本实用新型专利技术涉及核电设备检修技术领域，具体公开了核电厂核岛铅酸蓄电池临时应急替代装置，在蓄电池组充电过程中，外部220V电源接入外部电源接口，总进线开关闭合将电源供至电池管理装置，通过操作人机操作模块选择相应的电压等级，并通过电压等级选择开关做好相应回路切换，之后蓄电池进线开关闭合，通过人机操作模块选择充电方式并启动充电，由充电模块输出电压至蓄电池组进行充电。本实用新型专利技术应急替代装置在母线直流电源与主蓄电池失去时，可提供临时供电保障，为母线在役负荷连续供电至少一小时，为电站运行人员的安措响应留出时间，保障了机组的大修计划进度，节约了时间成本。
Temporary emergency replacement device for lead-acid battery in nuclear island of nuclear power plant
【技术实现步骤摘要】
核电厂核岛铅酸蓄电池临时应急替代装置
本技术属于核电设备检修
，具体涉及核电厂核岛铅酸蓄电池临时应急替代装置。
技术介绍
核电厂核岛直流母线在运行期间由蓄电池作为后备电源保障，正常工况下，直流母线由充电器带载，母线下游蓄电池处于浮充状态；在事故工况下，若充电器停运，则由蓄电池为直流母线供电。同时，为了使直流母线运行更加可靠，在核电厂直流母线系统手册中规定，只有蓄电池和充电器并联运行时才能保障充电器的可靠性能，因此禁止直流母线脱开蓄电池运行。该要求的目的是为了避免在脱离蓄电池运行期间，一旦充电器不可用，直流母线将直接失电，运行人员无时间进行安措响应，因此，若蓄电池需要退出母线时，相应直流配电盘必须陪停，不仅影响下游负荷的供电连续性，甚至可能引起机组状态的改变。为了应对此种局面，同时规避不可预计的风险，核电厂核岛通用铅酸蓄电池临时应急替代装置的设计研发尤为必要。
技术实现思路
本技术的目的在于提供核电厂核岛铅酸蓄电池临时应急替代装置，当主蓄电池停役检修时，为直流母线提供临时后备电源。本技术的技术方案如下：核电厂核岛铅酸蓄电池临时应急替代装置，包括外部框架，以及集成在外部框架内部的电池管理装置、蓄电池组、电气回路保护装置、外部电源接口、空气开关组、输入输出端子排；其中，所述的电池管理装置包括中央数据处理单元、电压等级选择开关、数据采集单元、均衡管理模块、充电模块、人机操作模块、报警单元、保护单元；所述的中央数据处理单元收集数据采集单元采集的蓄电池电压、电流参数，与内部设定值进行比对，判断是否需要报警或采取保护措施，从而发送信号给报警单元和保护单元以执行相关报警与保护逻辑；同时，中央数据处理单元通过接收人机操作模块输入的信息，来控制电压等级选择开关动作，将蓄电池组组成48V或110V的不同电压等级组合，或者根据人机操作模块的输入命令，控制充电模块对蓄电池组进行充电，并且控制均衡管理模块的动作；所述的电压等级选择开关可由操作人员通过人机操作模块进行设置，并根据中央数据处理单元的指令，将蓄电池组进行不同的串、并联组合，实现蓄电池电压等级的切换；所述的数据采集单元将采集到的蓄电池电压、电流数据传输至中央数据处理单元中，用于对蓄电池的充放电过程进行监测，同时判断系统运行状态是否正常；所述的均衡管理模块采用能耗法，对蓄电池的充电进行均衡化管理，消耗掉部分蓄电池中的富余电量，使每个蓄电池充电容量保持均衡；所述的充电模块可显示蓄电池充电、放电电压、电流参数；所述的人机操作模块主要用于用户的触屏操作，可对蓄电池组的电压等级进行选择，并可对整个系统的充放电参数进行设置与查看；所述的报警单元根据中央数据处理单元发出的指令，产生声光报警；所述的保护单元根据中央数据处理单元发出的指令，在故障时停止充放电过程，对系统进行保护；所述的外部框架为立方体箱柜，在柜门上设有电源指示灯、电压电流表、人机操作模块；所述的电源指示灯有三个，从左至右分别用于进线电压输入指示、48V电压输出指示、110V电压输出指示，当存在上述电压信号时，相应电源指示灯常亮；所述的电压电流表有三个，从左至右分别体现替代装置的电源进线电压值、蓄电池输出电压值以及输出电流值；所述的外部框架内部分为三层，最上层安装有电池管理装置，中间层安装有电气回路保护装置、外部电源接口、空气开关组、输入输出端子排，最下层存放蓄电池组；所述的电气回路保护装置能够在蓄电池组发生短路时进行速断保护，避免损坏电气回路与电池管理装置；通过所述的外部电源接口为电池管理装置接入外部电源；所述的空气开关组包括设备总进线开关、蓄电池进线开关、蓄电池输出开关，用于电气隔离与保护；所述的输入输出端子排用于端接蓄电池输入、输出电缆，其中输入端子排可将蓄电池组的进线电缆与电池管理装置对接，输出端子排可将蓄电池组的出线电缆与外部负载对接；外部电源通过总进线开关，供至电池管理装置，再通过蓄电池进线开关输出至蓄电池组，所述的蓄电池组通过蓄电池输出开关将直流电供至下游负载。所述的蓄电池组包含9节免维护铅酸蓄电池，单节电压12V，单节容量65Ah以上；当用户选择48V蓄电池输出时，电压等级选择开关中的开关置于触点1，将两组蓄电池并联，每组4节免维护铅酸蓄电池，形成双倍容量的48V蓄电池组；当用户选择110V蓄电池输出时，电压等级选择开关中的开关置于触点2，将9节蓄电池串联，形成110V蓄电池组。所述的充电模块可为蓄电池组提供浮充和均充。在所述外部框架底面的四角处分别安装一个万向轮，可供推行。所述的电气回路保护装置为熔断器。所述报警单元产生的声光报警包括“蓄电池过电压”、“蓄电池过电流”、“风扇报警”。所述的人机操作模块包括修改参数设置、电压选择、查看设备状态、报警查询与复位等功能。所述的电压等级选择开关为两档式选择开关。在蓄电池组充电过程中，外部220V电源接入外部电源接口，总进线开关闭合将电源供至电池管理装置，通过操作人机操作模块选择相应的电压等级，并通过电压等级选择开关做好相应回路切换，之后蓄电池进线开关闭合，通过人机操作模块选择充电方式并启动充电，由充电模块输出电压至蓄电池组进行充电。在蓄电池组放电过程中，通过人机操作模块选择相应的电压等级，并通过电压等级选择开关做好蓄电池回路切换，之后蓄电池输出开关闭合，将直流电压输送至下游负载。本技术的有益效果在于：(1)本技术应急替代装置在母线直流电源与主蓄电池失去时，可提供临时供电保障，为母线在役负荷连续供电至少一小时，为电站运行人员的安措响应留出时间，保障了机组的大修计划进度，节约了时间成本。(2)本技术作为通用替代装置可以实现不同电压等级的切换、蓄电池电压电流保护等功能。(3)本技术能够实时显示和监测蓄电池的充放电状态，及时介入保护措施。在放电完毕后，可通过充电模块和均衡管理模块，对蓄电池进行浮充与均衡充电。附图说明图1为替代装置硬件框图；图2为替代装置外观图；图3为替代装置内部硬件结构图；图4为替代装置电气接线图。图中：1.中央数据处理单元；2.电压等级选择开关；3.数据采集单元；4.均衡管理模块；5.充电模块；6.人机操作模块；7.报警单元；8.保护单元；9.电池管理装置；10.蓄电池组；11.电气回路保护装置；12.外部电源接口；13.空气开关组；14.输入输出端子排；15.电压电流表；16.电源指示灯；17.万向轮；18.外部框架；19.总进线开关；20.蓄电池进线开关；21.蓄电池输出开关。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本技术作进一步详细说明。如图1所示的核电厂核岛铅酸蓄电池临时应急替代装置，包括外部框架18，以及集成在外部框架18内部的电池管理装置9、蓄电池组10、电气回路本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.核电厂核岛铅酸蓄电池临时应急替代装置，其特征在于：包括外部框架(18)，以及集成在外部框架(18)内部的电池管理装置(9)、蓄电池组(10)、电气回路保护装置(11)、外部电源接口(12)、空气开关组(13)、输入输出端子排(14)；/n其中，所述的电池管理装置(9)包括中央数据处理单元(1)、电压等级选择开关(2)、数据采集单元(3)、均衡管理模块(4)、充电模块(5)、人机操作模块(6)、报警单元(7)、保护单元(8)；/n所述的中央数据处理单元(1)收集数据采集单元(3)采集的蓄电池电压、电流参数，与内部设定值进行比对，判断是否需要报警或采取保护措施，从而发送信号给报警单元(7)和保护单元(8)以执行相关报警与保护逻辑；同时，中央数据处理单元(1)通过接收人机操作模块(6)输入的信息，来控制电压等级选择开关(2)动作，将蓄电池组(10)组成48V或110V的不同电压等级组合，或者根据人机操作模块(6)的输入命令，控制充电模块(5)对蓄电池组(10)进行充电，并且控制均衡管理模块(4)的动作；/n所述的电压等级选择开关(2)可由操作人员通过人机操作模块(6)进行设置，并根据中央数据处理单元(1)的指令，将蓄电池组(10)进行不同的串、并联组合，实现蓄电池电压等级的切换；/n所述的数据采集单元(3)将采集到的蓄电池电压、电流数据传输至中央数据处理单元(1)中，用于对蓄电池的充放电过程进行监测，同时判断系统运行状态是否正常；/n所述的均衡管理模块(4)采用能耗法，对蓄电池的充电进行均衡化管理，消耗掉部分蓄电池中的富余电量，使每个蓄电池充电容量保持均衡；/n所述的充电模块(5)可显示蓄电池充电、放电电压、电流参数；/n所述的人机操作模块(6)主要用于用户的触屏操作，可对蓄电池组(10)的电压等级进行选择，并可对整个系统的充放电参数进行设置与查看；/n所述的报警单元(7)根据中央数据处理单元(1)发出的指令，产生声光报警；/n所述的保护单元(8)根据中央数据处理单元(1)发出的指令，在故障时停止充放电过程，对系统进行保护；/n所述的外部框架(18)为立方体箱柜，在柜门上设有电源指示灯(16)、电压电流表(15)、人机操作模块(6)；/n所述的电源指示灯(16)有三个，从左至右分别用于进线电压输入指示、48V电压输出指示、110V电压输出指示，当存在上述电压信号时，相应电源指示灯(16)常亮；/n所述的电压电流表(15)有三个，从左至右分别体现替代装置的电源进线电压值、蓄电池输出电压值以及输出电流值；/n所述的外部框架(18)内部分为三层，最上层安装有电池管理装置(9)，中间层安装有电气回路保护装置(11)、外部电源接口(12)、空气开关组(13)、输入输出端子排(14)，最下层存放蓄电池组(10)；/n所述的电气回路保护装置(11)能够在蓄电池组(10)发生短路时进行速断保护，避免损坏电气回路与电池管理装置(9)；/n通过所述的外部电源接口(12)为电池管理装置(9)接入外部电源；/n所述的空气开关组(13)包括设备总进线开关(19)、蓄电池进线开关(20)、蓄电池输出开关(21)，用于电气隔离与保护；/n所述的输入输出端子排(14)用于端接蓄电池输入、输出电缆，其中输入端子排可将蓄电池组(10)的进线电缆与电池管理装置(9)对接，输出端子排可将蓄电池组(10)的出线电缆与外部负载对接；/n外部电源通过总进线开关(19)，供至电池管理装置(9)，再通过蓄电池进线开关(20)输出至蓄电池组(10)，所述的蓄电池组(10)通过蓄电池输出开关(21)将直流电供至下游负载。/n...
【技术特征摘要】
1.核电厂核岛铅酸蓄电池临时应急替代装置，其特征在于：包括外部框架(18)，以及集成在外部框架(18)内部的电池管理装置(9)、蓄电池组(10)、电气回路保护装置(11)、外部电源接口(12)、空气开关组(13)、输入输出端子排(14)；
其中，所述的电池管理装置(9)包括中央数据处理单元(1)、电压等级选择开关(2)、数据采集单元(3)、均衡管理模块(4)、充电模块(5)、人机操作模块(6)、报警单元(7)、保护单元(8)；
所述的中央数据处理单元(1)收集数据采集单元(3)采集的蓄电池电压、电流参数，与内部设定值进行比对，判断是否需要报警或采取保护措施，从而发送信号给报警单元(7)和保护单元(8)以执行相关报警与保护逻辑；同时，中央数据处理单元(1)通过接收人机操作模块(6)输入的信息，来控制电压等级选择开关(2)动作，将蓄电池组(10)组成48V或110V的不同电压等级组合，或者根据人机操作模块(6)的输入命令，控制充电模块(5)对蓄电池组(10)进行充电，并且控制均衡管理模块(4)的动作；
所述的电压等级选择开关(2)可由操作人员通过人机操作模块(6)进行设置，并根据中央数据处理单元(1)的指令，将蓄电池组(10)进行不同的串、并联组合，实现蓄电池电压等级的切换；
所述的数据采集单元(3)将采集到的蓄电池电压、电流数据传输至中央数据处理单元(1)中，用于对蓄电池的充放电过程进行监测，同时判断系统运行状态是否正常；
所述的均衡管理模块(4)采用能耗法，对蓄电池的充电进行均衡化管理，消耗掉部分蓄电池中的富余电量，使每个蓄电池充电容量保持均衡；
所述的充电模块(5)可显示蓄电池充电、放电电压、电流参数；
所述的人机操作模块(6)主要用于用户的触屏操作，可对蓄电池组(10)的电压等级进行选择，并可对整个系统的充放电参数进行设置与查看；
所述的报警单元(7)根据中央数据处理单元(1)发出的指令，产生声光报警；
所述的保护单元(8)根据中央数据处理单元(1)发出的指令，在故障时停止充放电过程，对系统进行保护；
所述的外部框架(18)为立方体箱柜，在柜门上设有电源指示灯(16)、电压电流表(15)、人机操作模块(6)；
所述的电源指示灯(16)有三个，从左至右分别用于进线电压输入指示、48V电压输出指示、110V电压输出指示，当存在上述电压信号时，相应电源指示灯(16)常亮；
所述的电压电流表(15)有三个，从左至右分别体现替代装置的电源进线电压值、蓄电池输出电压值以及输出电流值；
所述的外部框架(18)内部分为三层，最上层安装有电池管理装置(9)，中间层安装有电气回路保护装置(11)、外部电源接口(12)、空气开关组(13)、输入输出端子排(14)，最下层存放蓄电池组(10)；
所述的电气回路保护装置(11)能够在蓄电池组(10)发生短路时进行速断保护，避免损坏电气回路与电池管理装置(9)；
通过所述的外部电源接口(12)为电池管理装置(9)接入外部电源；
所述的空气开关组(13...
【专利技术属性】
技术研发人员：师伟，卫毓卿，查卫华，刘东兵，黄水养，李平，费兴伟，孙婧，贾良博，金一旦，
申请(专利权)人：中核核电运行管理有限公司，核电秦山联营有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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