(57)【要約】【課題】非常時の放電可能時間を延長した原子力発電プラント用直流電源設備を提供する。【解決手段】原子力発電プラント用直流電源設備は、原子力発電プラントにおける発電所内の直流モータ１３に交流電力を供給する低圧母線１に接続され、低圧母線から交流電源が供給される充電器２と、充電器２の出力側に充電器出力遮断器３および第１の蓄電池出力遮断器４を介して接続される第１の蓄電池５と、充電器２の出力側に充電器出力遮断器３を介して接続される直流主母線盤６と、直流主母線盤６の出力側に直流主母線盤出力第１遮断器７を介して接続され、直流モータ１３に直流電力を供給する直流モータコントロールセンタ１１と、直流コントロールセンタ１１に第２の蓄電池出力遮断器１０を介して接続された第２の蓄電池９と、直流主母線盤出力第１遮断器７と直流モータコントロールセンタ１１間の電路に設けられ、第２の蓄電池９から直流主母線盤６への電流の流れを阻止するダイオード８とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力発電プラントにおける発電所内の補機に交流電力を供給する低圧母線に接続され、前記低圧母線から交流電源が供給される充電器と、
前記充電器の出力側に充電器出力遮断器および第１の蓄電池出力遮断器を介して接続される第１の蓄電池と、
前記充電器の出力側に前記充電器出力遮断器を介して接続される直流主母線盤と、
前記直流主母線盤の出力側に直流主母線盤出力第１遮断器を介して接続され、直流モータに直流電力を供給する直流モータコントロールセンタと、
前記直流コントロールセンタに第２の蓄電池出力遮断器を介して接続された第２の蓄電池と、
前記直流主母線盤出力第１遮断器と前記直流モータコントロールセンタ間の電路に設けられ、前記第２の蓄電池から前記直流主母線盤への電流の流れを阻止する電気装置とを備えることを特徴とする原子力発電プラント用直流電源設備。
【請求項２】
請求項１に記載の原子力発電プラント用直流電源設備において、
前記電気装置は、前記直流主母線盤出力第1遮断器と前記直流モータコントロールセンタ間に設けたダイオードであり、
前記ダイオード８にさらに抵抗が直列に接続された直列回路と、
前記直列回路と並列に接続され、互いに直列に接続されたダイオードとバイパスコンタクタとを有するバイパス回路とをさらに備えることを特徴とする原子力発電プラント用直流電源設備。
【請求項３】
請求項２に記載の原子力発電プラント用直流電源設備において、
前記直流モータコントロールセンタの直流電圧を検出する直流電圧監視装置と、
前記バイパスコンタクタの開閉を制御するバイパスコンタクタ制御装置とをさらに備え、
前記直流電圧監視装置にて検出された電圧が所定の電圧以下となった場合に、前記バイパスコンタクタ制御装置は、前記バイパスコンタクタを閉成し、
前記直流電源監視装置にて検出された電圧が所定の電圧以上となった場合に、前記バイパスコンタクタ制御装置は、前記バイパスコンタクタを開放する制御を行うことを特徴とする原子力発電プラント用直流電源設備。
【請求項４】
請求項２または３に記載の原子力発電プラント用直流電源設備において、
前記第１の蓄電池および前記第２の蓄電池から前記直流モータコントロールセンタまでの抵抗値と前記直列回路の抵抗の抵抗値との和が、前記直流モータで短絡が発生した時の短絡電流を、前記直流モータコントロールセンタと前記直流モータとの間に設けられた直流モータ用遮断器の遮断電流以下とするように設定されていることを特徴とする原子力発電プラント用直流電源設備。
【請求項５】
請求項１に記載の原子力発電プラント用直流電源設備において、
前記電気装置は、前記直流主母線盤出力第1遮断器と前記直流モータコントロールセンタ間の電路に設けられたＤＣ−ＤＣコンバータであり、
前記直流モータコントロールセンタの直流電圧を検出する直流電圧監視装置をさらに備え、
前記直流電圧監視装置にて検出された電圧が所定の電圧より上昇／低下した場合に、前記ＤＣ−ＤＣコンバータは前記直流主母線盤から供給される直流電圧を所定の電圧に調整することを特徴とする原子力発電プラント用直流電源設備。
【請求項６】
請求項１に記載の原子力発電プラント用直流電源設備において、
前記直流主母線盤から直流主母線盤出力第２遮断器を介して接続され、直流計測／制御機器に直流電力を供給する直流分電盤と、
前記直流主母線盤出力第２遮断器と直流分電盤間の電路に設けられたシリコンドロッパと、
当該シリコンドロッパに並列に設けられたバイパスコンタクタとを備えることを特徴とする原子力発電プラント用直流電源設備。
【請求項７】
請求項６に記載の原子力発電プラント用直流電源設備において、
前記直流分電盤の直流電圧を検出する直流電圧監視装置と、
前記バイパスコンタクタの開閉を制御するバイパスコンタクタ制御装置とをさらに備え、
前記直流電圧監視装置にて検出された電圧が所定の電圧以下となった場合に前記バイパスコンタクタ制御装置は、前記バイパスコンタクタを閉成し、
前記直流電源監視装置にて検出された電圧が所定の電圧以上となった場合に、前記バイパスコンタクタ制御装置は、前記バイパスコンタクタを開放する制御を行うことを特徴とする原子力発電プラント用直流電源設備。
【請求項８】
請求項１に記載の原子力発電プラント用直流電源設備において、
前記直流主母線盤から直流主母線盤出力第２遮断器を介して接続され、直流計測／制御機器に直流電力を供給する直流分電盤と、
前記直流主母線盤出力第２遮断器と前記直流分電盤間の電路に設けられたＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記直流分電盤の直流電圧を検出する直流電圧監視装置とをさらに備え、
前記直流電圧監視装置にて検出された電圧が所定の電圧より低下した場合に、前記ＤＣ−ＤＣコンバータは前記主母線盤から供給される直流電圧を所定の電圧に昇圧することを特徴とする原子力発電プラント用直流電源設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電プラントで使用される直流電源設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所においては、外部送電線および自己の発電機からの給電が不可能になった場合に備え、非常用ディーゼル発電機が設置されている。更に、非常用ディーゼル発電機からの給電ができない場合に備え、蓄電池のような非常用直流電源設備が設置されている。
【０００３】
蓄電池の放電可能時間は、ＢＷＲプラントでは８時間程度である。しかし、交流電源の復旧に２４時間程度を要することもあり、交流電源が復旧するまでの間の原子炉の維持、すなわち、冷却、監視、制御を担う蓄電池には、その放電可能時間の延長が求められている。
【０００４】
特許文献１には、蓄電池が接続されている直流母線と、直流母線に接続されている低負荷用の直流母線および安全系高負荷用の直流母線とをそれぞれ有する直流電源設備が開示されている。
特許文献２には、常用系蓄電池と安全系蓄電池とを備えた電源設備が開示されている。外部電源喪失時に安全系蓄電池から安全系負荷へ供給される電圧が所定値以下になると、切替スイッチの操作により常用系蓄電池から安全系負荷への給電が開始される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３５４７５４号公報
【特許文献２】特開平１０−２６０２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の設備では、外部電源喪失時に蓄電池から高負荷へ供給可能な時間が短い。
特許文献２の設備では、外部電源喪失時に２系統の蓄電池から高負荷へ電力を供給可能であり、特許文献１の設備に比べて長時間にわたり安全系負荷を駆動することができる。しかしながら、特許文献２の設備では、安全系負荷の印加電圧を監視し、安全系蓄電池の容量が所定値以下になると切替スイッチにより安全系蓄電池から常用蓄電池へ切換える操作が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による原子力発電プラント用直流電源設備は、原子力発電プラントにおける発電所内の補機に交流電力を供給する低圧母線に接続され、前記低圧母線から交流電源が供給される充電器と、充電器の出力側に充電器出力遮断器および第１の蓄電池出力遮断器を介して接続される第１の蓄電池と、充電器の出力側に充電器出力遮断器を介して接続される直流主母線盤と、直流主母線盤の出力側に直流主母線盤出力第１遮断器を介して接続され、直流モータに直流電力を供給する直流モータコントロールセンタと、直流コントロールセンタに第２の蓄電池出力遮断器を介して接続された第２の蓄電池と、直流主母線盤出力第１遮断器と直流モータコントロールセンタ間の電路に設けられ、第２の蓄電池から直流主母線盤への電流の流れを阻止する電気装置とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による原子力発電プラント用直流電源設備により、第１の蓄電池とは別に第２の蓄電池を設けて、外部電源喪失時に特許文献１の設備に比べて放電時間を長くし、さらに、外部電源喪失時に特許文献２では不可欠であった第１および第２の蓄電池の切替操作を必要とせずに蓄電池の放電時間を長くしつつ、短絡事故時に遮断器に大電流が流れることを防止することができる。その結果、信頼性の高い直流電源設備を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による原子力発電プラント用直流電源設備の第１の実施形態の概略構成図である
【図２】本発明による原子力発電プラント用直流電源設備の第２の実施形態の概略構成図である。
【図３】本発明による原子力発電プラント用直流電源設備の第３の実施形態の概略構成図である。
【図４】比較例１の原子力発電プラント用直流電源設備の概略構成図である
【図５】比較例２の原子力発電プラント用直流電源設備の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図１〜図３を参照して本発明を原子力発電プラントに適用した場合の直流電源設備の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態による原子力発電プラント用直流電源設備の構成を示す。直流電源設備は、原子力発電プラント内の交流電力を充電器２で直流電力に変換して直流モータ１３、直流計測／制御機器２５などの直流負荷に供給するための設備である。
【００１１】
原子力発電所内の補機に交流電源を供給する交流低圧母線１から給電される充電器２は、交流低圧母線１から供給される交流電源を直流電源に変換し、充電器出力遮断器３および第１の蓄電池出力遮断器４を介して第１の蓄電池５を充電する。また、充電器出力遮断器３の出力側に接続される直流主母線盤６を介して各直流負荷、すなわち、直流モータ１３、直流計測／制御機器２５に直流電源、すなわち直流電力が供給される。
なお、直流モータ１３の供給電力は、直流計測／制御機器２５の供給電力よりも多い。
【００１２】
直流主母線盤６には、直流モータ１３が接続される直流モータコントロールセンタ１１への給電用遮断器、すなわち直流主母線盤遮断器（以下、直流モータコントロールセンタ用遮断機とも呼ぶ）７と、直流計測／制御機器（ＤＣＭ／ＤＣＣ）が接続される直流分電盤１４への給電遮断器、すなわち直流主母線盤遮断器（以下、分電盤用遮断機とも呼ぶ）１５が接続されている。
なお、直流モータコントロールセンタ１１には、交流電源喪失時に唯一の原子炉冷却機能となるＲＣＩＣ（原子炉隔離時冷却系）を運転するために必要なポンプ、弁等を駆動する直流モータ１３が接続されている。これらの直流モータ１３は直流負荷の中でも長時間の運転が要求されている。
【００１３】
直流モータコントロールセンタ用遮断器７と直流モータコントロールセンタ１１間の電路には、ダイオード８が設置されており、ダイオード８により、直流電流の供給方向は、直流主母線盤６から直流モータコントロールセンタ１１への方向に制限される。
【００１４】
直流モータコントロールセンタ１１には、直流モータ給電用遮断器１２が接続されており、直流モータ１３への給電は直流モータ給電用遮断器１２を介して行われる。また、直流モータコントロールセンタ１１には、第２の蓄電池出力遮断器１０を介して第２の蓄電池９が接続されている。したがって、直流モータコントロールセンタ１１には、直流主母線盤６から直流電力が給電されるとともに、第２の蓄電池９からも直流電力が供給可能である。
【００１５】
原子力発電所内の交流電源が供給可能な場合は、充電器２は直流モータ１３および直流計測／制御機器２５に給電すると共に、第１の蓄電池５と第２の蓄電池９を浮動充電する。原子力発電所の外部電源喪失により、原子力発電所内の交流電源の供給が停止すると、直流計測／制御機器２５へは、第１の蓄電池５から直流電源が供給される。また、直流モータ１３には、第１の蓄電池５および第２の蓄電池９から直流電源が供給される。
【００１６】
すなわち、第２の蓄電池９は、直流モータ１３への給電を専用に設けられた蓄電池であり、直流主母線盤６と直流モータコントロールセンタ１１との間の電路に設置したダイオード８により、直流モータコントロールセンタ１１以外の負荷には、給電できない構成としている。したがって、ダイオード８より上流側、すなわち、直流主母線盤６側の回路で短絡事故が発生した場合は、短絡箇所には第１の蓄電池５のみから短絡電流が供給される。また、第１の蓄電池５の容量が３０００Ａｈ以下であれば、回路に設置されている遮断器（遮断電流：４０ｋＡ）で事故箇所を分離することが可能である。
【００１７】
また、直流モータコントロールセンタ１１から給電される直流モータ１３にて短絡事故が発生した場合は、短絡箇所には第２の蓄電池９、および第１の蓄電池５の両方から短絡電流が供給される。このとき、第１の蓄電池５から供給される短絡電流は、第１の蓄電池５から直流モータコントロールセンタ１１までの電路のケーブル抵抗およびダイオード８の順電圧降下によって拘束される。そのため、短絡電流が直流モータ給電用遮断器１２の遮断能力以下になるように電路のケーブル抵抗が選定される。
なお、十分な抵抗をケーブルにて確保できない場合は、短絡電流を制限するのに必要な抵抗分を挿入する第２の実施形態にて対応する。
【００１８】
電路のケーブル抵抗が大きくなると、直流モータコントロールセンタ１１の電圧は、第１の蓄電池５および充電器２の出力端より低くなる。そのため、電路のケーブル抵抗による電圧降下を補償する分だけ、第１の蓄電池５および充電器２の出力電圧を定格の電圧よりも高く設定し、直流モータコントロールセンタ１１では、定格の電圧値となるように構成する。
【００１９】
ただし、上記構成とした場合、負荷電流の少ない直流計測／制御機器２５が接続される直流分電盤１４と第１の蓄電池５との間の電路のケーブル抵抗が小さいと、電路での電圧降下が小さくなり、直流分電盤１４の電圧は定格よりも高くなり、直流計測／制御機器２５の機器寿命を縮めてしまうおそれがある。
【００２０】
このため、直流主母線盤６と直流分電盤１４間の電路に流れる電流に関わらず一定の電圧を降下させるシリコンドロッパ１６と、シリコンドロッパ１６と並列となるように電路が設置される。この電路には、バイパスコンタクタ制御装置１９で開閉が制御されるバイパスコンタクタ１７が設置されている。また、直流分電盤１４に直流電圧監視装置１８が接続され、直流電圧監視装置１８にて検知する電圧が所定の電圧値、すなわち直流計測／制御機器２５の定格動作電圧範囲以上の場合は、バイパスコンタクタ制御装置１９へバイパスコンタクタ１７を開放する指令を出力する。これにより、バイパスコンタクタ１７が開放され、直流分電盤１４には、シリコンドロッパ１６によって低下した電圧が印加される構成とし、直流計測／制御機器２５を過電圧状態から保護する。
【００２１】
反対に、直流電圧監視装置１８にて検知する電圧が設定値よりも低い場合は、バイパスコンタクタ制御装置１９へバイパスコンタクタ１７を閉成する指令を出力する。バイパスコンタクタ１７が閉成されると、直流分電盤１４には、シリコンドロッパ１６をバイパスした電圧が印加される。
【００２２】
以上説明した第１の実施形態による原子力発電プラント用直流電源設備の作用効果について、比較例である図４、図５を参照して説明する。
【００２３】
まず、図４および図５の原子力発電プラント用直流電源設備の問題点について説明する。
図４は、従来の原子力発電プラント用直流電源設備の概略ブロック図である。
発電所内の補機に交流電源を供給する交流低圧母線１から給電される充電器２によって充電器出力遮断器３および第１の蓄電池出力遮断器４を介して第１の蓄電池５が充電されると同時に、充電器２および第１の蓄電池５の出力は充電器出力遮断器３および第１の蓄電池出力遮断器４を介して直流主母線盤６に供給される。
【００２４】
直流主母線盤６からは直流主母線盤遮断器７および直流主母線盤遮断器１５を介して直流モータ１３に給電する直流モータコントロールセンタ１１、および直流分電盤遮断器２４を介して直流計測／制御機器２５に給電する直流分電盤１４に給電される。更に直流モータコントロールセンタ１１からは直流モータ給電用遮断器１２を介して直流モータ１３に給電される。
なお、直流が給電されて稼働する直流モータ１３や直流計測／制御機器２５をまとめて直流負荷と呼ぶ。
【００２５】
原子力発電プラント用直流電源設備の給電可能時間の延長には、非常用直流電源の供給源である第１の蓄電池５の容量増加が必要となるが、この蓄電池５を大容量化するには、蓄電池を並列に接続して対応することとなる。並列に接続している状態での蓄電池全体の抵抗は、蓄電池の大容量化に伴い小さくなり、直流電源設備に使用する遮断器の遮断電流は４０ｋＡ以下であるのに対し、例えば制御弁式蓄電池の場合、蓄電池の容量が３０００Ａｈを超えると、短絡電流が遮断器の遮断電流（４０ｋＡ）を上回ることから、３０００Ａｈを超える大容量化は困難であった。
【００２６】
したがって、蓄電池の大容量化の対応としては、予備の蓄電池を準備しておき、初めに使用した蓄電池が枯渇した後、枯渇した蓄電池を回路から切り離し、予備の蓄電池を回路に接続するという操作が必要である。
【００２７】
そこで、図５に示すように、第２の蓄電池９を第２の蓄電池出力遮断器１０を経由して第１の蓄電池出力遮断器４と接続し、第１の蓄電池出力遮断器４と第２の蓄電池出力遮断器１０が同時に両方とも閉成しない構成とする。これにより、直流電源設備の給電可能時間を延長することができる。図５の回路構成では、初めは第１の蓄電池出力遮断器４のみを閉成しておき、第１の蓄電池５の放電により、第１の蓄電池５が枯渇した後、第１の蓄電池出力遮断器４を開放し、第２の蓄電池出力遮断器１０を閉成する。これにより、直流電源を供給するという操作、すなわち遮断器の開閉操作により第２の蓄電池９からの給電を開始することができる。
【００２８】
しかし、交流電源が喪失し、照明等も十分でない状況下での原子力発電プラント用直流電源の復旧対応において、運転員に遮断器の切替操作を要求することは、迅速な復旧作業の妨げとなる。また、通常時においても、第１の蓄電池５と第２の蓄電池９を浮動充電する必要から、第１の蓄電池出力遮断器４と第２の蓄電池出力遮断器１０とを交互に切替える必要がある。
【００２９】
また、直流電源設備を直流負荷の設置される原子炉建屋から離れた高所に設置する対応場合、第１の蓄電池５から直流モータ１３までの電路が長くなる。その結果、電路での電圧降下が大きくなり、その対応として、ケーブル物量（太さ、本数）を増加する必要があった。
【００３０】
このような比較例１および２に対して第１の実施形態の設備では次のような作用効果を奏することができる。
（１）直流主母線盤６に接続する第１の蓄電池５に加え、直流モータ１３に給電する直流コントロールセンタ１１に新たに第２の蓄電池９を接続した。外部電源喪失などの非常時において、２つの蓄電池５，９から直流モータ１３への電流供給の切替制御は、人手による遮断器の切替を必要とせず、直流モータ１３への給電は蓄電池５，９の蓄電量により自動的に開始される。
【００３１】
（２）直流モータ１３で短絡が発生しても、短絡電流が遮断器１２の遮断電流以下となるように、第１の蓄電池５および第２の蓄電池９から直流コントロールセンタ１１までのケーブルの抵抗を適宜選択している。その結果、遮断器の破損を避けることができる。
【００３２】
（３）直流主母線盤６と直流モータコントロールセンタ１１の間にダイオード８が設けられている。これにより、直流モータコントロールセンタ１１に接続された第２の蓄電池９から直流主母線盤６側へ直流電力が供給されない。このような構成により、直流モータコントロールセンタ１１と直流モータ１３以外の部分で直流電源設備に短絡が発生しても、これに影響されず、直流モータ１３の運転を継続することができる。
【００３３】
（４）電路のケーブル抵抗による電圧降下を補償する分だけ、第１の蓄電池５および充電器２の出力電圧を定格の電圧よりも高く設定し、直流モータコントロールセンタ１１では、定格の電圧値となるように構成した。一方、低負荷側の直流主母線盤６と直流分電盤１４間にシリコンドロッパ１６とバイパスコンタクタ１７の並列回路を挿入して、直流計測／制御機器２５を過電圧状態から保護することができる。直流分電盤１４の電圧が設定値よりも低い場合は、バイパスコンタクタ１７を閉成して直流分電盤１４の電圧を所定値に維持するようにした。したがって、低負荷である直流計測／制御機器２５に安定した印加電圧を供給することができる。
【００３４】
以上のように第１の実施形態の原子力発電プラント用直流電源設備では、第１の蓄電池５とは別に第２の蓄電池９を設けて、外部電源喪失時に特許文献１の設備に比べて放電時間を長くし、さらに、外部電源喪失時に特許文献２では不可欠であった第１および第２の蓄電池の切替操作を必要とせずに蓄電池の放電時間を長くしつつ、ダイオード８により、短絡事故時に遮断器に大電流が流れることを防止することができる。その結果、信頼性の高い直流電源設備を提供できる。
【００３５】
第1の実施形態の設備を次のように変形して実施することができる。
バイパスコンタクタ１７は手動により開閉するようにしてもよい。通常は、非常時において、作業員が操作せずとも、上記のように直流分電盤１４の電圧を検出して、この電圧が低下した際に自動的にコンタクタが閉成されるように制御される。直流電圧監視装置１８あるいはバイパスコンタクタ制御装置１９が故障した場合、手動によるコンタクタ開閉を可能とすることで、直流計測／制御機器２５への電源供給をさらに確実に行うことができる。
【００３６】
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態による原子力発電プラント用直流電源設備の構成を示す。
第１の実施形態の設備は、直流主母線盤６と直流モータコントロールセンタ１１間の電路にダイオード８だけを設けた構成である。これに対して第２の実施形態は、ダイオード８と直列に抵抗２０を設置し、ダイオード８−抵抗２０の回路と並列となる電路、すなわちバイパス回路も設置する。このバイパス回路には、バイパスコンタクタ２１とバイパス回路用ダイオード２３が設けられる。
【００３７】
直流モータコントロールセンタ１１には直流電圧監視装置２６が接続され、直流モータコントロールセンタ１１の電圧が直流電圧監視装置２６で監視される。直流電圧監視装置２６で監視された直流モータコントロールセンタ１１の電圧が所定の電圧値、たとえば直流モータ１３が動作する定格電圧範囲以上の場合であれば、バイパスコンタクタ２１を開放させる指令がバイパスコンタクタ制御装置２７からバイパスコンタクタ２１に出力される。これによりバイパスコンタクタ２１が開放されることにより、直流モータコントロールセンタ１１には、ダイオード８および抵抗２０によって低下した電圧が印加される。
【００３８】
また、逆に、直流モータコントロールセンタ１１に接続される電圧が所定の電圧値よりも低い場合は、直流電圧監視装置２６は、バイパスコンタクタ２１を閉成する指令をバイパスコンタクタ制御装置２７がバイパスコンタクタ２１に出力される。これによりバイパスコンタクタ２１が閉成されることにより、直流モータコントロールセンタ１１には、ダイオード８、抵抗２０をバイパスした電圧、すなわち抵抗２０による電圧降下のない電圧が印加される。
【００３９】
抵抗２０の値は、直流モータ給電用遮断器１２の下流側で短絡事故が発生した場合に、第２の蓄電池９、および第１の蓄電池５の両方から供給される短絡電流の合計が直流モータ給電用遮断器１２の遮断電流４０ｋＡ以下になる値とする。
【００４０】
また、ダイオード８−抵抗２０の回路に並列接続されたバイパスコンタクタ２１が閉成している状態は、直流モータコントロールセンタ１１の電圧が定格値よりも低くなっている状態である。この時は、第２の蓄電池９、第１の蓄電池５とも電圧が下がっているので、バイパスコンタクタ２１が開路している状態よりも短絡電流は小さくなる。直流モータ１３で短絡事故が発生した場合は、第２の蓄電池９および第１の蓄電池５の両方から供給される短絡電流の合計が、４０ｋＡ以下となるように、第１の蓄電池５および第２の蓄電池９から直流モータコントロールセンタ１１までの電路のケーブルの抵抗値が選定される。
【００４１】
以上のように抵抗２０の抵抗値と、第１の蓄電池５および第２の蓄電池９から直流モータコントロールセンタ１１までの電路のケーブルの抵抗値を選定することにより、直流モータ１３で短絡事故が発生しても、遮断器でこの短絡電流を遮断することができる。
【００４２】
以上説明した第２の実施形態の設備は、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができ、さらに次のような作用効果も奏する。
（１）直流モータ１３で短絡が発生しても、短絡電流が遮断器１２の遮断電流以下となるようにすることができ、遮断器の破損を避けることができる。短絡電流を遮断器１２の遮断電流以下とするために、第２の実施形態では直流主母線盤６と直流モータコントロールセンタ１１の間の電路にダイオード８および抵抗２０が設置されている。ダイオード８よりも直流主母線盤６側の回路で短絡事故が発生した時には、直流主母線盤６に接続された第１の蓄電池５のみから短絡電流が供給される。ダイオード８よりも直流モータコントロールセンタ１１側の直流モータ１３が接続されている回路で短絡事故が発生した時には、直流モータコントロールセンタ１１に接続された第２の蓄電池９からの短絡電流と、直流主母線盤６に接続された第１の蓄電池５から短絡点までの電路のケーブル抵抗、および設置された抵抗２０によって拘束された短絡電流が供給される。これらの短絡電流が遮断器の遮断電流以下となるように、第１および第２の蓄電池５，９から直流モータコントロールセンタ１１までの電路の抵抗値を選定することにより、蓄電池の大容量化、すなわち、直流電源設備の電源供給時間を延長を可能としている。
【００４３】
第２の実施形態の設備を次のように変形して実施することができる。
（１）直流電圧監視装置２６からバイパスコンタクタ２１へ送信される信号は、直流モータコントロールセンタ１１の電圧値としてもよい。この場合、バイパスコンタクタ制御装置２７側で、直流モータコントロールセンタ１１の電圧値が所定の電圧値より高い場合は、バイパスコンタクタ２１を開放し、あるいは所定の電圧値以下の場合はバイパスコンタクタを閉成するように制御するようにしてもよい。
【００４４】
（２）バイパスコンタクタ２１は手動により開閉するようにしてもよい。通常は、非常時において、作業員が操作せずとも、上記のように直流モータコントロールセンタ１１の電圧を検出して、この電圧が低下した際に自動的にコンタクタが閉成されるように制御される。直流電圧監視装置あるいはバイパスコンタクタ制御装置が故障した場合、手動によるコンタクタ開閉を可能とすることで、直流モータへの電源供給をさらに確実に行うことができる。
【００４５】
（第３の実施形態）
図３は第３の実施形態による原子力発電プラント用直流電源設備の構成を示す。第１の実施形態が直流主母線盤６と直流モータコントロールセンタ１１間の電路にダイオード８を、直流主母線盤６と直流分電盤１４の間にシリコンドロッパ１６を設けているのに対して、第３の実施形態では、直流主母線盤６と直流モータコントロールセンタ１１間の電路にＤＣ−ＤＣコンバータ２８を、また、直流主母線盤６と直流分電盤１４間の電路にＤＣ−ＤＣコンバータ２９を設置した構成となっている。
【００４６】
詳細な回路は省略するが、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８、２９は、スイッチング素子、コイル、コンデンサ、ダイオード等を備える。昇圧動作を行う場合は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８、２９は、入力される直流電源からの電力をスイッチング素子でＯｎ−Ｏｆｆし、Ｏｎ時にコイルに蓄えられたエネルギーをＯｆｆ時に入力直流電源に上乗せして出力することにより入力よりも高い電圧を出力する。この出力電圧の制御は、スイッチング素子のＯｎ−Ｏｆｆ時間を制御することにより行うことができ、入力電圧が変化しても出力電圧を所定の電圧値に保つことが可能である。
【００４７】
また、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８、２９の出力側には、第１、第２の実施形態と同様にダイオード（不図示）が設けられ、第２の蓄電池９からＤＣ−ＤＣコンバータ２８、２９から直流主母線盤６側への電源供給は出来ない構成となっている。
更に直流主母線盤６と直流モータコントロールセンタ１１間の電路に設置したＤＣ−ＤＣコンバータ２８には垂下特性を持たせ、出力電流が過大になることを抑制している。これにより、直流モータ１３にて短絡事故が発生した場合、第２の蓄電池９および第１の蓄電池５の両方から供給される短絡電流の合計が４０ｋＡ以下となるようにする。
【００４８】
なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８、２９の制御は次のとおりである。直流モータコントロールセンタ１１、および直流分電盤１４のそれぞれに直流電圧監視装置２６、１８が接続される。直流電圧監視装置２６、１８により検出される直流電圧が所定の電圧値以下となった場合に、直流主母線盤６側から供給される直流電圧を昇圧して、直流モータコントロールセンタ１１および直流分電盤１４の電圧が所定の電圧になるように、それぞれの回路のＤＣ−ＤＣコンバータ２８、２９を制御する。
なお、この場合、所定の電圧値とは、たとえば直流モータコントロールセンタ１１においては直流モータ１３の動作する定格電圧範囲であり、直流分電盤１４においては直流計測／制御機器２５の定格動作電圧範囲である。
【００４９】
なお、ＤＣ−ＤＣコンバータは上記のように昇圧だけでなく、降圧も可能な構成とすることもできる。昇降圧が可能なＤＣ−ＤＣコンバータを用いることにより、入力される直流電源の電圧が所定の電圧より低い場合は、上記のように所定の電圧となるように昇圧する。あるいは入力される直流電源電圧が所定の電圧より高い場合は、これを降圧して直流分電盤１４側に供給する。すなわち、入力される直流電源の電圧を昇圧あるいは降圧して調整し、直流分電盤１４側に供給することができる。
【００５０】
以上説明した第３の実施形態の設備は、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができ、さらに次のような作用効果も奏する。
（１）直流主母線盤６と直流モータコントロールセンタ１１の間にダイオードを備えたＤＣ−ＤＣコンバータ２８が設けられている。これにより、直流モータコントロールセンタ１１に接続された第２の蓄電池９から直流主母線盤６側へ直流電力が供給されない。このような構成により、直流モータコントロールセンタ１１と直流モータ１３以外の部分で直流電源設備に短絡が発生しても、これに影響されず、直流モータ１３の運転を継続することができる。
【００５１】
（２）直流計測／制御機器２５側の給電ラインにもＤＣ／ＤＣコンバーター２９を挿入し、直流分電盤１４の電圧が安定するようにした。これにより、直流計測／制御機器２５に安定した印加電圧を供給することができる。
【００５２】
（３）直流モータ１３で短絡が発生しても、短絡電流が遮断器１２の遮断電流以下となるようにすることができ、遮断器の破損を避けることができる。短絡電流を遮断器１２の遮断電流以下とするために、第３の実施形態では、第２の実施形態で使用する抵抗２０に替えて垂下特性を持つＤＣ−ＤＣコンバータ２８を設けている。
【００５３】
以上の説明は本発明の実施形態の例であり、本発明はこれらの実施形態に限定されない。当業者であれば、本発明の特徴を損なわずに様々な変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１・・・交流低圧母線                    
２・・・充電器
３・・・充電器出力遮断器                
４・・・第１の蓄電池出力遮断器
５・・・第１の蓄電池                    
６・・・直流主母線盤、
７・・・直流主母線盤遮断器(モータコントロールセンタ用)
８・・・ダイオード                      
９・・・第２の蓄電池
１０・・・第２の蓄電池出力遮断器      
１１・・・直流モータコントロールセンタ
１２・・・直流モータ給電用遮断器      
１３・・・直流モータ
１４・・・直流分電盤                  
１５・・・直流主母線盤遮断器(分電盤用)
１６・・・シリコンドロッパ            
１７・・・バイパスコンタクタ
１８、２６・・・直流電圧監視装置      
１９・・・バイパスコンタクタ制御装置
２０・・・抵抗              
２１・・・ダイオード−抵抗回路バイパスコンタクタ
２３・・・バイパス回路用ダイオード    
２４・・・直流分電盤遮断器
２５・・・直流計測／制御機器（ＤＣＭ／ＤＣＣ）
２７・・・バイパスコンタクタ制御装置
２８、２９・・・ＤＣ−ＤＣコンバータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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