專利名稱：核電站應急動力電源換流裝置及控制方法
技術領域：
本發明屬于百萬千瓦級先進壓水堆核電站關鍵技術、新型高容量、高功率電池與相關產品以及核電站設備固定結構技術領域，尤其涉及新型高效能量轉化技術的關鍵部件及一種用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構。
背景技術：
本發明屬于百萬千瓦級先進壓水堆核電站關鍵技術、新型高容量、高功率電池與相關產品以及核電站設備固定結構技術領域，尤其涉及電池管理系統、供用電各環節的自動化裝置及一種用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構。核電站(nuclear power plant)是利用核裂變(Nuclear Fission)或核聚變 (Nuclear Fusion)反應所釋放的能量產生電能的發電廠。為了保護核電站工作人員和核電站周圍居民的健康，核電站的設計、建造和運行均采用縱深防御的原則，從設備、措施上提供多重保護，以確保核電站對反應堆的輸出功率進行有效的控制，且能夠在出現各種自然災害，如地震、海嘯、洪水等，或人為產生的火災、爆炸等，也能確保對反應堆燃料組件進行充分的冷卻；進而保證射性物質不發生向環境的排放。縱深防御原則一般包括五層防線， 第一層防線精心設計、制造、施工，確保核電站有精良的硬件環境，建立完善的程序和嚴格的制度，對核電站工作人員有系統的教育和培訓，建立完備的核安全文化；第二層防線加強運行管理和監督，及時正確處理異常情況，排除故障；第三層防線在嚴重異常情況下， 反應堆的控制和保護系統能及時并有效的動作，以防止設備故障和人為差錯進而發展為事故；第四層防線在事故情況下，及時啟用核電站安全保護系統，包括各種專設安全設施， 用以加強事故中的電站管理，防止事故擴大，以保護核電站3道屏障的完整性；第五層防線萬一發生極不可能發生的事故，并伴有放射性外泄，應及時啟用廠內外一切應急系統， 努力減輕事故對周圍居民和環境的影響。安全保護系統均采用獨立設備和冗余布置，使得安全系統可以抗地震和在其他惡劣環境中運行。電源作為核電站運行的動力源，無論是設置上還是運行上，都應體現縱深防御的理念。為實現核電站電源系統的高可靠性，對某些特別重要的用電設備或特殊要求的設備均應備有應急電源，同時進行多重性、獨立性地設置，以避免發生共模故障導致應急電源的不可用。核電站的應急電源系統和正常電源系統一起，共同構成廠用電系統，為廠內所有的用電設備提供安全可靠的供電。應急電源必須保證在正常運行工況、事故工況期間或事故工況后為核電站的應急安全設備提供電源，以執行安全功能。由于核電站核安全的特殊性，故而其電源系統的設計要求應大大高于其他行業。核電站設置有多道冗余電源，包括廠外主電源、廠外輔助電源和應急固定式柴油機等專用應急電源，各電源各司其職，同時又互有配合，不僅形式多樣，而且層層設置，多重冗余，最大限度地為電核電站提供可靠的供電。
目前，核電站的廠用電系統運行方式如下1)在正常運行條件下，整個廠用設備的配電系統由機組的^KV母線經過高壓廠用變壓器供電；2)當機組運行時，26KV母線由主發電機供電；3)發電機停機時，則由400/500KV電網經過主變壓器向^KV母線倒送電；4)如果^KV母線失去電源或失去高壓廠用變壓器，即失去廠外主電源，則220KV 電網經過輔助變壓器向必須運行的安全輔助設施供電供電，使反應堆維持在熱停堆狀態；5)如果廠外主電源和廠外輔助電源均失去供電，則由應急柴油發電機組(一個機組配兩臺應急柴油發電機)向應急廠用設備供電，使反應堆進入冷停堆狀態；6)當核電機組的任何一臺應急柴油發電機組不可用時，則由第五臺柴油機取代， 執行應急柴油發電機組的功能，向應急廠用設備供電。然而，固定式的應急柴油機組，具有一定的局限性。這是因為，在固定式柴油機驅動發電機運轉、將柴油的能量轉化為電能時，必須通過在固定式柴油機汽缸內、將過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油充分混合后，推動活塞下行，各汽缸按一定順序依次作功，從而帶動曲軸旋轉。再通過固定式柴油機的旋轉帶動發電機的轉子，利用“電磁感應”原理，發電機就會輸出感應電動勢，經閉合的負載回路就能產生電流，從而實現發電功能。上述發電過程中，必須通過空氣與高壓霧化柴油的充分混合才能實現。當在洪水、海嘯、泥石流等情形下時，固定式柴油機的電氣系統將有可能因為水淹而失效，供油管道、壓縮空氣管道將有可能因為外部沖擊力而斷裂，柴油機本體有可能因為沖擊力而結構發生變形，這些都會導致固定式柴油發電機組無法啟動，進而無法提供應急電源。因此，在其他電源失去的情況下，作為核電站最終應急電源的固定式應急柴油機組，由于其自身特點決定了其不能抵抗水淹災害——如洪水、海嘯、臺風潮等，當出現超設計基準的極端自然災害時，固定式應急柴油機組很容易失去供電，無法為核電站提供反應堆芯余熱排出和乏燃料水池冷卻的動力需求，這將導致核電站產生災難性的后果。目前，模塊化整流/充電模塊已經得到廣泛應用，少量UPS模塊并聯也有樣機出現。但是，現有的常規電源換流裝置的結構為整體單機型式，如果核電站應急動力電源換流裝置內部的某個部分發生故障，將導致整個核電站應急動力電源換流裝置無法供電，失去應急或備用電源的獨特作用，這樣也會大大降低核電站應急動力電源換流裝置的可靠性。現有的常規電源換流裝置的結構為整體單機型式，所以其容量受限，無法用在大容量的應急電源裝置中。目前的換流裝置的固定結構中，雖然有各種形式的常規結構的裝置，但是現有技術中的裝置抗震性能差，無法承受高烈度的地震，在地震中裝置的機柜很容易變形，將導致換流裝置不能正常地工作，影響核電站相關設備運行的可靠性，不利于核電站的安全運行。
發明內容
本發明實施例的目的在于提供一種核電站應急動力電源換流裝置，旨在解決現有的核電站應急動力電源換流裝置在其某個部分發生故障時，導致整個核電站應急動力電源換流裝置無法供電、容量受限以及抗震性差的問題。本發明實施例是這樣實現的，一種核電站應急動力電源換流裝置，所述核電站應急動力電源換流裝置包括多路換流單元，所述每一路換流單元的交流側接匯流母線，所述每一路換流單元的直流側接直流母線；分別與每一路換流單元的輸出端連接，采集每一路換流單元的輸出電信號的采樣單元；分別與多路所述換流單元連接的多個內置控制器，用于控制所述多路換流單元的 IGBT開關導通和關斷時間完全同步；以及分別與所述采樣單元和多個內置控制器連接的中央控制器，用于根據所述采樣單元采集的電信號，控制所述多個內置控制器。上述結構中，所述多路換流單元為多路模塊化雙向換流器，所述每一路模塊化雙向換流器的交流側接匯流母線，所述每一路模塊化雙向換流器的直流側接直流母線。上述結構中，所述采樣單元為分別與每一路模塊化雙向換流器的交流側連接的交流側采樣單元；分別與每一路模塊化雙向換流器的直流側連接的直流側采樣單元。所述內置控制器包括與所述一路模塊化雙向換流器的交流側連接的交流側采樣模塊；與所述一路模塊化雙向換流器的直流側連接的直流側采樣模塊；分別與所述交流側采樣模塊、直流側采樣模塊、中央控制器和一路模塊化雙向換流器連接的控制模塊，用于根據所述交流側采樣模塊和直流側采樣模塊采集的電信號以及中央控制器的控制信號控制所述一路模塊化雙向換流器輸出的電信號值與預設電信號值相同。上述結構中，所述每一路模塊化雙向換流器的交流側與匯流母線之間還連接有一交流濾波單元；所述每一路模塊化雙向換流器的直流側與直流母線之間還連接有一直流濾波單兀。上述結構中，所述中央控制器分別通過雙線串行通信的CAN-BUS總線分別與所述多個內置控制器連接。所述交流側采樣單元采集的電信號包括交流電壓、交流電流和相角；所述直流側采樣單元采集的電信號包括直流電壓和直流電流。上述結構中，所述多路換流單元為多路模塊化整流器，所述每一路模塊化整流器的交流側接匯流母線，所述每一路模塊化整流器的直流側接直流母線。上述結構中，所述采樣單元為分別與每一路模塊化整流器的直流側連接的直流側采樣單元。上述結構中，所述內置控制器包括與所述一路模塊化整流器的直流側連接的直流側采樣模塊；分別與所述直流側采樣模塊、中央控制器和一路模塊化整流器連接的控制模塊， 用于根據所述直流側采樣模塊采集的電信號以及中央控制器的控制信號，使所述一路模塊化整流器輸出的電信號值與預設電信號值相同。上述結構中，所述每一路模塊化整流器的交流側與匯流母線之間還連接有一交流濾波單元；所述每一路模塊化整流器的直流側與直流母線之間還連接有一直流濾波單元。上述結構中，所述中央控制器分別通過雙線串行通信的CAN-BUS總線分別與所述多個內置控制器連接。所述直流側采樣單元采集的電信號包括直流電壓和直流電流。上述結構中，所述多路換流單元為多路模塊化逆變器，所述每一路模塊化逆變器的交流側接匯流母線，所述每一路模塊化逆變器的直流側接直流母線。上述結構中，所述采樣單元為分別與每一路模塊化逆變器的交流側連接的交流側采樣單元。上述結構中，所述內置控制器包括與所述一路模塊化逆變器的交流側連接的交流側采樣模塊；分別與所述交流側采樣模塊、中央控制器和一路模塊化逆變器連接的控制模塊， 用于根據所述交流側采樣模塊采集的電信號以及中央控制器的控制信號，使所述一路模塊化逆變器輸出的電信號值與預設電信號值相同。上述結構中，所述每一路模塊化逆變器的交流側與匯流母線之間還連接有一交流濾波單元；所述每一路模塊化逆變器的直流側與直流母線之間還連接有一直流濾波單元。上述結構中，所述中央控制器分別通過雙線串行通信的CAN-BUS總線分別與所述多個內置控制器連接。上述結構中，所述交流側采樣單元采集的電信號包括交流電壓、交流電流和相角。本發明實施例的另一目的在于提供一種如上所述的核電站應急動力電源換流裝置的同步工作控制方法，所述控制方法包括如下步驟所述多個內置控制器分別采集多路換流單元輸出的電信號值；所述中央控制器根據所述電信號值，計算出電信號平均值；所述采樣單元采集多路換流單元輸出的電信號數值的實時并列電信號平均值；所述中央控制器根據所述電信號平均值和實時并列電信號平均值，計算電信號平均差值，并對所述電信號平均差值進行分解，得到補償值；所述多個內置控制器得到補償值，并控制與所述內置控制器相對應的換流單元輸出的電信號，使所述多路換流單元輸出的電信號同步。在本發明實施例中，核電站應急動力電源換流裝置包括多路換流單元、采樣單元、 多個內置控制器和中央控制器，多個內置控制器在中央控制器的控制下使多路換流單元均流、穩壓同步工作，當一路換流單元因故障停止工作，其它路換流單元仍然能獨立正常工作，因此提高了核電站應急動力電源換流裝置的可靠性，并且增大了核電站應急動力電源換流裝置的容量，另外，核電站應急動力電源換流裝置采用模塊化設計，可以實現在線更換與維修。本發明提供了用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構，其抗震性能佳，可承受高烈度的地震，機柜不會變形，保證核電站應急動力電源換流裝置在地震中也可正常地工作，利于保證核電站的安全運行。本發明的技術方案是一種用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構，包括機柜柜體，所述機柜柜體包括設置于豎直方向的四根槽鋼，于機柜柜體的側面焊接加強鋼梁；所述槽鋼上開設有密集排列的安裝通孔，所述開設有安裝通孔的槽鋼表面與機柜柜體的側壁相距設置。具體地，所述機柜柜體上設置有安裝組件，所述安裝組件的側壁凸設有凸耳，所述凸耳上開設有與所述安裝通孔相對應的安裝貫孔，所述安裝組件上固定有PCB板；所述機柜柜體上設置有用于將機柜柜體分為至少二層的間隔底板；所述間隔底板的底部頂角處固定設置有固定板，所述固定板上開設有與所述安裝通孔相匹配的固定通孔，所述間隔底板通過鎖緊件固定連接于所述槽鋼上；所述機柜柜體上設置有橫梁，橫梁上開設多個密集排列的安裝小孔，橫梁固定于槽鋼的安裝通孔上。具體地，所述機柜柜體上開設有用于供線纜穿設的安裝通槽，所述安裝通槽處設置有網狀的線架，線纜穿設于線架的網孔并通過綁扎帶系緊于線架上；所述安裝通槽處填設有防火封堵材料。具體地，所述機柜柜體的底部設置有安裝部，機柜柜體固定于安裝面上，安裝面中預埋有預埋件，所述預埋件上設置有螺絲孔，所述安裝部通過緊固件鎖緊于預埋件的螺絲孔內；所述緊固件為螺栓，所述螺栓上套設有彈性墊片。具體地，所述PCB板的四角和中心均開設有固定貫孔，所述PCB板通過連接件鎖緊，所述連接件上套設有可絕緣減震的絕緣軟墊。或者，所述機柜柜體上設置有插槽，所述插槽相對設置，所述PCB板插設于二相對設置的插槽內，所述插槽內設置有減震構件；所述插槽上開設有鎖緊孔，所述PCB板上設置有可鎖緊與所述鎖緊孔上的固定孔。本發明提供的一種用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構，其通過設置槽鋼和加強鋼梁，大大增加了機柜柜體的結構強度，提高了抗震性能，以承受高烈度的地震，機柜柜體不會變形，保證電源、儀控裝置等設備在地震中也可正常地工作，利于保證核電站的安全運行；通過在槽鋼上開設密集排列的安裝通孔，其可很方便根據實際情況調整相關零部件的安裝位置，產品通用性佳，應用成本低。
圖1是本發明第一實施例提供的核電站應急動力電源換流裝置的結構圖；圖2是本發明第一實施例提供的核電站應急動力電源換流裝置的內置控制器的結構圖；圖3是本發明第二實施例提供的核電站應急動力電源換流裝置的結構圖；圖4是本發明第二實施例提供的核電站應急動力電源換流裝置的內置控制器的結構圖；圖5是本發明第三實施例提供的核電站應急動力電源換流裝置的結構圖；圖6是本發明第三實施例提供的核電站應急動力電源換流裝置的內置控制器的結構圖；圖7是本發明實施例提供的核電站應急動力電源換流裝置的同步工作控制方法的流程圖8是本發明實施例提供的核電站應急動力電源換流裝置的模塊結構圖；圖9是本發明實施例提供的一種用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構的柜體的結構示意圖；圖10是本發明實施例提供的一種用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構的槽鋼的立體示意圖；圖11是本發明實施例提供的一種用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構的PCB板的立體示意圖；圖12是本發明實施例提供的一種用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構的安裝組件間隔底板的立體示意圖；圖13是本發明實施例提供的一種用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構的安裝組件的立體示意圖；圖14是本發明實施例提供的一種用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構的絕緣軟墊的立體示意圖；圖15是本發明實施例提供的一種用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構的另一安裝組件的立體平面示意圖；圖16是本發明實施例提供的一種用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構的另一安裝組件的立體示意圖；圖17是本發明實施例提供的一種用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構的機柜的局部示意圖；圖18是本發明實施例提供的一種用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構的線架的結構示意圖；圖19是本發明實施例提供的一種用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構的插槽的平面示意圖；圖20是本發明實施例提供的一種用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構的插槽的另一平面示意圖；圖21是本發明實施例提供的一種用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構的插槽的平面示意圖；圖22是本發明實施例提供的一種用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構的預埋件的平面示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。核電站應急動力電源換流裝置包括多路換流單元，所述每一路換流單元的交流側接匯流母線，所述每一路換流單元的直流側接直流母線；分別與每一路換流單元的輸出端連接，采集每一路換流單元的輸出電信號的采樣單元；
分別與多路所述換流單元連接的多個內置控制器，用于控制所述多路換流單元的 IGBT開關導通和關斷時間完全同步，使所述多路換流單元均流、穩壓同步工作；以及分別與所述采樣單元和多個內置控制器連接的中央控制器，用于根據所述采樣單元采集的電信號，對所述多個內置控制器的工作進行控制。圖1示出了本發明第一實施例提供的核電站應急動力電源換流裝置的結構，為了便于說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分。作為本發明一實施例，多路換流單元為多路模塊化雙向換流器100，所述每一路模塊化雙向換流器100的交流側接匯流母線，所述每一路模塊化雙向換流器100的直流側接直流母線。作為本發明一實施例，采樣單元為分別與每一路模塊化雙向換流器100的交流側連接的交流側采樣單元200 ；分別與每一路模塊化雙向換流器100的直流側連接的直流側采樣單元300。核電站應急動力電源換流裝置還包括分別與多路模塊化雙向換流器100連接的多個內置控制器400，用于分別控制多路模塊化雙向換流器100的IGBT開關導通和關斷時間完全同步，使多路模塊化雙向換流器 100均流、穩壓同步工作；以及分別與交流側采樣單元200、直流側采樣單元300與多個內置控制器400連接的中央控制器500，用于根據交流側采樣單元200和直流側采樣單元300采集的電信號，對多個內置控制器400的工作進行控制。圖2示出了本發明第一實施例提供的核電站應急動力電源換流裝置的內置控制器的結構，為了便于說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分。作為本發明一實施例，內置控制器400包括與一路模塊化雙向換流器100的交流側連接的交流側采樣模塊4001。作為本發明一實施例，內置控制器400還包括與所述一路模塊化雙向換流器100的直流側連接的直流側采樣模塊4002。作為本發明一實施例，內置控制器400還包括分別與交流側采樣模塊4001、直流側采樣模塊4002、中央控制器500和一路模塊化雙向換流器100連接的控制模塊4003，用于根據交流側采樣模塊4001和直流側采樣模塊 4002采集的電信號以及中央控制器500的控制信號，使一路模塊化雙向換流器100輸出的電信號值與預設電信號值相同。作為本發明一實施例，每一路模塊化雙向換流器100的交流側與匯流母線之間還連接有一交流濾波單元600。作為本發明一實施例，每一路模塊化雙向換流器100的直流側與直流母線之間還連接有一直流濾波單元700。作為本發明一實施例，中央控制器500分別通過雙線串行通信的CAN-BUS總線分別與多個內置控制器400連接。作為本發明一實施例，中央控制器500采用DSP。作為本發明一實施例，中央控制器500采用可編程先進控制器。作為本發明一實施例，交流側采樣單元200采集的電信號包括交流電壓、交流電流或相角。作為本發明一實施例，直流側采樣單元300采集的電信號包括直流電壓或直流電流。圖3示出了本發明第二實施例提供的核電站應急動力電源換流裝置的結構，為了便于說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分。作為本發明一實施例，多路換流單元為多路模塊化整流器101，所述每一路模塊化整流器101的交流側接匯流母線，所述每一路模塊化整流器101的直流側接直流母線。作為本發明一實施例，采樣單元為分別與每一路模塊化整流器101的直流側連接的直流側采樣單元301。核電站應急動力電源換流裝置還包括分別與多路所述模塊化整流器101連接的多個內置控制器401，用于控制多路模塊化整流器101的IGBT開關導通和關斷時間完全同步，使所述多路模塊化整流器101均流、穩壓同步工作；以及分別與所述直流側采樣單元301與多個內置控制器401連接的中央控制器501，用于根據所述直流側采樣單元301采集的電信號，對所述多個內置控制器401的工作進行控制。圖4示出了本發明第二實施例提供的核電站應急動力電源換流裝置的內置控制器的結構，為了便于說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分。作為本發明一實施例，所述內置控制器401包括與所述一路模塊化整流器101的直流側連接的直流側采樣模塊4012。作為本發明一實施例，所述內置控制器401還包括分別與所述直流側采樣模塊4012、中央控制器501和一路模塊化整流器101連接的控制模塊4013，用于根據所述直流側采樣模塊4012采集的電信號以及中央控制器501的控制信號，使所述一路模塊化整流器101輸出的電信號值與預設電信號值相同。作為本發明一實施例，所述每一路模塊化整流器101的交流側與匯流母線之間還連接有一交流濾波單元601。作為本發明一實施例，所述每一路模塊化整流器101的直流側與直流母線之間還連接有一直流濾波單元701。作為本發明一實施例，所述中央控制器501分別通過雙線串行通信的CAN-BUS總線分別與所述多個內置控制器401連接。作為本發明一實施例，所述中央控制器501采用DSP。作為本發明一實施例，所述中央控制器501采用可編程先進控制器。作為本發明一實施例，所述直流側采樣單元301采集的電信號包括直流電壓或直流電流。圖5示出了本發明第三實施例提供的核電站應急動力電源換流裝置的結構，為了便于說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分。多路換流單元為多路模塊化逆變器102，所述每一路模塊化逆變器102的交流側接匯流母線，所述每一路模塊化逆變器102的直流側接直流母線。作為本發明一實施例，所述采樣單元為
12
分別與每一路模塊化逆變器102的交流側連接的交流側采樣單元202。核電站應急動力電源換流裝置還包括分別與多路所述模塊化逆變器102連接的多個內置控制器402，用于控制所述多路模塊化逆變器102的IGBT開關導通和關斷時間完全同步，使所述多路模塊化逆變器102 均流、穩壓同步工作；以及分別與所述交流側采樣單元202與多個內置控制器402連接的中央控制器502，用于根據所述交流側采樣單元202采集的電信號，對所述多個內置控制器402的工作進行控制。圖6示出了本發明第三實施例提供的核電站應急動力電源換流裝置的內置控制器的結構，為了便于說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分。作為本發明一實施例，所述內置控制器402包括與所述一路模塊化逆變器102的交流側連接的交流側采樣模塊4021。作為本發明一實施例，所述內置控制器402還包括分別與所述交流側采樣模塊4021、中央控制器502和一路模塊化逆變器102連接的控制模塊4023，用于根據所述交流側采樣模塊4021采集的電信號以及中央控制器502的控制信號，使所述一路模塊化逆變器102輸出的電信號值與預設電信號值相同。作為本發明一實施例，所述每一路模塊化逆變器102的交流側與匯流母線之間還連接有一交流濾波單元602。作為本發明一實施例，所述每一路模塊化逆變器102的直流側與直流母線之間還連接有一直流濾波單元702。作為本發明一實施例，所述中央控制器502分別通過雙線串行通信的CAN-BUS總線分別與所述多個內置控制器402連接。作為本發明一實施例，所述中央控制器502采用DSP。作為本發明一實施例，所述中央控制器502采用可編程先進控制器。作為本發明一實施例，所述交流側采樣單元202采集的電信號包括交流電壓、交流電流或相角。圖7示出了本發明實施例提供的核電站應急動力電源換流裝置的同步工作控制方法的流程圖。核電站應急動力電源換流裝置的同步工作控制方法流程如下步驟S101，多個內置控制器分別采集多路換流單元輸出的電信號值；步驟S102，中央控制器根據所述電信號值，計算出電信號平均值；步驟S103，采樣單元采集多路換流單元輸出的電信號數值的實時并列電信號平均值；步驟S104，中央控制器根據所述電信號平均值和實時并列電信號平均值，計算電信號平均差值，并對所述電信號平均差值進行分解，得到補償值；步驟S105，多個內置控制器得到補償值，并控制與所述內置控制器相對應的換流單元輸出的電信號，使所述多路換流單元輸出的電信號同步。圖8示出了本發明實施例提供的核電站應急動力電源換流裝置的模塊結構。核電站應急動力電源換流裝置的工作模式分為兩種一種是將交流電變直流電；另一種是將直流電變交流電。工作模式的選擇由工作模式選擇器來控制，工作模式選擇器可通過自動檢測、接受來自核電站應急動力電源之蓄能系統的在線監控系統的遠動信號和手動信號來決定雙向換流裝置的工作模式。核電站應急動力電源換流裝置的運行模式有以下幾種a)平均充電在蓄電池電量下降或放電試驗完成后，需要對電池深度充電，可以設置為均充，保證蓄電池儲存盡可能多的電量；b)強制充電在核電站可能面臨失電風險時，可以對蓄電池進行強制充電，保證電池陣列儲存更多的電量，以應對電站失電后的需求；c)強制放電正常運行時，強制放電可以實現一個模塊的放電試驗，并將其電能轉移入其他模塊；最為重要的是，可以在電站在危急情況下讓其輸出盡可能多的電量，直至電池模組損壞為止。在本發明實施例中，核電站應急動力電源換流裝置包括多路換流單元、采樣單元、 多個內置控制器和中央控制器，多個內置控制器在中央控制器的控制下使多路換流單元均流、穩壓同步工作，當一路換流單元因故障停止工作，其它路換流單元仍然能獨立正常工作，因此提高了核電站應急動力電源換流裝置的可靠性。核電站應急動力電源換流裝置采用模塊化設計，便于擴展，增大了核電站應急動力電源換流裝置的容量，同時可以實現在線更換與維修。另外，本發明采用一種用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構，其抗震性能佳，保證應急動力電源換流裝置在地震中也可正常地工作。如圖9和 圖22所示，本發明實施例提供的一種用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構，包括機柜柜體5100，所述機柜柜體5100包括設置于豎直方向的四根槽鋼5110，于機柜柜體5100的側面焊接加強鋼梁5120 ；加強鋼梁5120對角交叉設置及對中設置，分別連接于相鄰槽鋼5110上，大大增強了機柜機體的結構穩定性，即使在高烈度的地震等惡劣情況下，機柜柜體5100仍然可以保證結構的可靠性，機柜柜體5100不會變形， 從而保證機柜柜體5100內部的電子器件可保持工作的可靠性。所述槽鋼5110上開設有密集排列的安裝通孔5111，安裝通孔5111按一定的間隔距離設置，其水平方向的安裝通孔 5111位于同一平面上。所述開設有安裝通孔5111的槽鋼5110表面與機柜柜體5100的側壁相距設置，以留下足夠的散熱空間，利于機柜柜體5100內部電氣元器件的散熱。具體地，如圖9 圖22所示，所述機柜柜體5100上設置有安裝組件5200，所述安裝組件5200的側壁凸設有凸耳5210，凸耳5210可凸設于安裝組件5200的側面且可貼合于槽鋼5110的表面，所述凸耳5210上開設有與所述安裝通孔5111相對應的安裝貫孔5211， 這樣，可通過螺絲等將安裝組件5200可靠地鎖緊于機柜柜體5100上，抗震性佳。具體地，如圖9 圖22所示，也可在機柜柜體5100設置橫梁5130，橫梁5130上開設多個密集排列的安裝小孔，橫梁5130可根據實際情況固定于槽鋼5110上合適的安裝通孔5111上，可根據實際實用情況靈活調節，以適應不同的情況。相應地，安裝組件5200上的凸耳5210可凸設于安裝組件5200的下端且可貼合于橫梁5130的上表面。凸耳5210上的安裝續孔可以根據具體情況連接于合適的安裝小孔上，其安裝方式靈活，通用性佳。圖9 圖22所示，是本發明實施例提供的用于存放用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構。
具體地，如圖9 圖22所示，所述機柜柜體5100上設置有用于將機柜柜體5100 分為至少二層的間隔底板5400，以便于安裝固定不同的零部件。具體地，如圖9 圖22所示，所述間隔底板MOO的底部頂角處固定設置有固定板M10，所述固定板MlO上開設有與所述安裝通孔5111相匹配的固定通孔5411，以便于靈活地將間隔底板MOO固定于機柜柜體5100上相應的位置，具體可根據實際情況靈活調整，與現有技術中隔板位置固定的機柜不同，其調整層與層之間的間隙十分方便，用戶可根據實際情況現場調整。優選地，如圖9 圖22所示，所述間隔底板MOO通過鎖緊件固定連接于所述槽鋼 5110上，其拆裝方便且結構可靠，即使在地震等極限情況下仍然可以使間隔底板MOO可以可靠地固定。優選地，如圖9 圖22所示，所述鎖緊件為螺栓，所述鎖緊件穿設于所述固定通孔 5411和安裝通孔5111，螺栓采用6. 8級以上的螺栓，以保證結構的可靠性。具體地，如圖9 圖22所示，所述緊固螺栓上套設有彈簧墊片，以提高結構的可靠性。具體地，如圖9 圖22所示，所述機柜柜體5100上開設有用于供線纜5510穿設的安裝通槽，所述安裝通槽處設置有網狀的線架5500，線纜5510穿設于線架5500的網孔并通過綁扎帶陽20系緊于線架5500上；所述安裝通槽處填設有防火封堵材料。具體地，如圖9 圖22所示，所述機柜柜體5100的底部設置有安裝部，機柜柜體5100固定于安裝面上，安裝面中預埋有預埋件5600，所述預埋件5600上設置有螺絲孔 5601，所述安裝部通過緊固件鎖緊于預埋件5600的螺絲孔5601內，通過這樣的設計，可以使機柜柜體5100可靠地固定于預埋件5600上。預埋件5600埋設于安裝面下，其十分穩固。優選地，如圖9 圖22所示，所述緊固件為螺栓，所述螺栓上套設有彈性墊片，以提高結構的可靠性。具體地，如圖9 圖22所示，所述安裝組件5200上固定有PCB板5300，所述PCB 板5300的四角和中心均開設有固定貫孔5301，通過這樣的固定方式，可使PCB板5300可以可靠地固定于機柜柜體5100上。所述PCB板5300通過連接件鎖緊，所述連接件上套設有可絕緣減震的絕緣軟墊5310，絕緣軟墊5310可采用橡膠材料制作，其一方面彈性佳，減震性能好，另一方面，其絕緣性能佳，可以提高設備的抗震性能。或者，如圖9 圖22所示，作為上述技術的替代方案，所述機柜柜體5100上設置有插槽5700，所述插槽5700相對設置，所述PCB板5300插設于二相對設置的插槽5700內， 其抗震性佳，所述插槽5700內設置有減震構件；所述插槽5700上開設有鎖緊孔5701，所述 PCB板5300上設置有可鎖緊與所述鎖緊孔5701上的固定孔。安裝PCB板5300時，只需將 PCB板5300沿插槽5700插入，并通過螺絲等穿設于固定孔和鎖緊件，從而將PCB板5300 可靠地鎖緊于插槽5700內，一方面解決了 PCB板5300的散熱問題，另一方面提高了 PCB板 5300的抗震性。優選地，如圖9 圖22所示，減震構件采用橡膠等柔性絕緣材料制成，其可起到良好的緩沖減震作用，當高烈度的地震發生時，減震構件可以及時吸收震動的能量，保證PCB 板5300不在地震中損壞，從而使設備得以可靠地繼續運行。本發明提供的一種用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構，其通過設置槽鋼5110和加強鋼梁5120，大大增加了機柜柜體5100的結構強度，提高了抗震性能， 以承受高烈度的地震，機柜柜體5100不會變形，保證電源、儀控裝置等設備在地震中也可正常地工作，利于保證核電站的安全運行；通過在槽鋼5110上開設密集排列的安裝通孔 5111，其可很方便根據實際情況調整相關零部件的安裝位置，產品通用性佳，應用成本低。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種核電站應急動力電源換流裝置，其特征在于，所述核電站應急動力電源換流裝置包括多路換流單元，所述每一路換流單元的交流側接匯流母線，所述每一路換流單元的直流側接直流母線；分別與每一路換流單元的輸出端連接，采集每一路換流單元的輸出電信號的采樣單元；分別與多路所述換流單元連接的多個內置控制器，用于控制所述多路換流單元的IGBT 開關導通和關斷時間完全同步；以及分別與所述采樣單元和多個內置控制器連接的中央控制器，用于根據所述采樣單元采集的電信號，控制所述多個內置控制器。
2.如權利要求1所述的核電站應急動力電源換流裝置，其特征在于，所述多路換流單元為多路模塊化雙向換流器，所述每一路模塊化雙向換流器的交流側接匯流母線，所述每一路模塊化雙向換流器的直流側接直流母線。
3.如權利要求2所述的核電站應急動力電源換流裝置，其特征在于，所述采樣單元為分別與每一路模塊化雙向換流器的交流側連接的交流側采樣單元；分別與每一路模塊化雙向換流器的直流側連接的直流側采樣單元。
4.如權利要求3所述的核電站應急動力電源換流裝置，其特征在于，所述內置控制器包括與所述一路模塊化雙向換流器的交流側連接的交流側采樣模塊；與所述一路模塊化雙向換流器的直流側連接的直流側采樣模塊；分別與所述交流側采樣模塊、直流側采樣模塊、中央控制器和一路模塊化雙向換流器連接的控制模塊，用于根據所述交流側采樣模塊和直流側采樣模塊采集的電信號以及中央控制器的控制信號控制所述一路模塊化雙向換流器輸出的電信號值與預設電信號值相同。
5.如權利要求3所述的核電站應急動力電源換流裝置，其特征在于，所述每一路模塊化雙向換流器的交流側與匯流母線之間還連接有一交流濾波單元；所述每一路模塊化雙向換流器的直流側與直流母線之間還連接有一直流濾波單元。
6.如權利要求3所述的核電站應急動力電源換流裝置，其特征在于，所述中央控制器分別通過雙線串行通信的CAN-BUS總線分別與所述多個內置控制器連接。
7.如權利要求3所述的核電站應急動力電源換流裝置，其特征在于，所述交流側采樣單元采集的電信號包括交流電壓、交流電流和相角；所述直流側采樣單元采集的電信號包括直流電壓和直流電流。
8.如權利要求1所述的核電站應急動力電源換流裝置，其特征在于，所述多路換流單元為多路模塊化整流器，所述每一路模塊化整流器的交流側接匯流母線，所述每一路模塊化整流器的直流側接直流母線。
9.如權利要求8所述的核電站應急動力電源換流裝置，其特征在于，所述采樣單元為分別與每一路模塊化整流器的直流側連接的直流側采樣單元。
10.如權利要求9所述的核電站應急動力電源換流裝置，其特征在于，所述內置控制器包括與所述一路模塊化整流器的直流側連接的直流側采樣模塊；分別與所述直流側采樣模塊、中央控制器和一路模塊化整流器連接的控制模塊，用于根據所述直流側采樣模塊采集的電信號以及中央控制器的控制信號，使所述一路模塊化整流器輸出的電信號值與預設電信號值相同。
11.如權利要求9所述的核電站應急動力電源換流裝置，其特征在于，所述每一路模塊化整流器的交流側與匯流母線之間還連接有一交流濾波單元；所述每一路模塊化整流器的直流側與直流母線之間還連接有一直流濾波單元。
12.如權利要求9所述的核電站應急動力電源換流裝置，其特征在于，所述中央控制器分別通過雙線串行通信的CAN-BUS總線分別與所述多個內置控制器連接。
13.如權利要求9所述的核電站應急動力電源換流裝置，其特征在于，所述直流側采樣單元采集的電信號包括直流電壓和直流電流。
14.如權利要求1所述的核電站應急動力電源換流裝置，其特征在于，所述多路換流單元為多路模塊化逆變器，所述每一路模塊化逆變器的交流側接匯流母線，所述每一路模塊化逆變器的直流側接直流母線。
15.如權利要求14所述的核電站應急動力電源換流裝置，其特征在于，所述采樣單元為分別與每一路模塊化逆變器的交流側連接的交流側采樣單元。
16.如權利要求15所述的核電站應急動力電源換流裝置，其特征在于，所述內置控制器包括與所述一路模塊化逆變器的交流側連接的交流側采樣模塊；分別與所述交流側采樣模塊、中央控制器和一路模塊化逆變器連接的控制模塊，用于根據所述交流側采樣模塊采集的電信號以及中央控制器的控制信號，使所述一路模塊化逆變器輸出的電信號值與預設電信號值相同。
17.如權利要求15所述的核電站應急動力電源換流裝置，其特征在于，所述每一路模塊化逆變器的交流側與匯流母線之間還連接有一交流濾波單元；所述每一路模塊化逆變器的直流側與直流母線之間還連接有一直流濾波單元。
18.如權利要求15所述的核電站應急動力電源換流裝置，其特征在于，所述中央控制器分別通過雙線串行通信的CAN-BUS總線分別與所述多個內置控制器連接。
19.如權利要求15所述的核電站應急動力電源換流裝置，其特征在于，所述交流側采樣單元采集的電信號包括交流電壓、交流電流和相角。
20.一種如權利要求1所述的核電站應急動力電源換流裝置的同步工作控制方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步驟所述多個內置控制器分別采集多路換流單元輸出的電信號值；所述中央控制器根據所述電信號值，計算出電信號平均值；所述采樣單元采集多路換流單元輸出的電信號數值的實時并列電信號平均值；所述中央控制器根據所述電信號平均值和實時并列電信號平均值，計算電信號平均差值，并對所述電信號平均差值進行分解，得到補償值；所述多個內置控制器得到補償值，并控制與所述內置控制器相對應的換流單元輸出的電信號，使所述多路換流單元輸出的電信號同步。
21.一種用于存放如權利要求1至19所述的用于核電站應急動力電源系統換流裝置的 3抗震結構，其特征在于包括機柜柜體，所述機柜柜體包括設置于豎直方向的四根槽鋼，于機柜柜體的側面焊接加強鋼梁；所述槽鋼上開設有密集排列的安裝通孔，所述開設有安裝通孔的槽鋼表面與機柜柜體的側壁相距設置。
22.如權利要求21所述的一種用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構，其特征在于所述機柜柜體上設置有安裝組件，所述安裝組件的側壁凸設有凸耳，所述凸耳上開設有與所述安裝通孔相對應的安裝貫孔，所述安裝組件上固定有PCB板；所述機柜柜體上設置有用于將機柜柜體分為至少二層的間隔底板；所述間隔底板的底部頂角處固定設置有固定板，所述固定板上開設有與所述安裝通孔相匹配的固定通孔，所述間隔底板通過鎖緊件固定連接于所述槽鋼上；所述機柜柜體上設置有橫梁，橫梁上開設多個密集排列的安裝小孔，橫梁固定于槽鋼的安裝通孔上。
23.如權利要求21所述的一種用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構，其特征在于所述機柜柜體上開設有用于供線纜穿設的安裝通槽，所述安裝通槽處設置有網狀的線架，線纜穿設于線架的網孔并通過綁扎帶系緊于線架上；所述安裝通槽處填設有防火封堵材料。
24.如權利要求21所述的一種用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構，其特征在于所述機柜柜體的底部設置有安裝部，機柜柜體固定于安裝面上，安裝面中預埋有預埋件，所述預埋件上設置有螺絲孔，所述安裝部通過緊固件鎖緊于預埋件的螺絲孔內；所述緊固件為螺栓，所述螺栓上套設有彈性墊片。
25.如權利要求22所述的一種用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構，其特征在于所述PCB板的四角和中心均開設有固定貫孔，所述PCB板通過連接件鎖緊，所述連接件上套設有可絕緣減震的絕緣軟墊。
26.如權利要求22所述的一種用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構，其特征在于所述機柜柜體上設置有插槽，所述插槽相對設置，所述PCB板插設于二相對設置的插槽內，所述插槽內設置有減震構件；所述插槽上開設有鎖緊孔，所述PCB板上設置有可鎖緊與所述鎖緊孔上的固定孔。
全文摘要
本發明適用于核電站換流技術領域，提供了核電站應急動力電源換流裝置及控制方法，核電站應急動力電源換流裝置包括多路換流單元、采樣單元、多個內置控制器和中央控制器，多個內置控制器在中央控制器的控制下使多路換流單元均流、穩壓同步工作，當一路換流單元因故障停止工作，其它路換流單元仍然能獨立正常工作，因此提高了核電站應急動力電源換流裝置的可靠性。核電站應急動力電源換流裝置采用模塊化設計，便于擴展，增大了核電站應急動力電源換流裝置的容量，同時可以實現在線更換與維修。另外，本發明采用一種用于核電站應急動力電源系統換流裝置的抗震結構，其抗震性能佳，保證應急動力電源換流裝置在地震中也可正常地工作。
文檔編號H02B1/54GK102208828SQ201110131089
公開日2011年10月5日 申請日期2011年5月20日 優先權日2011年5月20日
發明者朱鋼, 李吉生, 王成銘, 王永年, 胡敏華 申請人:中國廣東核電集團有限公司, 大亞灣核電運營管理有限責任公司