核电厂仪控系统不间断电源冗余方案研究与维护

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1、第1期何小明·核电厂仪控系统不问断电源冗余方案的研究及维护35不间断电源系统为仪控系统进行供电。因此，不间断电源系这对于核电仪控系统供电安全和稳定非常重要。统的可靠性对核电厂的安全稳定运行起着非常重要的作用。2核电厂仪控系统不间断电源工作方式的选择核电厂仪控系统对电源的要求比较高，下面先就目前的常规的单个UPS电源进行讨论，目前，常规的UPS电源分类方式很多，按工作方式可分为后备式UPS、在线式UPS、在线互动式UPS口】。2．1后备式UPS工作方式l4J图3在线式uPS工作原理Fig．3Theworkingprincipleoftheon

2、-lineUPS后备式UPS也称非在线式UPS，工作原理如图2所示，2．3在线互动式UPS工作方式当后备式UPS外部电源正常供电时(即当核电厂外部电源在线互动式UPS正常情况下由旁路输出给仪控系统问，正常供电时)，外部电源首先通过滤波处理后，经过转换外部电源经滤波电路再到转换开关，直接给仪控系统供电，开关直接向仪控系统供电。同时，外部电源经过简单滤波后，逆变器此时作为充电器。当外部电源故障时逆变器则将蓄电经充电器直接给蓄电池充电，电池充满后，逆变器处于停池的能量转化为交流电供给仪控系统。在线互动式的工作原滞工作状态。当仪控系统外部电源中断时

3、，逆变器紧急切理如图4所示，在线互动式UPS的工作方式介于后备式UPS换到工作状态，将蓄电池的直流转换为稳压、稳频的交流和在线式UPS之间。虽然在线互动式UPS具有成本低、结电输出。这种后备式UPS存在2-10ms的切换时间，并且构简单、效率和可靠性高的优点，但是大部分时间都由外部持续供电的时间一般只有十几分钟，因此不适合用于供电电源直接给仪控系统供电，且输出的电压质量较差。当失去要求较高、不能中断的核电仪控系统中。外部电源时，互动式UPS的交流旁路开关要进行切换，这个过程使得在线互动式UPS输出电能时存在一定时间的中断，这对于核电仪控系统

4、供电需求来说是不合适的。尝图2后备式UPS工作原理Fig．2OittineUPSworks2．2在线式UPS工作方式J无论是在外部电源供电正常时，还是在场外失电由直双向逆流电源(蓄电池组)供电时，核电仪控系统的供电均由在变器线式UPS的逆变器提供。在线式UPS工作原理如图3所示。图4在线互动式UPS工作原理当核电厂外部电源正常供电时，输入的交流电通过隔离变Fig．4Line—interactiveUPSworks压器进行电气隔离后，经充电器电路对蓄电池进行充电，综上3种UPS工作方式的特点，对于核电厂内不允许同时，整流器电路(AC／DC电路

5、)将交流电转化为直流电，断电且对电源质量要求较高的重要的仪控系统来说，单个接着通过脉冲宽度调制技术，利用逆变电路(DC／AC电路)UPS的工作方式应选用在线式UPS。再将直流电逆变成正弦的交流电供给仪控系统，实现无级稳压的作用。而当外部电源系统发生故障时，后备的蓄电3核电仪控系统电源冗余方案的分析与比较池进入到工作状态，这时蓄电池存储的直流电就能通过逆对于单台的在线式UPS系统，这是比较简单、常用的变器电路转换成交流电供给外部负载。由于外部电源经过方式，单机的UPS配电系统可靠性较低，安全系数低。如了交流到直流再到交流的转换过程，因此外部电

6、源中原有果要提高仪控系统供电的可靠性，对UPS采取冗余配置是的干扰和脉冲电压成分已经被过滤掉了，并且无论是在外比较行之有效的。下面将对3种冗余配置的UPS进行讨论，部电源正常还是故障时，逆变器电路一直处于工作状态，总结出适合于核电仪控系统的冗余UPS电源系统类型。因此从根本上消除了外部电网电压干扰和波动对负载造成按UPS电源冗余配置类型可分为：1)串联备用冗余的影响，真正实现了对负载的无干扰稳压供电，并且在线UPS；2)并联备用冗余UPS；3)多机并联备用冗余UPS。式UPS输出的正弦波波形失真系数较小，一般小于3％，3．1热备份串联UPS

7、配电系统更重要的是在线UPS在外部电源故障时，实施无延时切换，利用在线式UPS进行热备份串联组合，形成的热备份36仪器仪表用户lNsTRuMENTlATl0N第23卷串联配电系统有主机和从机之分。其基本原理如图5所示，电系统方面也有节约费用，施工难度较小的优点。当主在线UPS正常工作时，将承担100％的仪控系统供电3-3多机并联备用冗余UPS系统电流【_，故障时则将由从在线式UPS给仪控系统供电。因这种方式是在冗余并机配电系统的基础上将多台型号、备用的从在线式UPS连接在主机旁路且处于等待的工作状功率等参数相同的UPS电源模块，通过并机元件

8、(并机柜、态，因此此种配电方式又称热备份。2台热备份连接的在并机模块或并机板等)，把输出端同期并接而成。并机目线式UPS串联冗余配电系统的可靠性要比单台的可靠性提的是为了共同分担