不间断电源的配电控制电路、配电箱及配电控制系统的制作方法

本实用新型属于百万千瓦级核电站配电控制技术领域，尤其涉及一种实现百万千瓦级核电站不间断电源的配电控制电路、实现百万千瓦级核电站不间断电源的配电箱及实现百万千瓦级核电站不间断电源的配电控制系统。

背景技术：

随着现代工业社会用电需求越来越大，传统的火力发电等方式已经无法满足工业社会的需求，因此核电站供电方式逐渐在供电系统中发挥着越来越重要的作用；以我国某沿海发达城市为例，核电能已经成为了人们日常生活用电的主要来源；但是由于核电站在发电过程中会产生大量的放射性物质，如果出现核电安全事故将会对生态环境和人们的生命财产安全造成重大的损害；因此，核电站的安全防范系统在核电站供电过程中成为首要考虑的因素。

在核电站供电系统中，核电站电源在核电站安全事故处理过程中处于核心作用，以某亚洲国家的核事故为例，当核电站设备遭遇自然灾害而出现物理损害时，由于核电机组丧失动力电源和辅助电源进而导致核电燃料的泄漏，造成了大面积的核废料的污染，对生态环境造成了极大地破坏；在核电站运行过程中极易发生电源中断现象，此时核电站设备的外部电源和内部电源都无法正常运行，核电机组的反应堆保护、事故后设备安全检测以及放射性物质检测等重要功能由于失电而无法正常运行，核电站安全事故的发生概率大大的增加。

在传统技术中，核电站只能通过预先储备的备用电池来实现核电站设备的不间断供电，通过不间断电源维持核电站设备在失电事故中的稳定运行；然而传统技术中核电站不间断电源的供电控制电路至少存在以下问题：1、由于核电站用电设备众多并且消耗的功率过大，传统的核电站备用电池只能维持极短的供电时间，如1小时，导致核电站的安全防范等级低；2、传统技术中核电站只能通过配备独立的备用电池来实现不间断供电，那么技术人员为了在核电站失电时能够维持更长的供电时间，核电站必须增加备用电池的数量，这会极大地增加核电站不间断电源的运行成本，导致核电站的配电灵活性降低，核电站电力系统的结构更为复杂。

技术实现要素：

本实用新型提供一种实现百万千瓦级核电站不间断电源的配电控制电路、配电箱及配电控制系统，旨在解决现有技术中核电站的安全防范等级较低、核电站不间断电源的供电时间极短、运行成本较高及其配电灵活性极低的问题。

本实用新型第一方面提供一种实现百万千瓦级核电站不间断电源的配电控制电路，包括N个通过配电母线进行连接的电源供电单元，所述电源供电单元包括：应急交流电源、第一蓄电池、变压器、二极管、第一断路器、第二断路器、第三断路器以及第四断路器；

其中，所述第一蓄电池通过所述第一断路器接所述配电母线，所述第二断路器的第一端接所述应急交流电源，所述第二断路器的第二端接所述变压器的第一端，所述变压器的第二端接所述二极管的阳极，所述二极管的阴极接所述第三断路器的第一端，所述第三断路器的第二端接所述配电母线，所述第四断路器的第一端接所述配电母线，所述第四断路器的第二端接核电站用电监测设备；

所述N为大于或者等于2的正整数。

在其中的一个实施例中，所述核电站用电监测设备为电流表和/或电压表。

在其中的一个实施例中，所述第一蓄电池为125V直流蓄电池。

在其中的一个实施例中，所述电源供电单元还包括至少一条辅助供电支路，其中所述辅助供电支路包括第五断路器和第二蓄电池；

所述第五断路器的一端接所述配电母线，所述第五断路器的第二端接所述第二蓄电池。

在其中的一个实施例中，所述电源供电单元还包括：

与所述配电母线连接，被配置为根据控制电源生成绝缘保护信号的保护模块。

在其中的一个实施例中，所述保护模块包括：第六断路器、第七断路器、第八断路器、被配置为生成所述控制电源的控制单元及被配置为根据所述控制电源生成所述绝缘保护信号的绝缘检测器；

其中，所述第六断路器连接在所述绝缘检测器的信号输出端和所述配电母线之间，所述第七断路器连接在所述绝缘检测器的第一信号输入端和所述控制单元之间，所述第八断路器连接在所述绝缘检测器的第二信号输入端和所述控制单元之间。

在其中的一个实施例中，所述N为5。

本实用新型第二方面提供一种实现百万千瓦级核电站不间断电源的配电箱，包括如上所述的实现百万千瓦级核电站不间断电源的配电控制电路。

本实用新型第三方面提供一种实现百万千瓦级核电站不间断电源的配电控制系统，包括如上所述的实现百万千瓦级核电站不间断电源的配电箱。

在上述实现百万千瓦级核电站不间断电源的配电控制电路中，包括通过配电母线进行连接的多个电源供电单元，在每一个电源供电单元中，包括应急交流电源和第一蓄电池，通过应急交流电源和第一蓄电池能够向核电站用电监测设备进行正常供电；由于每一个电源供电单元独立工作，若在核电机组运行过程中，其中的某一个电源供电单元出现供电故障时，其它正常运行的电源供电单元通过配电母线及时地向故障的电源供电单元输出电能，以保证核电站系统中核电站用电监测设备的稳定运行，通过该核电站用电监测设备可及时监控核电站用电设备的运行状态，进而预防由于核电站失电而造成核电站安全事故，极大地提高了核电站的安全防范等级；并且在本实用新型中，应急交流电源属于核电站的内部运行电源，第一蓄电池属于核电站的外部运行电源，通过结合核电站的内部运行电源和外部运行电源来同时向核电站用电检测设备进行供电，不但延长了不间断电源的供电时间，而且实现了不同电源供电单元的相互灵活配电过程，配电灵活性较高，极大地降低了核电站不间断电源的运行成本，增强了核电站对于失电事故的处理能力；从而有效地解决了传统技术中核电站的安全防范等级较低、核电站不间断电源的运行成本较高及其配电灵活性较低的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种实现百万千瓦级核电站不间断电源的配电控制电路的模块结构图；

图2是本实用新型实施例提供的一种电源供电单元的电路结构图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种电源供电单元的电路结构图；

图4是本实用新型实施例提供的另一种电源供电单元的电路结构图；

图5是本实用新型实施例提供的一种实现百万千瓦级核电站不间断电源的配电箱的模块结构图；

图6是本实用新型实施例提供的一种实现百万千瓦级核电站不间断电源的配电控制系统的模块结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1示出了本实用新型实施例提供的实现百万千瓦级核电站不间断电源的配电控制电路10的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，配电控制电路10包括N个通过配电母线L进行连接的电源供电单元101、102…10N-1、10N；其中不同电源供电单元之间可通过配电母线L进行相互配电，比如当第一个电源供电单元101出现失电事故时，第二个电源供电单元102或者第三个电源供电单元103等可向第一个电源供电单元102的传输电能，进而使第一个电源供电单元101能够维持正常的运行，以避免核电站由于失电而导致的核电站安全事故问题。

图2示出了本实用新型实施例提供的电源供电单元的电路结构，如图2所示，电源供电单元包括：应急交流电源AC1、第一蓄电池DC1、变压器CT1、二极管D1、第一断路器JS1、第二断路器JS2、第三断路器JS3以及第四断路器JS4；其中，第一蓄电池DC1通过第一断路器JS1接配电母线L，第二断路器JS2的第一端接应急交流电源AC1，第二断路器JS2的第二端接变压器CT1的第一端，变压器CT2的第二端接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极接第三断路器JS3的第一端，第三断路器JS3的第二端接配电母线L，第四断路器JS4的第一端接配电母线L，第四断路器JS4的第二端接核电站用电监测设备201，通过核电站用电监测设备201即可检测核电站用电设备的运行情况，以防止核电站用电设备出现故障运行情况。

根据上述电源供电单元的电路结构，应急交流电源AC1和第一蓄电池DC1都可输出电能，通过第一断路器JS1可控制第一蓄电池DC1是否能够向配电母线输出电能，应急交流电源AC1输出的电能依次通过：第二断路器JS2、变压器CT1以及第三断路器JS3至配电母线L，其中第二断路器JS2和第三断路器JS3能够起到控制支路通断的作用，变压器CT1具有传输电能以及控制电流幅值的作用；因此在核电站正常工作过程中，第一断路器JS1、第二断路器JS2以及第三断路器JS3同时闭合，通过应急电源交流电源AC1和第一蓄电池DC1即可同时保证核电站用电监测设备201能够处于正常工作状态；同时结合上述图1所示出的配电控制电路10的模块结构，由于每一个电源供电单元都独立工作，并且每一个电源供电单元都包括应急交流电源AC1和第一蓄电池DC1，当其中一个电源供电单元出现电源故障时，配电控制电路10中的其它正常运行的电源供电单元可向故障的电源供电单元输出电能，进而保障故障的电源供电单元中核电站用电监测设备201能够处于正常的运行状态；因此在本实用新型实施例中，若核电站出现失电事故时，则通过相互连接的电源供电单元来实现不间断供电操作，以使核电站用电监测设备201能够持续地检测核电站用电设备的运行情况，预防核电站安全事故的发生，提高核电站安全防范等级，从而有效地解决了传统技术中核电站只能通过备用电池来实现不间断供电操作，供电持续时间较短，核电站安全防范等级较低的问题。

同时在上述电源供电单元中，应急交流电源AC1属于核电站的内部运行电源，第一蓄电池DC1属于核电站的外部运行电源，进而本实用新型实施例中的配电控制电路10同时结合了核电站的内部运行电源和外部运行电源，以向核电站用电检测设备提供不间断电源，从而所述电源供电单元的不间断电源的来源形式具有多种多样性，增强了核电站用电检测设备201的运行安全性，进而通过应急交流电源AC1和第一蓄电池DC1即可实现不同电源供电单元之间的灵活配电，不但充分利用了核电站现有设备的潜力，而且通过外部运行电源来增强电源供电单元的供电安全性，以向核电站用电监测设备201传输长时间、不间断的电源，配电控制电路10的电路结构具有更高的兼容性和灵活性，极大地降低了本实用新型中配电控制电路10的实际应用成本；从而有效地解决了传统技术中核电站不间断电源的运行成本较高，并且核电站电力系统的结构较为复杂的问题。

需要说明的是，所述N为大于或者等于2的正整数。

作为一种优选的实施方式，所述N为5。

作为一种可选的实施方式，在上述电源供电单元中，核电站用电监测设备201为电流表和/或电压表，当核电站用电检测设备201接入电能时，通过核电站用电监测设备201即可检测核电站用电设备的运行电流和/或运行电压，以防止核电站用电设备出现故障运行状态。

作为一种可选的实施方式，第一蓄电池DC1为125V直流蓄电池，通过第一蓄电池DC1即可输出125V直流电源，以保障核电站用电监测设备201在发生失电事故时的也能够稳定运行。

作为一种优选的实施方式，图3示出了本实用新型实施例提供的电源供电单元的另一种电路结构，相比于图2中的电源供电单元的电路结构，图3中的电源供电单元还包括至少一条辅助供电支路301，通过辅助供电支路301可向供电母线提供辅助电能，进而提高配电控制电路10中不间断电源的功率及供电时间，从而是核电能能够应对较为复杂的失电事故，提高核电站的安全防范等级；具体的，如图3所示，每一条辅助供电支路301包括第五断路器JS5和第二蓄电池DC2，其中第五断路器JS5的一端接配电母线L，第五断路器JS5的另一端接第二蓄电池DC2，第二蓄电池DC2具有存能和放电的功能，通过第五断路器JS5可控制第二蓄电池DC2能否接入/输出电能，即第五断路器JS5能够控制辅助供电支路301的导通或者关断；当第五断路器JS5闭合时，配电母线L通过辅助供电支路301可将电能传输至第二蓄电池DC2中，以实现第二蓄电池DC2的充电过程，第二蓄电池DC2作为电源供电单元的储备电能；当核电站出现失电事故时，第五断路器JS5闭合，第二蓄电池DC2可将储备电能依次通过：第五断路器JS5、配电母线L以及第四断路器JS4传输至核电站用电监测设备201，以实现第二蓄电池DC2的放电过程；在本实用新型实施例中，通过辅助供电支路301可更加全面地维护核电站用电监测设备201的正常运行，当核电站遭遇失电事故时，第二蓄电池DC2可向核电站用电监测设备201提供储备电能，进而使核电站用电监测设备201可全面地监控核电站用电设备的正常运行，以防止出现核电站安全事故。

同时在本实用新型实施例中，电源供电单元中辅助供电支路301的条数可根据核电站用电监测设备201的用电功率以及核电站的安全级别进行任意设定；比如本领域技术人员可在电源供电单元中设置3条或者5条辅助供电支路301，兼容性极强；通常的，电源供电单元中辅助供电支路301的条数越多，那么通过辅助供电支路301向核电站用电监测设备201就能够提供更大的电能，使核电站用电监测设备201能够稳定运行更长的时间，相应的，通过更多的辅助供电支路301可输出功率更大的辅助电能，有效地延长了配电控制电路10中的不间断供电电源的供电时间，提高了核电站的安全防范等级。

作为一种优选的实施方式，在所述辅助供电支路301中，第二蓄电池DC2为125V直流蓄电池。

作为一种可选的实施方式，图4示出了本实用新型实施例提供的电源供电单元的另一种电路结构，相比于图2中的电源供电单元的电路结构，图4中的电源供电单元还包括保护模块40，其中，保护模块40与配电母线L连接，保护模块40根据控制电源生成绝缘保护信号，需要说明的是，控制电源作为保护模块40的输入电源，当保护模块40接入所述控制电源时，该绝缘保护信号用于对核电站用电监测设备201进行绝缘保护，防止过压/过流对核电站用电监测设备201造成损害，维护核电站用电监测设备201的正常稳定运行。

如图4所示，保护模块40包括：第六断路器JS6、第七断路器JS7、第八断路器JS8、控制单元401以及绝缘检测器402，其中第六断路器JS6连接在绝缘检测器402的信号输出端B1和配电母线L之间，第七断路器JS7连接在绝缘检测器402的第一信号输入端A1和控制单元401之间，第八断路器JS8连接在绝缘检测器402的第二信号输入端A2和控制单元401之间，控制单元401生成控制电源，绝缘检测器402通过第一信号输入端A1和第二信号输入端A2即可接入该控制电源，进一步地，绝缘检测器402根据控制电源生成绝缘保护信号，绝缘检测器402的信号输出端B1用于输出绝缘保护信号，该绝缘保护信号依次通过：第六断路器JS6、配电母线L以及第四断路器JS4，以传输至核电站用电监测设备201，通过该绝缘保护信号即可对核电站用电监测设备201进行绝缘保护，进而防止核电站用电监测设备201由于过压/过流而遭受到损坏。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，控制单元401为传统技术领域中已有的单元，比如，本领域技术人员可通过传统技术中电池均衡电路实现本实用新型实施例中的控制单元401，以生成绝缘保护信号；同时本领域技术人员可采用传统技术中的绝缘电阻检测器来实施本实用新型实施例中的绝缘检测器402，当然本领域技术人员也可采用传统技术中其它类型的绝缘设备来实现与本实用新型实施例中绝缘检测器402相同的保护功能，如绝缘检测仪等。

根据上述保护模块40的电路结构，保护模块40生成的绝缘保护信号，通过绝缘保护信号即可对核电站用电监测设备201进行绝缘保护，当核电站用电监测设备201处于正常工作时，该绝缘保护信号能够防止核电站用电监测设备201处于过压/过流运行状态，以实时监控核电站用电设备的安全运行；并且根据上述保护模块401的电路结构，当第六断路器JS6、第七断路器JS7以及第八断路器JS8同时闭合时，绝缘检测器402根据控制电源即可生成并输出绝缘保护信号，因此本实用新型实施例中的保护模块40的电路结构简单、易于实现以及工业制造成本较低，能够对核电站的安全运行起到全面的保护作用。

图5示出了本实用新型实施例提供的实现百万千瓦级核电站不间断电源的配电箱50的模块结构，如图5所示，配电箱50包括如上所述的实现百万千瓦级核电站不间断电源的配电控制电路10；其中，图5中配电控制电路10的电路结构及其工作原理本领域技术人员可参照上述图1-图4的实施例，此处将不再赘述；由于配电控制电路10中通过多个电源供电单元即可实现核电站不间断电源的长期稳定运行，若其中的一个电源供电单元出现失电事故时，通过其它正常的电源供电单元即可向故障的电源供电单元正常供电，实现了核电站不间断电源的相互备用；因此在本实用新型实施例中，通过配电箱50可实时、不间断地检测核电站用电设备的运行情况，避免由于失电事故而导致核电站安全事故，维护了核电站的运行安全；并且该配电箱50内部结构简单、制造成本低廉，能够广泛地应用于核电站供电系统中；有效地解决了传统技术中核电站配电箱在失电事故中难以长时间维持不间断供电状态，及其灵活性低、制造成本高，容易导致核电站安全事故的问题。

图6示出了本实用新型实施例提供的实现百万千瓦级核电站不间断电源的配电控制系统60的模块结构，如图6所示，配电控制系统60包括如上所述的实现百万千瓦级核电站不间断电源的配电箱50；其中，图6中配电箱50的工作原理可参照上述图5中实现百万千瓦级核电站不间断电源的配电箱50的实施例，此处将不再赘述；结合以上论述，由于配电箱50结合核电站现有的电源和外部辅助的电源实现了不间断供电过程，当核电站发生失电事故时，通过配电箱50仍然可持续地检测核电站用电设备的运行情况；因此极大地提高了本实用新型实施例中配电控制系统60对于失电事故的处理能力，使核电站用电设备保持安全、稳定的运行状态；当本实用新型实施例中的配电控制系统60应用在核电站中时，可极大地提高核电站的安全性能，降低核电站安全事故的发生率；有效地解决了传统技术中核电站配电控制系统在发生失电事故时无法对核电站用电设备进行长时间持续供电检测，不间断电源的运行成本高，进而导致核电站的安全性能较低，容易发生核电站安全事故的问题。

需要说明的是,在本文中，诸如多个和多种之类的词语是指大于1的数量，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的产品或者结构所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或者“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。