一种公用母线接线结构的制作方法

本发明属于核电站设计技术，具体涉及一种核电站厂区公用母线接线结构。

背景技术：

通常而言，核电站一般以两个机组为一个整体进行建设、运行。其厂用电系统电源正常时引自机组的厂用变压器，电源故障时电源引自辅助变压器，该变压器电源引自核电站外。

核电站厂用电系统由多个母线及相关设备组成。母线指变电所中各级电压配电装置的连接导体，其作用为汇集、分配和传送电能。核电站厂用电系统主要有四类母线：单元母线、常备母线、公用母线和应急母线。其中，单元母线指其电源仅引自对应的机组厂用变的母线，故其所供电的设备仅为核电站单元机组正常运行所需要的设备。常备母线指其电源不仅引自对应的机组厂用变，而且机组电源故障时，可由辅助变供电。因此，其所供电的设备为当单元机组停堆时仍需运行的设备。公用母线指其电源不仅可引自两个机组，而且引自辅助变，其所供电的设备为某一个机组停堆时仍需运行的设备。应急母线指为核安全相关设备供电的母线，其电源除厂用变，辅助变外，可引自单独设置的柴油发电机组。

在原有的核电站厂区公用母线接线设计中，两个机组共用两段公用母线，其电源分别引自对应机组常备母线，并且两段公用母线间用母联开关连接。这样，根据上述常备母线的接线方案，对任意一段公用母线来说可等同看作同时拥有两个机组的厂用变及2台辅助变共4个电源。

上述公用母线接线方案脉络清晰，电源种类丰富，供电可靠性很高，已有多年的核电站运行检验。但其却存在着变压器负荷不平衡，利用率较低，经济性差等缺点。

当前，在开展核电站设计时，为优化核电站主接线设计，平衡变压器负荷，提高经济性，将公用母线的供电母线由常备母线，改到了单元母线。这一改变旨在解决上述变压器负荷不平衡的问题，然而却带来了一个新的问题，即因单元母线不由辅助变供电，公用母线原有的4个电源，当由机组母线(单元母线)供电时，变为2个电源，极大的降低了供电可靠性。同时，机械联锁方案的变化，电源切换方案的变化需求，在公用母线由单元母线供电的前提下结构并不明晰，接线较为复杂，因此，在该条件下，如何既不降低供电可靠性，又能很好的解决机械联锁、电源切换等事宜，成为一个新的值得重点关注的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种公用母线接线结构，保证在公用母线采用单元母线供电的前提下的提升电源稳定性，同时便于机械联锁和电源切换。

为扩大应用范围，本发明提供一种可适用于多重公用母线的技术方案：

一种公用母线接线结构，包括一层母线段、二层母线段和供电母线段；所述供电母线段与对应的变压器连接；所述二层母线段包括至少两条，相邻的二层母线段之间通过母联断路器连接；所述一层母线段与所述二层母线段一一对应，且相互对应的一层母线段和二层母线段之间通过二层进线开关连接；每条一层母线段均与不少于两条不同的供电母线段通过一层进线开关连接；二层母线段为下游负荷供电。

进一步，上述公用母线接线结构，所述一层母线段和与其相连的不同供电母线段之间的一层进线开关之间最多只能有一个处于闭合状态。

进一步，上述公用母线接线结构，所述一层母线段和与其相连的不同供电母线段之间的一层进线开关之间通过自动切换装置相连。

进一步，上述公用母线接线结构，通过闭合的母联断路器相互连接的所有二层母线段形成二层母线段组，每个二层母线组最多只能有一个二层进线开关处于闭合状态。

进一步，上述公用母线接线结构，所述母联断路器与二层进线开关通过钥匙联锁连接。

进一步，上述公用母线接线结构，一层进线开关与上游设备配置机械钥匙联锁。

进一步，上述公用母线接线结构，二层进线开关与下游配电设备配置的机械钥匙联锁。

进一步，上述公用母线接线结构，所述二层进线开关和母联断路器通过手动方式进行切换。

在将上述技术方案应用于核电站时，由于一般以两个机组为一个整体进行建设、运行，故将上述技术方案中的二层母线段数量设置为两个即可。

进一步，上述公用母线接线结构，当二层母线段数量为两个时，所述二层进线开关与母联断路器之间采用“三取二”联锁；

所述“三取二”联锁指的是，在两个二层进线开关与一个母联断路器开关这三个开关中，最多有两个开关处于闭合状态。

本发明的有益效果如下：

1、每段一层母线段均对应于两路供电母线段的电源，故根据不同的运行方式，下游负荷可由至少4个不同的电源供电，供电可靠性得到了极大的保证；

2、由于采用两层级接线方案，两个层级的开关(一层进线开关和二层进线开关)之间无直接的联锁关系，供电网络架构变得清晰简单，满足运行维护简便的需求。

附图说明

图1为本发明公用母线接线结构的结构示意图。

图2为本发明公用母线接线结构的另一实施例的结构示意图。

上述附图中，1、单元母线段；2、辅助供电母线段；3、单元母线段；4、辅助供电母线段；5、一层母线段；6、一层母线段；7、二层母线段；8、二层母线段；9、单元母线段；10、辅助供电母线段；11、一层母线段；12、二层母线段；001JA、单元母线开关；002JA、单元母线开关；003JA、单元母线开关；004JA、单元母线开关；101JA、一层进线开关；102JA、一层进线开关；103JA、一层进线开关；104JA、一层进线开关；201JA、二层进线开关；202JA、二层进线开关；203JA、母联断路器；204、母联断路器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

在原有公用母线接线设计中，厂区公用母线段并不存在4个电源(核电站机组电源、辅助电源及另一机组电源、另一机组辅助电源在内的4路电源)相互自动或手动切换的情况。如简单的将4路电源直接接在中压母线(即公用母线，对应本具体实施方式中二层母线段)上，将无法设置机械联锁，进而无法保证运行维护人员的安全。

本发明提供了一种公用母线接线结构，用于在由单元母线为公用母线供电时保证电源稳定性和简化各开关联锁结构，包括一层母线段、二层母线段和供电母线段；所述供电母线段包括与上游供电变压器连接的单元母线段和与辅助电源连接的辅助供电母线段；；所述二层母线段包括至少两条，相邻的二层母线段之间通过母联断路器连接；所述一层母线段与所述二层母线段一一对应，且相互对应的一层母线段和二层母线段之间通过二层进线开关连接；每条一层母线段均与不少于一条单元母线段和一条辅助供电母线段通过一层进线开关连接；二层母线段为下游负荷供电。所述一层母线段和与其相连的不同供电母线段之间的一层进线开关之间最多只能有一个处于闭合状态，如此保证每个一层母线在同一时间仅由一路供电母线段供电，避免双电源同时供电的情况发生。该一层母线段和与其相连的不同供电母线段之间的一层进线开关之间通过自动切换装置相连，实现电源故障自动切换，安全可靠。一层进线开关之间不设置防电源并联的钥匙联锁。但一层进线开关分别和上游馈线开关之间设置接地检修互锁。工作时，通过闭合的母联断路器相互连接的所有二层母线段形成二层母线段组，每个二层母线组最多只能有一个二层进线开关处于闭合状态，如此，可保证每路二层母线段均能最多由一路供电母线段(单元母线段或辅助母线段)得到供电，从而避免多路变压器同时为一个二层母线段供电的不利情况。为实现母联断路器和二层进线开关的切换功能，所述母联断路器与二层进线开关通过钥匙联锁连接。一层进线开关与上游设备配置机械钥匙联锁。二层进线开关与下游配电设备配置的机械钥匙联锁。所述二层进线开关与母联断路器通过手动方式进行切换。如此，本实施例的接线结构将自动切换与手动切换分配在两个不同的供电层级上，根据各自切换要求的不同，一层进线开关和二层进线分别与上下游设备配置机械钥匙联锁系统，在保证厂用电系统公用母线段供电可靠性的基础上，成功实现了多电源多方式切换(每路一层母线段上实现至少两电源的自动切换，每路二层母线段实现后备电源的手动切换)，系统清晰，钥匙联锁方案简化，便于运行维护，设计方案可靠，经济性较好。

在将上述技术方案应用于核电站时，由于一般以两个机组为一个整体进行建设、运行，故将上述技术方案中的二层母线段数量设置为两个即可。此时，当二层母线段数量为两个时，所述二层进线开关与母联断路器之间采用“三取二”联锁；所述“三取二”联锁指的是，在两个二层进线开关与一个母联断路器开关这三个开关中，最多只有两个开关可以同时闭合，如此，满足每路二层母线段均能由且仅由一路供电母线段得到供电，从而避免多路变压器同时为一个二层母线段供电的不利情况。当正常电源故障时，一层进线开关采用自动切换方式动作，由另一路电源供电给一层母线段。当某二层母线段所对应的一层母线段的两个供电母线段均发生故障时，采用手动切换方式，关合母联断路器开关，由另一二层母线段的电源供电。考虑到一层母线段共有两路，且每段一层母线段均对应于两路单元母线，故根据不同的运行方式，下游负荷可由4个不同的电源供电，供电可靠性得到了极大的保证。

实施例1

图1所示为本发明应用于核电站的一个实施例，在本实施例中二层母线段数量为2，当母联断路器闭合时两个二层母线段(7、8)形成一个二层母线段组，最多只能有一个二层进线开关(201JA或202JA)处于闭合状态，也就保证了每路二层母线段均能最多由一路供电母线段(单元母线段或辅助母线段)得到供电，从而避免多路变压器同时为一个二层母线段供电的不利情况。当母联断路器打开时两个二层母线段各自形成一个二层母线段组，这两个二层母线段的二层进行开关均处于闭合状态，从而分别由自己的供电母线段得到供电。具体的接线结构包括：由一层母线段5和一层母线段6，以及一层进线开关101JA，一层进线开关102JA，一层进线开关103JA，一层进线开关104JA组成的第一层级；由二层母线段7和二层母线段8，以及二层进线开关201JA，二层进线开关202JA，母联开关203JA组成的第二层级。单元母线段1、辅助供电母线段2、单元母线段3和辅助供电母线段4均连接于相应的变电站，其上分别设置有单元母线开关001JA、单元母线开关002JA、单元母线开关003JA和单元母线开关004JA。以二层母线段7为例，其电源可以由单元母线段1通过单元母线开关001JA，一层进线开关101JA和二层进线开关201JA供给；也可由辅助供电母线段2通过单元母线开关002JA，一层进线开关102JA和二层进线开关201JA供给；也可关合母联断路器开关203JA经过二层母线段8从单元母线段3或辅助供电母线段4供给。其中，一层进线开关101JA与一层进线开关102JA之间采用自动切换方式，二层进线开关201JA，二层进线开关202JA和母联断路器开关203JA之间采用手动切换，并设置“三取二”联锁，使得在二层进线开关201JA，二层进线开关202JA和母联断路器开关203JA这三个开关中，最多只有两个开关可以同时闭合，如此，满足每路二层母线段均能由且仅由一路供电母线段得到供电，从而避免多路变压器同时为一个二层母线段供电的不利情况。

单元母线开关001JA和单元母线开关002JA平时常闭状态，正常时二层母线段7由单元母线段1通过单元母线开关001JA，一层进线开关101JA，二层进线开关201JA供电；当该回路因故障断电时，一层母线开关101JA和一层母线开关102JA通过自动切换装置(图中未示出)自动进行切换，一层进线开关101JA打开，一层进线开关102JA闭合，此时，二层母线段7由辅助供电母线段2通过单元母线开关002JA，一层进线开关102JA和二层进线开关201JA供电；当单元母线段1和辅助供电母线段2均失电后，一层母线段5和二层母线段7均失电，此时手动打开二层进线开关201JA，闭合母联断路器开关203JA，二层母线段7由另一侧电源(经由二层母线段8)供电。

二层母线段8的电源切换方案与二层母线段7同理。

另外，单元母线001JA与一层进线开关101JA，单元母线002JA与一层进线开关102JA，单元母线003JA与一层进线开关103JA，单元母线004JA与一层进线开关104JA之间设置接地钥匙联锁。

通过厂区公用母线接线的合理设计，实现了自动切换与手动切换合理搭配，机械联锁可靠操作的目标。

实施例2

本发明提供的另一实施例，如图2所示，与图1所示的实施例相比，该实施例多出了额外的一组中压母线(二层母线段12)和相应的一层母线段11、单元母线段9和辅助供电母线段10。因此，本实施例中的二层母线段数量为3，通过闭合的母联断路器相互连接的所有二层母线段形成二层母线段组，每个二层母线组最多只能有一个二层进线开关处于闭合状态。若工作时，图2中左侧的母联断路器203JA闭合，右侧母联断路器204打开，则左侧两个二层母线段(7、8)组成一个二层母线组，最右的一个二层母线段12组成一个二层母线组，实现在不少于3个二层母线段的情况下保证每路二层母线段均能最多由一路供电母线段(单元母线段或辅助母线段)得到供电，从而避免多路变压器同时为一个二层母线段供电的不利情况。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。