一种核电站棒控发电机快速灭磁的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种核电站棒控发电机快速灭磁的装置及方法，属于核电站反应堆电气技术领域。
【背景技术】
[0002]核电站中，反应堆的功率是通过调节控制棒的位置来实现的，控制棒的驱动电源由专用的驱动机构电源系统来提供，该系统通常由两台电动机-发电机组(MG机组)和若干控制柜组成，因此保障驱动机构电源系统的稳定运行，是实现核电站安全运行的重要课题。
[0003]驱动机构电源系统在停机的过程中，由于发电机转子存在大量的磁场能量，因此有必要尽快的将能量释放，实现发电机的快速灭磁，同时需要控制转子的电压，防止过电压损害转子绝缘以及相关控制设备。由于电源系统中发电机容量较小，其灭磁回路通常采用线性电阻加二极管的方式，如图1所示，发电机G的转子L的一端连接灭磁电阻R—端和灭磁开关第一触点KM-1—端，灭磁电阻R另一端连接二极管D0负极，灭磁开关第一触点KM-1另一端连接二极管D1负极和整流桥正极，整流桥负极连接IGBT管Q1发射极，IGBT管Q1集电极连接二极管D1正极和灭磁开关第二触点KM-2—端，灭磁开关第二触点KM-2另一端连接二极管D0正极和发电机转子L的另一端。
[0004]上述方式虽然具有工作可靠、维护简单、价格较低、容易获取、选型简单、方便安装、移能效果好等优点，但是存在漏电流的问题，具体如下:
[0005]发电机系统在正常工作时，灭磁开关的两对触点KM-1、KM-2合上。当IGBT管Q1导通时，电流从整流桥正极(+端)输出，流经灭磁开关第一触点KM-1、发电机转子L、灭磁开关第二触点KM-2和IGBT管Q1流回整流桥负极(-端)。当IGBT管Q1截止时，电流从发电机转子L下端续流经灭磁开关第二触点KM-2下端、二极管D1和灭磁开关第一触点KM-1上端流回发电机转子L，在此过程中，将有一部分电流从二极管D0和灭磁电阻R分流走，形成漏电流。
[0006]由于漏电流的存在，不仅影响励磁电流的采集，而且会导致灭磁电阻长期发热，影响机组的正常运行。
【发明内容】
[0007 ]本发明要解决的技术问题是提供一种灭磁时间短、漏电流小的核电站棒控发电机快速灭磁的装置。
[0008]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种核电站棒控发电机快速灭磁的装置，设于发电机系统灭磁回路中，发电机系统灭磁回路包括灭磁开关，发电机转子的一端连接灭磁电阻R—端和灭磁开关第一触点KM-1—端，灭磁开关第一触点KM-1另一端连接二极管D1负极和整流桥正极，整流桥负极连接IGBT管Q1发射极，IGBT管Q1集电极连接二极管D1正极和灭磁开关第二触点KM-2—端，灭磁开关第二触点KM-2另一端连接发电机转子的另一端；
[0009]其特征在于:
[0010]还包括可控硅D2以及用于在灭磁时将所述可控硅D2触通的电子开关ES;
[0011]所述可控硅D2—端连接所述灭磁电阻R另一端，所述可控硅D2另一端连接所述发电机转子的另一端。
[0012]优选地，所述电子开关ES包括电阻R1，电阻R1—端连接所述灭磁开关辅助触点KM_FZ，电阻R1另一端连接光耦Q—端，光耦Q另一端连接振荡芯片555，振荡芯片555另一端连接三极管P的基极，三极管P的发射极接地，三极管P的集电极连接变压器原边，变压器副边通过整流电路连接所述可控硅D2。
[0013]优选地，所述整流电路包括二极管D3和二极管D4，所述变压器T副边的两极分别连接二极管D3正极和二极管D4正极，二极管D3负极连接二极管D4负极和所述可控硅D2的触发极，二极管D4正极还连接所述可控硅D2的阴极。
[0014]本发明还提供了一种核电站棒控发电机快速灭磁的装方法，采用上述的核电站棒控发电机快速灭磁的装置，当发电机系统停机时，灭磁开关第二触点KM-2断开，此时电子开关ES通过判断灭磁开关辅助触点KM_FZ位置，触发脉冲，将可控硅D2导通，从而将灭磁电阻R接入发电机系统灭磁回路中，实现发电机转子的灭磁。
[0015]优选地，所述灭磁开关第二触点KM-2断开时，灭磁开关辅助触点KM_FZ吸合，此时光親Q导通，光親Q的副边发出一个控制信号启动振荡芯片555工作，振荡芯片555输出一个脉冲群控制三极管P的开关，这样就会在变压器T的副边产生一个周期相同的脉冲群，该脉冲群经整流后至可控硅D2的触发极，从而控制可控硅D2导通。
[0016]本发明提供的装置采用可控硅取代常规的二极管，在灭磁时采用高隔离的电子开关将可控硅触通，从而实现发电机的快速灭磁，具有灭磁时间短、漏电流小等优点。
【附图说明】
[0017]图1为传统灭磁装置在发电机系统中使用的原理框图；
[0018]图2为本实施例提供的核电站棒控发电机快速灭磁的装置在发电机系统中使用的原理框图；
[0019]图3为电子开关的结构原理图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0021]结合图2，本发明是在图1所示的传统灭磁装置的基础上做出的改进，采用可控硅D2取代常规的二极管D0，同时可控硅D2与高隔离的电子开关ES连接，在灭磁时采用高隔离的电子开关ES将可控硅D2触通。
[0022]当发电机系统停机时，灭磁开关第二触点KM-2分开，此时电子开关ES通过判断灭磁开关辅助触点KM_FZ位置，触发脉冲，将可控硅D2导通，从而将灭磁电阻R接入回路，实现发电机转子的灭磁。
[0023]图3为电子开关ES的结构原理图，电子开关ES包括电阻R1，电阻R1—端连接灭磁开关辅助触点KM_FZ，电阻R1另一端连接光耦Q—端，光耦Q另一端连接振荡芯片555，振荡芯片555另一端连接三极管P的基极，三极管P的发射极接地，三极管P的集电极连接变压器T正边，变压器T副边的两极分别连接二极管D3正极和二极管D4正极，二极管D3负极连接二极管D4负极和可控硅D2的触发极，二极管D4正极还连接可控硅D2的阴极。
[0024]灭磁开关第二触点KM-2分开时，灭磁开关辅助触点KM_FZ吸合，此时光耦Q就导通，光耦Q的副边就发出一个控制信号启动振荡芯片555工作，振荡芯片555输出一个20KHz的脉冲群控制三极管P的开关，这样就会在变压器T的副边产生一个周期也为20KHz的脉冲群，脉冲群经整流后至可控硅D2的触发极，从而控制可控硅D2的开通，将灭磁电阻R接入回路，实现发电机转子的灭磁。
【主权项】
1.一种核电站棒控发电机快速灭磁的装置，设于发电机系统灭磁回路中，发电机系统灭磁回路包括灭磁开关，发电机转子(L)的一端连接灭磁电阻R—端和灭磁开关第一触点KM-1—端，灭磁开关第一触点KM-1另一端连接二极管D1负极和整流桥正极，整流桥负极连接IGBT管Q1发射极，IGBT管Q1集电极连接二极管D1正极和灭磁开关第二触点KM-2—端，灭磁开关第二触点KM-2另一端连接发电机转子(L)的另一端； 其特征在于: 还包括可控硅D2以及用于在灭磁时将所述可控硅D2触通的电子开关ES; 所述可控硅D2—端连接所述灭磁电阻R另一端，所述可控硅D2另一端连接所述发电机转子(U的另一端。2.如权利要求1所述的一种核电站棒控发电机快速灭磁的装置，其特征在于:所述电子开关ES包括电阻R1，电阻R1—端连接所述灭磁开关辅助触点KM_FZ，电阻R1另一端连接光耦Q—端，光耦Q另一端连接振荡芯片555，振荡芯片555另一端连接三极管P的基极，三极管P的发射极接地，三极管P的集电极连接变压器(T)正边，变压器(T)副边通过整流电路连接所述可控硅D2。3.如权利要求1所述的一种核电站棒控发电机快速灭磁的装置，其特征在于:所述整流电路包括二极管D3和二极管D4，所述变压器T副边的两极分别连接二极管D3正极和二极管D4正极，二极管D3负极连接二极管D4负极和所述可控硅D2的触发极，二极管D4正极还连接所述可控硅D2的阴极。4.一种核电站棒控发电机快速灭磁的方法，其特征在于:米用如权利要求1?3中任一项所述的核电站棒控发电机快速灭磁的装置，当发电机系统停机时，灭磁开关第二触点KM-2断开，此时电子开关ES通过判断灭磁开关辅助触点KM_FZ位置，触发脉冲，将可控硅D2导通，从而将灭磁电阻R接入发电机系统灭磁回路中，实现发电机转子的灭磁。5.如权利要求4所述的一种核电站棒控发电机快速灭磁的方法，其特征在于:所述灭磁开关第二触点KM-2断开时，其辅助触点KM2_FZ吸合，此时光耦Q导通，光耦Q的副边发出一个控制信号启动振荡芯片555工作，振荡芯片555输出一个脉冲群控制三极管P的开关，这样就会在变压器T的副边产生一个周期相同的脉冲群，该脉冲群经整流后至可控硅D2的触发极，从而控制可控硅D2导通。
【专利摘要】本发明提供了一种核电站棒控发电机快速灭磁的装置，发电机系统灭磁回路包括灭磁开关，发电机转子一端连接灭磁电阻R一端和灭磁开关第一触点一端，灭磁开关第一触点另一端连接二极管D1负极和整流桥正极，整流桥负极连接IGBT管发射极，IGBT管集电极连接二极管D1正极和灭磁开关第二触点一端，灭磁开关第二触点另一端连接发电机转子另一端；还包括可控硅D2及用于在灭磁时将可控硅D2触通的电子开关；可控硅D2一端连接灭磁电阻R另一端，另一端连接发电机转子另一端。本发明还提供了核电站棒控发电机快速灭磁的方法。本发明采用可控硅取代常规二极管，灭磁时用电子开关触通可控硅，实现快速灭磁，具有灭磁时间短、漏电流小的优点。
【IPC分类】H02P9/12
【公开号】CN105471342
【申请号】CN201511028705
【发明人】周蕴花, 张林云, 王帅, 高杰, 杨陈琦
【申请人】上海发电设备成套设计研究院, 上海科达机电控制有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月31日