用上述逻辑控制的切换装置后，上述规模核电站可减少控制电缆12km。综合造价比目前继电器切换装置降低2万元。

本实用新型未述部分与现有技术相同。