(57)【要約】  実施形態は、フォールトトレラントな配電モジュール（ＰＤＭ）を対象とする。ＰＤＭは、発電プラントに、プラントが発電した電力の一部分をプラントの運転のための直流（ＤＣ）信号として供給するために含まれる。配電システムは、プラントが発電した電力の一部分を一つ以上のＰＤＭに交流（ＡＣ）信号として分配する。ＰＤＭは、様々なプラント負荷に電力を供給する。プラント負荷は、発電プラントの運転の安全性に関連し得る。プラント負荷の少なくとも一つは、非安全関連の負荷である。ＰＤＭはＤＣ電源であり得る。発電プラントは、一つ以上の発電モジュール（ＰＧＭ）アセンブリを含み得る。ＰＧＭアセンブリの少なくとも一つは、原子炉を含み得る。したがって、発電プラントは、モジュール式原子力発電プラントであり得る。
2019518400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電プラントで発電された電力を前記発電プラント内の複数のプラント負荷に供給するフォールトトレラント配電のモジュールであって、
前記モジュールに交流（ＡＣ）信号を供給する前記発電プラントの複数のＡＣバスからの複数の入力部と、
前記複数のプラント負荷の第１の負荷分離グループ（ＬＳＧ）に結合された第１の直流（ＤＣ）バスと、
前記複数のプラント負荷の第２のＬＳＧに結合された第２のＤＣバスと、
第１のチャネルと、
第２のチャネルと
を含み、
前記複数のＡＣバスの少なくとも一つが前記第１のチャネルに前記ＡＣ信号を供給する場合に第１の整流器が前記ＡＣ信号を整流して前記第１のＤＣバスに第１のＤＣ信号を選択的に供給し、
前記第１のＤＣ信号は前記整流されたＡＣ信号の第１の部分を含み、
前記複数のＡＣバスが前記第１のチャネルに前記ＡＣ信号を供給しない場合に第１の電池が前記第１のＤＣバスに前記第１のＤＣ信号を選択的に供給し、
前記第１のＤＣ信号は前記第１の電池に蓄積されたエネルギーを含み、
前記複数のＡＣバスの少なくとも一つが前記第２のチャネルに前記ＡＣ信号を供給する場合に第２の整流器が前記ＡＣ信号を整流して前記第２のＤＣバスに第２のＤＣ信号を選択的に供給し、
前記第２のＤＣ信号は前記整流されたＡＣ信号の第２の部分を含み、
前記複数のＡＣバスが前記第２のチャネルに前記ＡＣ信号を供給しない場合に第２の電池が前記第２のＤＣバスに前記第２のＤＣ信号を選択的に供給し、
前記第２のＤＣ信号は前記第２の電池に蓄積されたエネルギーを含む、モジュール。
【請求項２】
前記複数のプラント負荷の第３のＬＳＧに結合された第３のＤＣバスと、
前記複数のプラント負荷の第４のＬＳＧに結合された第４のＤＣバスと、
第３のチャネルと、
第４のチャネルと
をさらに含み、
前記複数のＡＣバスの少なくとも一つが前記第３のチャネルに前記ＡＣ信号を供給する場合に第３の整流器が前記ＡＣ信号を整流して前記第３のＤＣバスに第３のＤＣ信号を選択的に供給し、
前記第３のＤＣ信号は前記整流されたＡＣ信号の第３の部分を含み、
前記複数のＡＣバスが前記第３のチャネルに前記ＡＣ信号を供給しない場合に第３の電池が前記第３のＤＣバスに前記第３のＤＣ信号を選択的に供給し、
前記第３のＤＣ信号は前記第３の電池に蓄積されたエネルギーを含み、
前記複数のＡＣバスの少なくとも一つが前記第４のチャネルに前記ＡＣ信号を供給する場合に第４の整流器が前記ＡＣ信号を整流して前記第４のＤＣバスに第４のＤＣ信号を選択的に供給し、
前記第４のＤＣ信号は前記整流されたＡＣ信号の第４の部分を含み、
前記複数のＡＣバスが前記第４のチャネルに前記ＡＣ信号を供給しない場合に第４の電池が前記第４のＤＣバスに前記第４のＤＣ信号を選択的に供給し、
前記第４のＤＣ信号は前記第４の電池に蓄積されたエネルギーを含む、請求項１のモジュール。
【請求項３】
前記複数のＡＣバスの少なくとも一つが前記第１のチャネルに前記ＡＣ信号を供給する場合に第３の整流器が前記ＡＣ信号を整流して前記第１のＤＣバスに第３のＤＣ信号を選択的に供給し、
前記第３のＤＣ信号は前記ＡＣ信号の第３の整流された部分を含み、
前記複数のＡＣバスの少なくとも一つが前記第１のチャネルに前記ＡＣ信号を供給しない場合に第３の電池が前記第１のＤＣバスに前記第３のＤＣ信号を選択的に供給し、
前記第３のＤＣ信号は前記第３の電池に蓄積されたエネルギーを含み、
前記複数のＡＣバスの少なくとも一つが前記第２のチャネルに前記ＡＣ信号を供給する場合に第４の整流器が前記ＡＣ信号を整流して前記第２のＤＣバスに第４のＤＣ信号を選択的に供給し、
前記第４のＤＣ信号は前記整流されたＡＣ信号の第４の部分を含み、
前記複数のＡＣバスの少なくとも一つが前記第２のチャネルに前記ＡＣ信号を供給しない場合に第４の電池が前記第２のＤＣバスに前記第４のＤＣ信号を選択的に供給し、
前記第４のＤＣ信号は前記第４の電池に蓄積されたエネルギーを含む、請求項１のモジュール。
【請求項４】
前記第１の電池の容量により、前記第１の電池が前記第１のＬＳＧに前記第１のＤＣ信号を少なくとも２４時間にわたって供給することが有効となり、
前記第２の電池の容量により、前記第２の電池が前記第２のＬＳＧに前記第２のＤＣ信号を少なくとも２４時間にわたって供給することが有効となり、
前記第３の電池の容量により、前記第３の電池が前記第３のＬＳＧに前記第３のＤＣ信号を少なくとも７２時間にわたって供給することが有効となり、
前記第４の電池の容量により、前記第４の電池が前記第４のＬＳＧに前記第４のＤＣ信号を少なくとも７２時間にわたって供給することが有効となる、請求項３のモジュール。
【請求項５】
前記第１のチャネルが第１の電池充電器を含み、
前記複数のＡＣバスの少なくとも一つが前記第１のチャネルに前記ＡＣ信号を供給する場合に前記第１の電池充電器は、前記第１の電池を選択的に充電して前記第１の電池のフロート電圧を維持し、
前記第２のチャネルが第２の電池充電器を含み、
前記複数のＡＣバスの少なくとも一つが前記第２のチャネルに前記ＡＣ信号を供給する場合に前記第２の電池充電器は、前記第２の電池を選択的に充電して前記第２の電池のフロート電圧を維持する、請求項１のモジュール。
【請求項６】
前記第１のＤＣバスと前記第１の電池とを選択的に結合する第１のスイッチと、
前記第２のＤＣバスと前記第２の電池とを選択的に結合する第２のスイッチと
をさらに含む、請求項１のシステム。
【請求項７】
前記第１のＤＣバス及び前記第２のＤＣバスの各々の少なくとも一部分が、一つ以上のスイッチギアモジュールに含まれる、請求項１のシステム。
【請求項８】
発電プラントで発電された電力を前記発電プラントに局所的に供給するフォールトトレラントなシステムであって、
第１のチャネルと
第２のチャネルと
を含み、
前記第１のチャネルは、
交流（ＡＣ）信号を受け取るように各々有効にされる複数のＡＣ入力と、
前記複数のＡＣ入力の少なくとも一つから前記ＡＣ信号を受け取ったことに応答して第１のＤＣ信号を生成する第１のサブシステムと、
前記複数のＡＣ入力の前記少なくとも一つから前記ＡＣ信号を受け取ったことに応答して第２のＤＣ信号を生成する第２のサブシステムと、
前記第１のサブシステム又は前記第２のサブシステムから前記第１のＤＣ信号又は前記第２のＤＣ信号の少なくとも一方を受け取ったことに応答して、前記受け取った第１のＤＣ信号又は前記第２のＤＣ信号を複数のプラント負荷の第１のサブセットに供給する第１のＤＣバスと
を含み、
前記第２のチャネルは、
前記複数のＡＣ入力の少なくとも一つから前記ＡＣ信号を受け取ったことに応答して第３のＤＣ信号を生成する第３のサブシステムと、
前記複数のＡＣ入力の少なくとも一つから前記ＡＣ信号を受け取ったことに応答して第４のＤＣ信号を生成する第４のサブシステムと、
前記第３のサブシステム又は前記第４のサブシステムから前記第３のＤＣ信号又は前記第４のＤＣ信号の少なくとも一方を受け取ったことに応答して、前記受け取った第３のＤＣ信号又は前記第４のＤＣ信号を前記複数のプラント負荷の前記第１のサブセットに供給する第２のＤＣバスと
を含む、システム。
【請求項９】
第３のチャネルと、
第４のチャネルと
をさらに含み、
前記第３のチャネルは、
前記複数のＡＣ入力の少なくとも一つから前記ＡＣ信号を受け取ったことに応答して、第５のＤＣ信号を生成する第５のサブシステムと、
前記複数のＡＣ入力の少なくとも一つから前記ＡＣ信号を受け取ったことに応答して、第６のＤＣ信号を生成する第６のサブシステムと、
前記第５のサブシステム又は前記第６のサブシステムから前記第５のＤＣ信号又は前記第６のＤＣ信号の少なくとも一方を受け取ったことに応答して、前記受け取った第５のＤＣ信号又は前記第６のＤＣ信号を前記複数のプラント負荷の第２のサブセットに供給する第３のＤＣバスと
を含み、
前記第４のチャネルは、
前記複数のＡＣ入力の少なくとも一つから前記ＡＣ信号を受け取ったことに応答して第７のＤＣ信号を生成する第７のサブシステムと、
前記複数のＡＣ入力の少なくとも一つから前記ＡＣ信号を受け取ったことに応答して第８のＤＣ信号を生成する第８のサブシステムと、
前記第７のサブシステム又は前記第８のサブシステムから前記第７のＤＣ信号又は前記第８のＤＣ信号の少なくとも一方を受け取ったことに応答して、前記受け取った第７のＤＣ信号又は前記第８のＤＣ信号を前記複数のプラント負荷の前記第２のサブセットに供給する第４のＤＣバスと
を含む、請求項８のシステム。
【請求項１０】
前記第１のチャネルの前記第１のサブシステムが、第１の電池と第１の充電モジュールとを含み、
前記第１のチャネルの前記第２のサブシステムが、第２の電池と第２の充電モジュールとを含み、
前記第１のサブシステムが前記ＡＣバスから前記ＡＣ信号を受け取ったことに応答して前記第１の充電モジュールは、前記ＡＣ信号の少なくとも一部分を前記第１のＤＣ信号に変換することによって前記第１のＤＣ信号を生成し、前記第１のＤＣ信号の一部分を用いて前記第１の電池のフロート電圧を充電及び維持し、前記第１のＤＣ信号の別の部分を前記第１のＤＣバスに供給し、
前記第２のサブシステムが前記ＡＣバスから前記ＡＣ信号を受け取ったことに応答して前記第２の充電モジュールは、前記ＡＣ信号の少なくとも一部分を前記第２のＤＣ信号に変換することによって前記第２のＤＣ信号を生成し、前記第２のＤＣ信号の一部分を用いて、前記第２の電池のフロート電圧を充電及び維持し、前記第２のＤＣ信号の別の部分を前記第１のＤＣバスに供給する、請求項８のシステム。
【請求項１１】
前記第１のチャネルの前記第１のサブシステムが、第１の電池と第１の充電モジュールとを含み、
前記第１のチャネルの前記第２のサブシステムが、第２の電池と第２の充電モジュールとを含み、
前記第１のサブシステムが前記ＡＣバスから前記ＡＣ信号を受け取らないことに応答して前記第１の電池は、前記第１のＤＣ信号を選択的に生成して前記第１のＤＣ信号を前記第１のＤＣバスに選択的に供給し、
前記第２のサブシステムが前記ＡＣバスから前記ＡＣ信号を受け取らないことに応答して前記第２の電池は、前記第２のＤＣ信号を選択的に生成して前記第２のＤＣ信号を前記第１のＤＣバスに選択的に供給する、請求項８のシステム。
【請求項１２】
前記第１のチャネルの前記第１のサブシステムは、
第１の電池と、
第１の充電モジュールと、
前記第１のＤＣバスと前記第１の電池とを選択的に結合及び分離する第１のスイッチと
を含み、
前記第１のチャネルの前記第２のサブシステムは、
第２の電池と、
第２の充電モジュールと、
前記第２のＤＣバスと前記第２の電池とを選択的に結合及び分離する第２のスイッチと
を含む、請求項８のシステム。
【請求項１３】
前記ＡＣ信号の電圧が約４８０ＶのＡＣであり、
前記第１のＤＣ信号及び前記第２のＤＣ信号の電圧が約１２５Ｖである、請求項８のシステム。
【請求項１４】
前記ＡＣ信号は、前記発電プラントに含まれる原子炉によって発生した熱から生成され、
前記複数のプラント負荷の前記第１のサブセットは、前記原子炉を運転するために用いられる、請求項８のシステム。
【請求項１５】
原子力発電プラント内の複数のプラント負荷に直流（ＤＣ）電力を供給するフォールトトレラントな電源であって、
複数の交流（ＡＣ）入力と、
第１の供給区画と
を含み、
前記複数のＡＣ入力は、前記発電プラントの局所分配バスが前記複数のＡＣ入力に一つ以上のＡＣ信号を供給し、
前記第１の供給区画は、
第１の電池と、
第２の電池と、
第１の電池充電器と、
第２の電池充電器と、
前記複数のプラント負荷の第１のサブセットに第１のＤＣ信号を供給するべく有効とされた第１のＤＣバスと
を含み、
前記複数のＡＣ入力の少なくとも一つが前記第１の供給区画に前記ＡＣ信号を供給する場合に前記第１の電池充電器又は前記第２の電池充電器の少なくとも一方が、前記ＡＣ信号を用いて、少なくとも、前記第１のＤＣバスに前記第１のＤＣ信号を供給し、
前記複数のＡＣ入力が前記第１の供給区画に前記ＡＣ信号を供給しない場合に前記第１の電池又は前記第２の電池の少なくとも一方が、前記第１のＤＣバスに前記第１のＤＣ信号を選択的に供給する、電源。
【請求項１６】
第１のスイッチが、前記複数のＡＣバスの少なくとも一つと前記第１の電池充電器とを選択的に結合及び分離することにより、前記複数のＡＣバスの前記少なくとも一つと前記第１の電池充電器とが結合される場合に前記複数のＡＣバスの前記少なくとも一つが第１の電池充電器に前記ＡＣ信号を供給するべく有効とされて前記第１の電池充電器は、前記ＡＣ信号を用いて前記第１のＤＣバスに前記第１のＤＣ信号を供給するべく有効とされ、
第２のスイッチが、前記複数のＡＣバスの少なくとも一つと前記第２の電池充電器とを選択的に結合及び分離することにより、前記複数のＡＣバスの前記少なくとも一つと前記第２の電池充電器とが結合される場合に前記複数のＡＣバスの前記少なくとも一つが第２の電池充電器に前記ＡＣ信号を供給するべく有効とされて前記第２の電池充電器は、前記ＡＣ信号を用いて前記第１のＤＣバスに前記第１のＤＣ信号を供給するべく有効とされる、請求項１５の電源。
【請求項１７】
第２の供給区画をさらに含み、
前記第２の供給区画は、
第３の電池と、
第４の電池と、
第３の電池充電器と、
第４の電池充電器と、
前記複数のプラント負荷の第２のサブセットに第２のＤＣ信号を供給するべく有効とされる第２のＤＣバスと
を含み、
前記複数のＡＣバスの少なくとも一つが前記第２の供給区画に前記ＡＣ信号を供給する場合に前記第３の電池充電器又は前記第４の電池充電器の少なくとも一方が、前記ＡＣ信号を用いて、少なくとも、前記第２のＤＣバスに前記第２のＤＣ信号を供給し、
前記複数のＡＣバスが前記第２の供給区画に前記ＡＣ信号を供給しない場合に前記第３の電池又は前記第４の電池の少なくとも一方が、前記第２のＤＣバスに前記第２のＤＣ信号を選択的に供給する、請求項１５の電源。
【請求項１８】
前記複数のＡＣバスの少なくとも一つと前記第１の供給区画とを選択的に結合及び分離する第１のスイッチと、
前記複数のＡＣバスの少なくとも一つと前記第２の供給区画とを選択的に結合及び分離する第２のスイッチと
をさらに含み、
前記複数のＡＣバスの前記少なくとも一つと前記第１の供給区画とが結合される場合に前記複数のＡＣバスの前記少なくとも一つが前記第１の電池充電器又は前記第２の電池充電器の少なくとも一方に前記ＡＣ信号を供給するべく有効とされ、
前記第１の電池充電器又は前記第２の電池充電器の前記少なくとも一方が、前記ＡＣ信号を用いて前記第１のＤＣバスに前記第１のＤＣ信号を供給するべく有効とされ、
前記複数のＡＣバスの前記少なくとも一つと前記第２の供給区画とが結合される場合に前記ＡＣバスの前記少なくとも一つが前記第３の電池充電器又は前記第４の電池充電器の少なくとも一方に前記ＡＣ信号を供給するべく有効とされ、
前記第３の電池充電器又は前記第４の電池充電器の少なくとも一方が、前記ＡＣ信号を用いて前記第２のＤＣバスに前記第２のＤＣ信号を供給するべく有効とされる、請求項１７の電源。
【請求項１９】
前記第１の電池と前記第１の電池充電器とを選択的に結合及び分離する第１のスイッチと、
前記第２の電池と前記第２の電池充電器とを選択的に結合及び分離する第２のスイッチと
をさらに含み、
前記複数のＡＣバスの前記少なくとも一つが前記第１の供給区画に前記ＡＣ信号を供給して前記第１の電池が前記第１の電池充電器に結合される場合に前記第１の電池充電器は、少なくとも、前記第１の電池を充電し、又は前記第１の電池のフロート電圧を維持するべく有効とされ、
前記複数のＡＣバスの前記少なくとも一つが前記第２の供給区画に前記ＡＣ信号を供給して前記第２の電池が前記第２の電池充電器に結合される場合に前記第２の電池充電器は、少なくとも、前記第２の電池を充電し、又は前記第２の電池の前記フロート電圧を維持するべく有効とされる、請求項１５の電源。
【請求項２０】
前記一つ以上のＡＣ信号が前記発電プラントに含まれる原子炉によって発生した熱から生成される、請求項１５の電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権主張
本出願は、その内容が本明細書に組み込まれる、２０１６年４月２１日に出願された米国特許出願第１５／１３５３２４号の優先権を主張する。
【０００２】
本出願は、発電プラントの配電に関し、詳しくは、発電プラントの様々な負荷及び安全関連システムに直流（ＤＣ）電力を供給する冗長フォールトトレラント配電モジュールに関するがこれに限定されない。
【背景技術】
【０００３】
原子炉を用いる発電プラントなどの発電プラントは電力を発電する。発電された電力の大部分は遠隔の消費者に送られる。しかしながら、発電された電力の一部分は、発電プラントに局所的に分配される。局所的に分配される電力は、プラントを運転することと、安全関連機能を提供することとを目的として使用される。より具体的には、局所的に分配される電力は、効率的かつ安全な発電を実行及び保証するべく必要とされる様々な電気システム、機械システム、及び／又は空気圧／油圧システムに電力を供給するために使用される。
【０００４】
原子炉プラントの従来の設計では、通常の条件下で安全関連機能を実行するべく、及び交流（ＡＣ）電力の喪失後に様々なシステムを安全にシャットダウンするべく局所的に分配される電力が必要とされる。発電プラントは、そのような安全関連の作業にクラス１Ｅの直流（ＤＣ）構成要素及びシステムを用い得る。そのようなクラス１ＥのＤＣシステムは、典型的には、発電プラントが発電しているときに動作可能な状態のままであることを必要とする。したがって、従来のプラント設計では、クラス１Ｅのハードウェアを保守することは、プラントが発電しているときには、プラント及び／又はプラントの人員に対するかなりの危険を伴い得る。プラントが発電しているときに安全関連機能が動作可能な状態のままであり、プラントの人員に対する危険を低減させるようにするために、従来のプラント設計のベストプラクティスは、クラス１Ｅハードウェアをプラント停止中に保守することを必要とする。上記その他の懸念のために、以下の開示が提供される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１６−５０８２１６号公報
【発明の概要】
【０００６】
様々な実施形態は、フォールトトレラントな直流（ＤＣ）電力配電モジュール（ＰＤＭ）を対象とする。ＰＤＭは、発電プラント内の様々なクリティカルなプラント負荷及び非クリティカルなプラント負荷にＤＣ電力信号を供給する。クリティカルなプラント負荷には、安全関連の負荷が含まれ得る。ＰＤＭの様々な実施形態は、非クラス１Ｅ構成要素とみなされ得る。ＰＤＭは、本明細書で開示されるように、ＤＣ電力が失われた場合に安全関連システムの作動を意図せずに引き起こす可能性を低減させる。したがって、ＰＤＭの様々な実施形態は、発電プラントでＤＣ電力の喪失が発生する可能性を低減させる。フォールトトレランスにより、たとえ発電プラント（及びＰＤＭ）が電力を発電及び／又は供給しているときでさえも、システム保守活動を行う柔軟性が有効となる。少なくとも一つの実施形態において、ＰＤＭは、１２５ＶのＤＣ電力信号を、様々なモジュール固有のプラント電気負荷又は共通プラント電気負荷に供給又は提供する。
【０００７】
様々な実施形態において、ＰＤＭはモジュール固有のＰＤＭであり得る。他の実施形態において、ＰＤＭは、共通プラントＰＤＭであり得る。モジュール固有のＰＤＭと共通プラントＰＤＭの両方がフォールトトレラントであり、通常のプラント運転中に、ＰＤＭ機能全体を失うことなく任意の構成要素が運用から外され得るように冗長性を含む。
【０００８】
様々な実施形態において、フォールトトレラントＰＤＭは、発電プラント内で発電される電力を発電プラント内のプラント負荷に供給する。ＰＤＭは、入力と、第１のＤＣバスと、第２のＤＣバスと、第１のチャネルと、第２のチャネルとを含み得る。入力は、発電プラントの交流（ＡＣ）バスに結合され、モジュールにＡＣ信号を供給する。第１のＤＣバスは、プラント負荷の第１の負荷分離グループ（ＬＳＧ）に結合される。第２のＤＣバスは、複数のプラント負荷の第２のＬＳＧに結合される。
【０００９】
ＡＣバスの少なくとも一つが第１のチャネルにＡＣ信号を供給する場合、第１の整流器がＡＣ信号を整流して第１のＤＣバスに第１のＤＣ信号を選択的に供給する。第１のＤＣ信号は、整流されたＡＣ信号の第１の部分を含む。ＡＣバスが第１のチャネルにＡＣ信号を供給しない場合、第１の電池が第１のＤＣバスに第１のＤＣ信号を選択的に供給する。第１のＤＣ信号は、第１の電池に蓄えられたエネルギーを含む。
【００１０】
ＡＣバスの少なくとも一つが第２のチャネルにＡＣ信号を供給する場合、第２の整流器がＡＣ信号を整流して第２のＤＣバスに第２のＤＣ信号を選択的に供給する。第２のＤＣ信号は、整流されたＡＣ信号の第２の部分を含む。ＡＣバスが第２のチャネルにＡＣ信号を供給しない場合、第２の電池が第２のＤＣバスに第２のＤＣ信号を選択的に供給する。第２のＤＣ信号は、第２の電池に蓄えられたエネルギーを含む。
【００１１】
いくつかの実施形態では、モジュールは、第３のＤＣバスと、第４のＤＣバスと、第３のチャネルと、第４のチャネルとをさらに含む。第３のＤＣバスは、プラント負荷の第３のＬＳＧに結合される。第４のＤＣバスは、プラント負荷の第４のＬＳＧに結合される。ＡＣバスの少なくとも一つが第３のチャネルにＡＣ信号を供給する場合、第３の整流器がＡＣ信号を整流して第３のＤＣバスに第３のＤＣ信号を選択的に供給する。第３のＤＣ信号は、整流されたＡＣ信号の第３の部分を含む。ＡＣバスが第３のチャネルにＡＣ信号を供給しない場合、第３の電池が第３のＤＣバスに第３のＤＣ信号を選択的に供給する。第３のＤＣ信号は、第３の電池に蓄えられたエネルギーを含む。
【００１２】
ＡＣバスの少なくとも一つが第４のチャネルにＡＣ信号を供給する場合、第４の整流器がＡＣ信号を整流して第４のＣＤバスに第４のＤＣ信号を選択的に供給する。第４のＤＣ信号は、整流されたＡＣ信号の第４の部分を含む。ＡＣバスが第４のチャネルにＡＣ信号を供給しない場合、第４の電池が第４のＤＣバスに第４のＤＣ信号を選択的に供給する。第４のＤＣ信号は、第４の電池に蓄えられたエネルギーを含む。
【００１３】
少なくとも一つの実施形態では、ＡＣバスの少なくとも一つが第１のチャネルにＡＣ信号を供給する場合、第３の整流器がＡＣ信号を整流して第１のＤＣバスに第３のＤＣ信号を選択的に供給する。第３のＤＣ信号は、ＡＣ信号の第３の整流された部分を含む。複数のＡＣバスが第１のチャネルにＡＣ信号を供給しない場合、第３の電池が第１のＤＣバスに第３のＤＣ信号を選択的に供給する。第３のＤＣ信号は、第３の電池に蓄えられたエネルギーを含む。
【００１４】
ＡＣバスの少なくとも一つが第２のチャネルにＡＣ信号を供給する場合、第４の整流器がＡＣ信号を整流して第２のＤＣバスに第４のＤＣ信号を選択的に供給する。第４のＤＣ信号は、整流されたＡＣ信号の第４の部分を含む。ＡＣバスが第２のチャネルにＡＣ信号を供給しない場合、第４の電池が第２のＤＣバスに第４のＤＣ信号を選択的に供給する。第４のＤＣ信号は、第４の電池に蓄えられたエネルギーを含む。
【００１５】
いくつかの実施形態では、第１の電池の容量により、第１の電池が第１のＬＳＧに第１のＤＣ信号を少なくとも２４時間にわたって供給することが有効となる。第２の電池の容量により、第２の電池が第２のＬＳＧに第２のＤＣ信号を少なくとも２４時間にわたって供給することが有効となる。第３の電池の容量により、第３の電池が第３のＬＳＧに第３のＤＣ信号を少なくとも７２時間にわたって供給することが有効となる。第４の電池の容量により、第４の電池が第４のＬＳＧに第４のＤＣ信号を少なくとも７２時間にわたって供給することが有効となる。
【００１６】
少なくとも一つの実施形態では、第１のチャネルは、第１の電池充電器を含む。ＡＣバスの少なくとも一つが第１のチャネルにＡＣ信号を供給する場合、第１の電池充電器は、第１の電池を選択的に充電して第１の電池のフロート電圧を維持する。第２のチャネルは、第２の電池充電器を含む。複数のＡＣバスの少なくとも一つが第２のチャネルにＡＣ信号を供給する場合、第２の電池充電器は、第２の電池を選択的に充電して第２の電池のフロート電圧を維持する。
【００１７】
いくつかの実施形態では、モジュールは、第１のスイッチ及び第２のスイッチをさらに含み得る。第１のスイッチは、第１のＤＣバスと第１の電池とを選択的に結合する。第２のスイッチは、第２のＤＣバスと第２の電池とを選択的に結合する。第１のＤＣバス及び第２のＤＣバスの各々の少なくとも一部分は、一つ以上のスイッチギアモジュールに含まれ得る。
【００１８】
いくつかの実施形態は、フォールトトレラントシステムを含む。システムは、発電プラントで発電された電力を当該発電プラントに局所的に供給する。システムは、ＡＣ入力と、第１のチャネルと、第２のチャネルとを含む。ＡＣ入力は各々、ＡＣ信号を受け取るべく有効とされる。第１のチャネルは、第１のサブシステムと、第２のサブシステムと、第１のＤＣバスとを含む。第２のチャネルは、第３のサブシステムと、第４のサブシステムと、第２のＤＣバスとを含む。
【００１９】
第１のサブシステムは、複数のＡＣ入力の少なくとも一つからＡＣ信号を受け取ったことに応答して、第１のＤＣ信号を生成する。第２のサブシステムは、複数のＡＣ入力の少なくとも一つからＡＣ信号を受け取ったことに応答して、第２のＤＣ信号を生成する。第１のＤＣバスは、第１のサブシステム又は第２のサブシステムから第１のＤＣ信号又は第２のＤＣ信号の少なくとも一方を受け取ったことに応答して、受け取った第１のＤＣ信号又は第２のＤＣ信号をプラント負荷の第１のサブセットに供給する。
【００２０】
第３のサブシステムは、複数のＡＣ入力の少なくとも一つからＡＣ信号を受け取ったことに応答して、第３のＤＣ信号を生成する。第４のサブシステムは、複数のＡＣ入力の少なくとも一つからＡＣ信号を受け取ったことに応答して、第４のＤＣ信号を生成する。第２のＤＣバスは、第３のサブシステム又は第４のサブシステムから第３のＤＣ信号又は第４のＤＣ信号の少なくとも一方を受け取ったことに応答して、受け取った第３のＤＣ信号又は第４のＤＣ信号をプラント負荷の第１のサブセットに供給する。
【００２１】
少なくとも一つの実施形態は、第３のチャネルと第４のチャネルとを含む。第３のチャネルは、第５のサブシステムと、第６のサブシステムと、第３のＤＣバスとを含む。第４のチャネルは、第７のサブシステムと、第８のサブシステムと、第４のＤＣバスとを含む。第５のサブシステムは、複数のＡＣ入力の少なくとも一つからＡＣ信号を受け取ったことに応答して、第５のＤＣ信号を生成する。第６のサブシステムは、複数のＡＣ入力の少なくとも一つからＡＣ信号を受け取ったことに応答して、第６のＤＣ信号を生成する。第３のＤＣバスは、第５のサブシステム又は第６のサブシステムから第５のＤＣ信号又は第６のＤＣ信号の少なくとも一方を受け取ったことに応答して、受け取った第５のＤＣ信号又は第６のＤＣ信号をプラント負荷の第２のサブセットに供給する。
【００２２】
第７のサブシステムは、複数のＡＣ入力の少なくとも一つからＡＣ信号を受け取ったことに応答して、第４のＤＣ信号を生成する。第８のサブシステムは、ＡＣ入力の少なくとも一つからＡＣ信号を受け取ったことに応答して、第８のＤＣ信号を生成する。第４のＤＣバスは、第７のサブシステム又は第８のサブシステムから第７のＤＣ信号又は第８のＤＣ信号の少なくとも一方を受け取ったことに応答して、受け取った第７のＤＣ信号又は第８のＤＣ信号を複数のプラント負荷の第２のサブセットに供給する。
【００２３】
様々な実施形態において、第１のチャネルの第１のサブシステムは、第１の電池と第１の充電モジュールとを含む。第１のチャネルの第２のサブシステムは、第２の電池と第２の充電モジュールとを含み得る。第１の充電モジュールは、第１のサブシステムがＡＣバスからＡＣ信号を受け取ったことに応答して、ＡＣ信号の少なくとも一部分を第１のＤＣ信号に変換することによって第１のＤＣ信号を生成する。第１の充電モジュールは、第１のＤＣ信号の一部分を用いて、第１の電池のフロート電圧を充電及び維持して第１のＤＣ信号の別の部分を第１のＤＣバスに供給する。第２の充電モジュールは、第２のサブシステムがＡＣバスからＡＣ信号を受け取ったことに応答して、ＡＣ信号の少なくとも一部分を第２のＤＣ信号に変換することによって第２のＤＣ信号を生成する。第２の充電モジュールはまた、第２のＤＣ信号の一部分を用いて、第２の電池のフロート電圧を充電及び維持して第２のＤＣ信号の別の部分を第１のＤＣバスに供給する。
【００２４】
少なくとも一つの実施形態では、第１の電池は、第１のサブシステムがＡＣバスからＡＣ信号を受け取らないことに応答して、第１のＤＣ信号を選択的に生成するとともに第１のＤＣ信号を第１のＤＣバスに選択的に供給する。第２の電池は、第２のサブシステムがＡＣバスからＡＣ信号を受け取らないことに応答して、第２のＤＣ信号を選択的に生成するとともに第２のＤＣ信号を第１のＤＣバスに選択的に供給する。
【００２５】
様々な実施形態において、第１のチャネルの第１のサブシステムは、第１の電池と、第１の充電モジュールと、第１のスイッチとを含む。第１のスイッチは、第１のＤＣバスと第１の電池とを選択的に結合及び分離する。第１のチャネルの第２のサブシステムは、第２の電池と、第２の充電モジュールと、第２のスイッチとを含む。第２のスイッチは、第２のＤＣバスと第２の電池とを選択的に結合及び分離する。ＡＣ信号の電圧は、約４８０ＶのＡＣであり得る。第１のＤＣ信号及び第２のＤＣ信号の電圧は、約１２５Ｖであり得る。ＡＣ信号は、発電プラントに含まれる原子炉によって発生した熱から生成され得る。プラント負荷の第１のサブセットは、原子炉を運転するために用いられる。さらに、プラン負荷の第２のサブセットは、原子炉を運転するために用いられ得る。
【００２６】
様々な実施形態は、原子力発電プラント内のプラント負荷に直流（ＤＣ）電力を供給するフォールトトレラント電源を含む。電源は、交流（ＡＣ）入力と第１の供給区画とを含み得る。発電プラントの局所分配バスが、ＡＣ入力に一つ以上のＡＣ信号を供給する。第１の供給区画は、第１の電池と、第２の電池と、第１の電池充電器と、第２の電池充電器と、第１のＤＣバスとを含む。第１のＤＣバスは、プラント負荷の第１のサブセットに第１のＤＣ信号を供給するべく有効にされる。ＡＣ入力の少なくとも一つが第１の供給区画にＡＣ信号を供給する場合、第１の電池充電器又は第２の電池充電器の少なくとも一方が、ＡＣ信号を用いて、少なくとも、第１のＤＣバスに第１のＤＣ信号を供給する。ＡＣ入力が第１の供給区画にＡＣ信号を供給しない場合、第１の電池又は第２の電池の少なくとも一方が、第１のＤＣバスに第１のＤＣ信号を選択的に供給する。
【００２７】
電源のいくつかの実施形態は、第１のスイッチと第２のスイッチとをさらに含む。第１のスイッチは、ＡＣバスの少なくとも一つと第１の電池充電器とを選択的に結合及び分離する。ＡＣバスの少なくとも一つと第１の電池充電器とが結合されると、ＡＣバスのその少なくとも一つは、第１の電池充電器にＡＣ信号を供給するべく有効とされる。第１の電池充電器は、ＡＣ信号を用いて第１のＤＣバスに第１のＤＣ信号を供給するべく有効とされる。第２のスイッチは、ＡＣバスの少なくとも一つと第２の電池充電器とを選択的に結合及び分離する。ＡＣバスの少なくとも一つと第２の電池充電器とが結合されると、ＡＣバスのその少なくとも一つは、第２の電池充電器にＡＣ信号を供給するべく有効とされる。第２の電池充電器は、ＡＣ信号を用いて第１のＤＣバスに第１のＤＣ信号を供給するべく有効とされる。
【００２８】
いくつかの実施形態では、電源は第２の供給区画も含む。第２の供給区画は、第３の電池と、第４の電池と、第３の電池充電器と、第４の電池充電器と、第２のＤＣバスを含む。第２のＤＣバスは、プラント負荷の第２のサブセットに第２のＤＣ信号を供給するべく有効とされる。ＡＣバスの少なくとも一つが第２の供給区画にＡＣ信号を供給する場合、第３の電池充電器又は第４の電池充電器の少なくとも一方が、ＡＣ信号を用いて、少なくとも、第２のＤＣバスに第２のＤＣ信号を供給する。ＡＣバスが第２の供給区画にＡＣ信号を供給しない場合、第３の電池又は第４の電池の少なくとも一方が、第２のＤＣバスに第２のＤＣ信号を選択的に供給する。
【００２９】
電源のいくつかの実施形態は、第１のスイッチと第２のスイッチとを含む。第１のスイッチは、ＡＣバスの少なくとも一つと第１の供給区画とを選択的に結合及び分離する。ＡＣバスの少なくとも一つと第１の供給区画とが結合されると、ＡＣバスのその少なくとも一つは、第１の電池充電器又は第２の電池充電器の少なくとも一方にＡＣ信号を供給するべく有効とされる。第１の電池充電器又は第２の電池充電器の少なくとも一方は、ＡＣ信号を用いて第１のＤＣバスに第１のＤＣ信号を供給するべく有効とされる。第２のスイッチは、ＡＣバスの少なくとも一つと第２の供給区画とを選択的に結合及び分離する。ＡＣバスの少なくとも一つと第２の供給区画とが結合されると、ＡＣバスのその少なくとも一つは、第３の電池充電器又は第４の電池充電器の少なくとも一方にＡＣ信号を供給するべく有効とされる。第３の電池充電器又は第４の電池充電器の少なくとも一方は、ＡＣ信号を用いて第２のＤＣバスに第２のＤＣ信号を供給するべく有効とされる。
【００３０】
他の実施形態では、第１のスイッチは、第１の電池と第１の電池充電器とを選択的に結合及び分離する。ＡＣバスの少なくとも一つが第１の供給区画にＡＣ信号を供給して第１の電池が第１の電池充電器に結合されると、第１の電池充電器は、少なくとも、第１の電池を充電するか又は第１の電池のフロート電圧を維持するべく有効とされる。第２のスイッチは、第２の電池と第２の電池充電器とを選択的に結合及び分離する。ＡＣバスの少なくとも一つがＡＣ信号を第２の供給区画に供給して第２の電池が第２の電池充電器に結合されると、第２の電池充電器は、少なくとも、電池を充電するか又は第２の電池のフロート電圧を維持するべく有効とされる。少なくとも一つの実施形態では、電源は、第２の供給区画をさらに含む。第２の供給区画は、第３の電池と、第４の電池と、第３の電池充電器と、第４の電池充電器と、第２のＤＣバスとを含む。
【００３１】
本発明の好ましい例及び代替例を、以下の図面を参照して以下で詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１Ａ】本明細書で開示される様々な実施形態と一致する発電モジュールアセンブリを示す概略図である。
【図１Ｂ】本明細書で開示される様々な実施形態と一致するモジュール式発電プラントを示す概略図である。
【図１Ｃ】本明細書で開示される様々な実施形態と一致する、図１ＢのＰＤＭのための複数のフォールトトレラントＰＤＭフィードを示す概略図である。
【図２Ａ】１２台のモジュール式発電機を含む発電プラントの運転のために発電された電力を局所的に分配するフォールトトレラント配電システムの第１の部分を示す単線配線図である。
【図２Ｂ】１２台のモジュール式発電機を含む発電プラントの運転のために発電された電力を局所的に分配するフォールトトレラント配電システムの第２の部分を示す単線配線図である。
【図３Ａ】フォールトトレラントなモジュール固有の配電モジュールの一つの実施形態を示す概略図である。
【図３Ｂ】図３Ａのモジュール固有の配電モジュールのチャネルＡを示す単線配線図である。
【図４Ａ】フォールトトレラントな共通プラント配電モジュールの一つの実施形態を示す概略図である。
【図４Ｂ】図４Ａの共通プラント配電モジュールの区画Ｉを示す単線配線図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下で、本明細書の一部を構成し、本発明を実施するための具体的な実施形態を例示する添付の図面を参照して様々な実施形態についてさらに十分に説明する。しかしながら、実施形態は、多くの異なる形態で具体化されてもよく、本明細書に記載の実施形態に限定されると解釈されるべきではない。そうではなく、これらの実施形態は、本開示が十分かつ完全であり、実施形態の範囲を当業者に完全に伝えるように提供されるものである。特に、様々な実施形態は、方法、システム、媒体、又はデバイスであり得る。したがって、様々な実施形態は、完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態、又はソフトウェアとハードウェアの態様を組み合わせた実施形態であり得る。したがって、以下の詳細な説明は限定的ではない。
【００３４】
本明細書及び特許請求の範囲を通して、以下の用語は、文脈上明らかに他の意味に解されるのでない限り、本明細書において明示的に関連付けられた意味を取る。「ここで（ｈｅｒｅｉｎ）」という用語は、本出願と関連付けられた明細書、請求項及び図面を指す。本明細書で使用される「一つの実施形態において」という語句は、同じ実施形態を指す場合もあるが、必ずしもそうとは限らない。さらに、本明細書で使用される「他の実施形態において」という語句は、異なる実施形態を指す場合もあるが、必ずしもそうとは限らない。よって、以下で説明するように、本発明の様々な実施形態は、本発明の範囲又は精神から逸脱することなく、容易に組み合わせられ得る。
【００３５】
さらに、本明細書で使用される場合、「又は（若しくは）」という用語は、包含的「論理和」演算子であり、文脈上明らかに他の意味に解されるのでない限り、「及び／又は」という用語と等価である。「に基づいて（ｂａｓｅｄ  ｏｎ）」という用語は排他的ではなく、文脈上明らかに他の意味に解されるのでない限り、記載されていない追加の要素に基づくものであることを許容する。また、明細書全体を通して、「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」の意味は複数の言及を含む。「ｉｎ」の意味は、「ｉｎ」及び「ｏｎ」を含む。
【００３６】
本明細書で使用される場合、「スイッチギア」という用語は、これに限定されないが、スイッチ、ヒューズ、回路遮断器などの様々な配電構成要素及び／又はハードウェアを指示するのに使用される。「スイッチギアモジュール」とは、複数のスイッチギア構成要素及びスイッチギアモジュールバスを含むモジュールである。スイッチギアモジュールは、スイッチギアモジュールバスを介して、一つ以上の出力に電気的に結合された一つ以上の入力を含み得る。全体を通して論じられ、様々な図に示されるように、スイッチギアモジュールには、スイッチ、回路遮断器、ヒューズなどの様々なスイッチギア構成要素が含まれ、スイッチギアモジュールの入力と出力とを仲介し得る。
【００３７】
手短にいうと、実施形態は、フォールトトレラントな配電モジュール（ＰＤＭ）を対象とする。ＰＤＭは、モジュール式発電プラントに、プラントの運転のための直流（ＤＣ）電力としてプラントによって発電された電力の一部分を供給するために含まれ得る。フォールトトレラントな配電システムは、プラントによって発電された電力の一部分を一つ以上のＰＤＭに分配し得る。ＰＤＭは、様々なプラント負荷に電力を供給する。いくつかの実施形態では、プラント負荷は、発電プラントの運転の安全性に関連し得る。プラント負荷の少なくとも一つは、非安全関連の負荷であり得る。様々な実施形態において、ＰＤＭはＤＣ電源であり得る。
【００３８】
少なくとも一つの実施形態では、発電プラントは、一つ以上の発電モジュール（ＰＧＭ）アセンブリを含み得る。ＰＧＭアセンブリの少なくとも一つは、原子炉を含み得る。したがって、発電プラントは、モジュール式原子力発電プラントであり得る。
【００３９】
発電プラント（及び含まれる一つ以上のＰＧＭアセンブリ）の運転では、これに限定されないが、モータ、バルブアクチュエータ、センサ、制御室、制御棒、放射線モニタ、並びにその他の電気的構成要素及び／又は機械的構成要素を駆動する負荷など、様々な負荷に電力供給することが必要である。いくつかの実施形態では、電力は、ＰＧＭアセンブリを始動及び／又は動作させるために必要であるが、ＰＧＭアセンブリの動作を安全にシャットダウンするには不要である。しかしながら、一つ以上のＰＧＭアセンブリが発電していない場合でも、プラントにＤＣ電力を供給することは依然としてクリティカルであり得る。例えば、プラント負荷の一つ以上へのＤＣ電力が瞬間的に失われた場合、一つ以上の安全関連システムの作動がトリガされ得る。
【００４０】
ＰＤＭはフォールトトレラントであるため、一つ以上のＰＧＭアセンブリ（又は配電システム）からＡＣ電力が失われても、安全関連システムの作動を意図せずにトリガすることにはならない。さらに、ＰＤＭはフォールトトレラントであるため、配電システム及びＰＤＭは、発電プラントがオンラインである間、遠隔の消費者向けのＡＣ電力を発電しながら、保守され、及び／又は交換され得る。したがって、ＰＤＭは、より柔軟な発電プラント保守スケジュールを有効にする。いくつかの実施形態では、フォールトトレラントなシステムは故障許容システムである。
【００４１】
様々な実施形態において、ＰＤＭはモジュール固有のＰＤＭであり得る。モジュール固有のＰＤＭは、発電プラントに含まれる特定のＰＧＭアセンブリに対応する。モジュール固有のＰＤＭは、対応するＰＧＭアセンブリに固有の負荷に給電する。少なくとも一つの実施形態では、発電プラントで発電され、特定のモジュール固有のＰＤＭに分配される電力の少なくとも一部分が、ＰＧＭアセンブリの動作が自立的であるように、対応するＰＧＭアセンブリによって発電される。他のＰＤＭは、共通プラントＰＤＭであり得る。共通プラントＰＤＭは、複数のＰＧＭアセンブリに共通の負荷に給電し得る。発電プラントで発電され、共通プラントＰＤＭに分配される電力は、一つ以上のＰＧＭアセンブリによって発電され得る。
【００４２】
様々な実施形態において、モジュール固有のＰＤＭは、２つの冗長な区画、区画Ｉ及び区画ＩＩを含み得る。さらに、モジュール固有のＰＤＭは、少なくとも４つの電力チャネル、チャネルＡ、チャネルＢ、チャネルＣ及びチャネルＤを含むことができ、チャネルＡ及びチャネルＣは区画Ｉに含まれ、チャネルＢ及びチャネルＤは区画ＩＩに含まれる。
【００４３】
フォールトトレランスを有効にするために、いくつかの実施形態では、各電力チャネルは、２つの電池と、２つの電池充電器と、一つのＤＣバスとを含む。電池の少なくとも一つは、制御弁式鉛蓄電池（ＶＲＬＡ）であり得る。各電力チャネルは、対応する負荷分離グループに給電する。よって、少なくとも４つの負荷分離グループ、負荷分離グループＡ、負荷分離グループＢ、負荷分離グループＣ、及び負荷分離グループＤ、が含まれ得る。負荷分離グループＡと負荷分離グループＤとは、グループＡとグループＤとにグループ化されたプラント負荷が同一であるか、又は少なくとも類似しているという点で、冗長である。
【００４４】
少なくとも一つの実施形態では、通常の無欠陥運転条件下で、発電プラントによって発電された電力の一部分が入力電圧で交流（ＡＣ）としてモジュール固有のＰＤＭに供給される。入力電圧は、約４８０ＶのＡＣであり得る。モジュール固有のＰＤＭは、ＡＣ電力を出力電圧でＤＣ電流に変換する。様々な実施形態において、ＤＣ出力電圧は、ＡＣ入力電圧よりも低くなり得る。少なくとも一つの実施形態では、出力電圧は約１２５ＶのＤＣである。様々な負荷分離グループに出力電圧を供給している間、モジュール固有のＰＤＭは、対応する電池充電器を介して含まれる電池のフロート電圧を維持する。
【００４５】
モジュール固有のＰＤＭへのＡＣ入力電力が失われる事象（障害事象）において、電池は、少なくとも所定の時間量にわたって、各負荷分離グループにＤＣ出力電力を供給し続ける。冗長電池の各々は、対応する負荷分離グループの各々に全負荷を供給し得る。
【００４６】
いくつかの実施形態では、共通プラントＰＤＭは、少なくとも２つの区画、区画Ｉ及び区画ＩＩを含む。各区画は、これに限定されないがＶＲＬＡ電池などの２つの冗長電池と、２つの電池充電モジュールと、少なくとも一つのＤＣバスとを含む。区画Ｉと区画ＩＩとは、区画Ｉと区画ＩＩとに対応する共通プラント負荷が同一であるか、又は少なくとも類似しているという点で、冗長である。
【００４７】
少なくとも一つの実施形態では、正常な無欠陥運転条件下で、発電プラントによって発電された電力の一部分が入力電圧で交流（ＡＣ）として共通プラントＰＤＭに供給される。入力電圧は、約４８０ＶのＡＣであり得る。共通プラントＰＤＭは、ＡＣ電力を出力電圧でＤＣ電流に変換する。様々な実施形態において、ＤＣ出力電圧は、ＡＣ入力電圧よりも低くなり得る。少なくとも一つの実施形態では、出力電圧は約１２５ＶのＤＣである。出力電圧を供給している間、共通プラントＰＤＭは、対応する電池充電器を介して含まれる電池のフロート電圧を維持する。
【００４８】
共通プラントＰＤＭへのＡＣ入力電力が失われた場合、電池は、少なくとも所定の時間量にわたって、区画Ｉ又は区画ＩＩ内の負荷にＤＣ出力電力を供給し続ける。冗長電池の各々は、対応する区画の各々に全負荷を供給し得る。
【００４９】
モジュール固有のＰＤＭと共通プラントＰＤＭとはどちらも、通常の発電プラント運転中に、発電プラント機能を失うことなく一つ以上の構成要素が運用から外され得るように、構成要素ごとの十分な冗長性を含む。したがって、遠隔の消費者のための発電容量からプラントをオフラインで取り外さずに保守が行われ得る。ＰＤＭは、冗長構成要素間で負荷を移すためのスイッチを含み得る。例えば、特定のＰＤＭが、その特定のＰＤＭ内の単一チャネル内で負荷を移してもよい。スイッチは、電池間、電池充電モジュール間、及び様々なＤＣバス間に配置され得る。
【００５０】
運転環境の例示
【００５１】
図１Ａに、本明細書で開示される様々な実施形態と一致する発電モジュール（ＰＧＭ）アセンブリ１００の概略図を示す。いくつかの実施形態では、ＰＧＭアセンブリ１００はモジュール式原子炉アセンブリであるが、他の実施形態はそのように制約されず、ＰＧＭアセンブリ１００は流動エネルギー（熱）を発生する任意のモジュール式アセンブリであってよい。いくつかの実施形態では、ＰＧＭアセンブリ１００は、モジュール式核分裂炉アセンブリである。少なくとも一つの実施形態では、ＰＧＭアセンブリ１００は、モジュール式核融合炉アセンブリである。
【００５２】
ＰＧＭアセンブリ１００は、ＰＧＭベイ１４４に収容され得る。ＰＧＭベイ１４４は、水、又はＰＧＭアセンブリ１００の冷却を可能にする熱特性を含む何らかの他の材料の冷却槽１４６を含み得る。ＰＧＭアセンブリ１００の少なくとも一部分が、冷却槽１４６に浸漬され得る。したがって、ＰＧＭアセンブリ１００の少なくとも一部分が、冷却槽の水線１４７の頂部の下にあり得る。
【００５３】
ＰＧＭアセンブリ１００は、ＰＧＭ炉心１０２を含む。ＰＧＭ炉心１０２は、熱を制御可能に発生させるために用いられる任意のデバイス、アセンブリ、装置、又は構成であり得る。よって、ＰＧＭアセンブリ１００は、発熱アセンブリの一つの実施形態であり得る。いくつかの実施形態では、ＰＧＭ炉心１０２は、これに限定されないが、核分裂炉炉心などの原子炉炉心であり得る。ＰＧＭ炉心１０２はＰＧＭ冷却剤１４８に浸漬され得る。少なくとも一つの実施形態では、ＰＧＭ冷却剤１４８は、水、又はＰＧＭ炉心１０２から離れた（ＰＧＭ炉心１０２によって発生した）熱の流れを有効にする任意の他の材料を含む。
【００５４】
いくつかの実施形態では、ＰＧＭアセンブリ１００は、ＰＧＭ冷却剤１４８の流れを少なくとも部分的に制約し、方向付け、又は誘導する炉心シュラウド１３４を含む。図１Ａに示されるように、ＰＧＭ炉心１０２は、炉心シュラウド１３４によって少なくとも部分的に取り囲まれ得る。ＰＧＭ炉心１０２と、炉心シュラウド１３４と、ＰＧＭ冷却剤１４８とは、圧力容器１０４内に収容されている。
【００５５】
様々な実施形態において、ＰＧＭ炉心１０２は、ＰＧＭ冷却剤１４８に移される熱を発生する。図１Ａに流れ矢印で示されるように、圧力容器１０４内のＰＧＭ冷却剤１４８を加熱することにより、ＰＧＭ冷却剤１４８の概ね垂直方向の循環対流が発生する。炉心シュラウド１４８は、ＰＧＭ冷却剤１４８の概ね垂直方向の循環対流を少なくとも部分的に制約し、方向付け、又は誘導する。加圧器１０８が、ＰＧＭ冷却剤１４８の少なくとも加熱及び／又は対流に起因する圧力容器１０４内の内圧を調整し得る。
【００５６】
ＰＧＭ炉心１０２は、炉心シュラウド１３４の下部プレナム１３６にあるＰＧＭ冷却剤１４８の部分を加熱する。加熱されたＰＧＭ冷却剤１４８は、シュラウドライザ１３８から上方に流出する。ＰＧＭ冷却剤１４８が上方に流れるにつれて、加熱されたＰＧＭ冷却剤１４８は、複数の蒸気発生器１２２に熱を供給する。少なくともこの熱交換のために、加熱されたＰＧＭ冷却剤１４８がシュラウドライザ１３８から流出すると、ＰＧＭ冷却剤１４８は冷却される。図１Ａに流れ矢印で示されるように、シュラウドライザ１３８から出ると、ＰＧＭ冷却剤１４８は、炉心シュラウド１３４と圧力容器１０４との間を概ね下方に流れる。対流により、下部プレナム１３６の近くの冷却されたＰＧＭ冷却剤１４８が炉心シュラウド１３４内に引き戻される。ＰＧＭ炉心１０２は、対流が引き続き循環してＰＧＭ炉心１０２を冷却するように、ＰＧＭ冷却剤１４８を再加熱する。
【００５７】
圧力容器１０４は、格納容器１０６内に収容され得る。格納容器１０６は、ＰＧＭ炉心１０２に含まれる任意の材料及びＰＧＭ冷却剤１４８を含む、圧力容器１０４内の材料の閉じ込めを保証し得る。いくつかの実施形態では、ＰＧＭアセンブリ１００は、圧力容器１０４内の圧力を逃がし、及び／又は圧力容器１０４から余熱を消散させるために、複数のＰＧＭベント弁１１０及び／又は複数のＰＧＭ再循環弁１１８を含む。
【００５８】
給水は、蒸気発生器１２２及び発電機（図１Ａには図示せず）を含む回路内を流れることができる。蒸気発生器１２２内で、給水は加熱されて流れを発生する。発生した蒸気は、蒸気ヘッダ１２６から流出し、移された熱をＰＧＭアセンブリ１００から運び去る。複数の蒸気隔離弁１１４が、ＰＧＭアセンブリ１００から離れる蒸気の流れを調整する。蒸気は、電力又は何らかの他の形の利用可能なパワーを発生させるために、これに限定されないが図１Ｂの蒸気バス１６０などの蒸気バスを介して、これに限定されないが図１Ｂのタービン発電機１７６などの発電機に送られ得る。
【００５９】
蒸気内のエネルギーが電力を発生させた後、冷却された給水のＰＧＭアセンブリ１００への戻りは、複数の給水隔離弁１１２によって調整され得る。冷却された給水は、給水ヘッダ１２４を介して蒸気発生器１２２に戻されて、回路が完了する。
【００６０】
少なくともいくつかの実施形態では、ＰＧＭアセンブリ１００のシャットダウン後でさえも、ＰＧＭ炉心１０２は引き続き発熱し得る。例えば、ＰＧＭ炉心１０２が原子炉炉心を含む実施形態では、原子炉炉心は、原子炉炉心内の使用済み燃料と関連付けられた崩壊期間中に引き続き発熱し得る。ＰＧＭアセンブリ１００のシャットダウン後に発生する熱は、崩壊熱であり得る。したがって、ＰＧＭ炉心１０２及びＰＧＭアセンブリ１００の他の構成要素が、少なくとも崩壊熱によって過熱しないようにするために、ＰＧＭ炉心１０２によって発生したパワーは消散され得る。
【００６１】
崩壊熱を消散させるために、いくつかの実施形態では、ＰＧＭアセンブリ１００は、腐敗聴力（ｈｅａｒ）除去システム（ＤＨＲＳ）を含む。ＤＨＲＳは、ＰＧＭベイ１４４の冷却槽１４６に浸漬された複数のＤＨＲＳ熱交換器１２０と、給水／蒸気の流れを蒸気バスからそらすための複数の複数のＤＨＲＳ弁１１６とを含み得る。
【００６２】
ＰＧＭアセンブリ１００のシャットダウン中に、又は蒸気及び／若しくは加熱された給水を発電機に供給しないことが求められる別の事象の間に、複数の蒸気隔離弁１１４は、蒸気及び／又は加熱された給水が発電機に流れないように閉じられ得る。むしろ、蒸気及び／又は加熱された給水は、複数のＤＨＲＳ熱交換器１２０を流れ、冷却される。ＤＨＲＳ熱交換器１２０は余熱を冷却槽１４６内に廃棄する。崩壊熱交換器１２０を通る給水の循環流は、複数のＤＨＲＳ弁１１６によって調整され得る。
【００６３】
ＰＧＭ炉心１０２の発電速度は、一つ以上の制御棒１３０の位置決めによって調整され得る。一つ以上の制御棒１３０の位置決めは、制御棒駆動装置１３２によって駆動され得る。
【００６４】
ＰＧＭアセンブリ１００は、図１Ａに概略的に示される複数の診断センサ１４０を含む。診断センサ１４０は、ＰＧＭモジュール１００の様々な構成要素を監視するためにセンサデータを感知及び／又は生成し得る。診断センサ１４０は、温度センサ、圧力センサ、弁構成センサ、制御棒位置決めセンサ、放射能センサ、流体及び気体流量センサ、又はＰＧＭアセンブリ１００のパラメータを監視する任意の他のセンサなどの様々なタイプのセンサを含み得るが、これに限定されない。診断センサ１４０は、センサデータバス１４２上でセンサ出力信号を供給する。センサ出力データは、診断センサデータであってもよいし、単なるセンサデータであってもよい。診断センサ１４０は、安全センサ又は安全関連センサと、資産保護関連センサとを含み得る。
【００６５】
図１Ｂに、本明細書で開示される様々な実施形態と一致するモジュール式発電プラント１５０の概略図を示す。モジュール式発電プラント１５０は、発電モジュール（ＰＧＭ）アセンブリアレイ１５６を含む。ＰＧＭアセンブリアレイ１５６は、これに限定されないがＰＧＭアセンブリ１６４などの一つ以上のＰＧＭアセンブリを含む。いくつかの実施形態では、ＰＧＭアセンブリアレイ１５６に含まれるＰＧＭアセンブリ１６４の少なくとも一つが、図１ＡのＰＧＭアセンブリ１００と同様の特徴を含み得る。図１Ｂに示されるように、少なくとも一つの実施形態では、ＰＧＭアセンブリアレイ１５６は１２個のＰＧＭアセンブリを含む。しかしながら、他の実施形態では、ＰＧＭアセンブリアレイ１５６に含まれるＰＧＭアセンブリの数には、１２個よりも多い又は少ないＰＧＭアセンブリが含まれる。ＰＧＭハウジング１５２は、ＰＧＭアセンブリアレイ１５６の少なくとも一部分を収容し得る。
【００６６】
いくつかの実施形態では、一つ以上の発電機ハウジング１５４が発電機アレイ１５８を収容する。発電機アレイ１５８は、ＰＧＭアセンブリアレイ１５６によって発生した蒸気から電力又は何らかの他の形態の使用可能なパワーを発生させる一つ以上のデバイスを含む。したがって、発電機アレイ１５８は、これに限定されないがタービン発電機１７６などの一つ以上の発電機を含み得る。図１Ｂに示されるように、少なくとも一つの実施形態では、発電機アレイ１５８は１２台の発電機を含む。しかしながら、他の実施形態では、発電機アレイ１５８に含まれる発電機の数には、１２台より多い又は少ない発電機が含まれる。少なくとも一つの実施形態では、ＰＧＭアセンブリアレイ１５６に含まれる各ＰＧＭアセンブリと発電機アレイ１５８に含まれる各発電機との間に１対１の対応関係がある。
【００６７】
蒸気バス１６０は、ＰＧＭアセンブリアレイ１５６によって発生した蒸気を発電機アレイ１５８に送ることができる。蒸気バス１６０は、ＰＧＭアセンブリアレイ１５６に含まれるＰＧＭアセンブリと発電機アレイ１５８に含まれる発電機との間の１対１の対応関係を提供し得る。例えば、蒸気バス１６０は、特定のＰＧＭアセンブリによって発生した蒸気が特定の発電機にのみ供給されることを保証し得る。蒸気バス１６０は、特定の発電機に供給される蒸気が特定のＰＧＭアセンブリのみによって発生することをさらに保証し得る。
【００６８】
各発電機アレイ１５８内の各発電機によって発電された電力の一部分は、遠隔の消費者に送られ得る。例えば、発電された電力の一部分は、開閉所に供給され、遠隔の消費者に送られるべき電力グリッドに供給され得る。この遠隔伝送電力は、家庭、企業などに電力を供給し得る。
【００６９】
しかしながら、発電された電力の少なくとも別の部分は、発電プラント１５０を少なくとも部分的に運転するために、発電プラント１５０内で局所的に使用され得る。例えば、発電された電力の一部分は、発電プラント１５０内の様々な電気負荷に分配され得る。局所的に分配された電力は、これに限定されないが、発電プラント１５０の制御室１７０に電力を供給するなど、発電プラント１５０の運転に利用され得る。
【００７０】
開閉所及び電力グリッドの伝送電圧を整合させるために、各発電機によって発電された電力の遠隔伝送されるべき部分は、電力信号を介して、一つ以上の遠隔電圧伝送変圧器１８０に送られる。電力の伝送はより高い電圧の方がより効率的であり得るので、いくつかの実施形態では、一つ以上の遠隔伝送変圧器１８０は、昇圧変圧器であり得る。
【００７１】
図１Ｂには、遠隔伝送変圧器１８０に送られる各発電機からの遠隔伝送電力部分が示されている。電圧が伝送電圧に変換された後、遠隔伝送されるべき電力は、遠隔伝送バス１６２を介して開閉所（図示せず）に送られる。遠隔伝送変圧器１８０は発電プラント１５０のエンドユーザに給電するので、遠隔伝送変圧器１８０に含まれる変圧器は主電源変圧器（ＭＰＴ）であり得る。
【００７２】
発電プラント１５０内で適切な電圧で局所電力を供給するために、各発電機によって発電された電力の局所的に分配されるべき部分は、電力信号を介して一つ以上の局所分配変圧器１８２に送られる。発電プラント１５０内の様々な負荷は、発電機によって出力される電圧よりも低い電圧を必要とし得るので、一つ以上の局所分配変圧器１８２は降圧変圧器であり得る。局所分配変圧器１８２に含まれる変圧器は、ユニット補助変圧器（ＵＡＴ）であり得る。
【００７３】
図１Ｂには、発電機から局所分配変圧器１８２に送られる各発電機からの電力信号の局所的に分配された部分が示されている。電力信号の電圧が一つ以上の局所分配電圧に変換された後、局所的に分配されるべき電力信号は、局所分配バス１８４を介して一つ以上の配電モジュール（ＰＤＭ）１８６に送られる。ＰＤＭ１８６は、発電プラント１５０内の様々な負荷に給電する。ＰＤＭ１８６は、フォールトトレラントＰＤＭであり得る。
【００７４】
図１Ｃに、本明細書で開示される様々な実施形態と一致する、図１ＢのＰＤＭ１８６のための複数のフォールトトレラントＰＤＭフィードの概略図を示す。ＰＤＭフィード（又は単にフィード）は、局所分配バス１８４から一つ以上の対応するＰＤＭにＡＣ電力を供給する電気的結合又は接続であり得る。よって、図１ＣにはＰＤＭＳが示されていないが、図１Ｃに示される各フィードは、発電プラントに電力を分配する対応するＰＤＭに給電する。ＰＤＭの少なくとも一部分は、発電プラント１５０の発電機アレイ１５８に含まれる発電機に固有であるか、又はそれに対応し得る。ＰＤＭの様々な実施形態について、少なくとも図３Ａ〜図４Ｂに関連したものを含めて、全体にわたって論じる。
【００７５】
図１Ｃに示されるように、１２個のＰＤＭフィードが存在し、各ＰＤＭフィードは、発電機アレイ１５８に含まれる１２台の発電機の一つに対応するＰＤＭに給電する。これら１２個のモジュール固有のＰＤＭフィードには、ＰＤＭ＿１〜ＰＤＭ＿１２とラベル付けされている。さらに、複数のＰＤＭフィードは、図１Ｃに示される２つの共通プラントＰＤＭ（ＰＤＭ＿ＣＰ）などの、一つ以上の共通プラントＰＤＭフィードを含み得る。
【００７６】
交流（ＡＣ）電力信号が、局所分配バス１８４を介して複数のＰＤＭフィードの各々に供給される。少なくとも一つの実施形態では、各ＰＤＭフィードに供給されるＡＣ電力信号は、図１Ｂの発電プラント１５０の対応するＰＧＭアセンブリ／発電機対によって生成される。各ＰＤＭフィードは、局所分配バスから電力を受け取り、その電力を一つ以上の対応するＰＤＭに供給するべく有効とされる。以下で論じられるように、ＰＤＭは、受け取ったＡＣ電力信号を用いて直流（ＤＣ）電力信号を供給して、様々なプラント負荷に電力を供給するべく有効とされる。
【００７７】
いくつかの実施形態では、モジュール固有のＰＤＭ（ＰＤＭフィードＰＤＭ＿１〜ＰＤＭ＿１２を介して給電されるものなど）は、モジュール固有のＰＤＭに供給される電力を発電した対応するＰＧＭアセンブリと発電機の対に固有の負荷にＤＣ電力を供給する。共通プラントＰＤＭ（ＰＤＭフィードＰＤＭ＿ＣＰの一つを介して給電されるものなど）は、複数のＰＧＭアセンブリと発電プラントとに共通の負荷にＤＣ電力を供給し得る。
【００７８】
以下でさらに論じられるように、各ＰＤＭは、電池と対応する電池充電器とを含む。ＡＣ電力信号によって供給されたエネルギーを蓄積するべくＰＤＭが有効とされるので、特定のＰＧＭ、発電機、又は配電システムが故障し、及び／又はシャットダウンした場合に、各ＰＤＭが、含まれる電池によって、必要な負荷を十分に供給するＤＣ電力を引き続き供給することができる。例えば、各ＰＤＭフィードは、モジュール固有のフィードＰＤＭ＿１用の冗長フィード１９０及び１９２、並びに共通プラントフィードＰＤＭ＿ＣＰ用の冗長フィード１９４及び１９６として概略的に示される複数の冗長フィードを含み得る。
【００７９】
さらに、各ＰＤＭは、特定のＰＤＭ内の障害が、ＰＤＭが最大容量でＤＣ電力信号を供給するのを妨げないという点でフォールトトレラントである。よって、各ＰＤＭは、冗長なチャネル、電池、電池充電器などを含む。以下でさらに論じられるように、フィードＰＤＭ＿１によって供給されるようなモジュール固有のＰＤＭは、２つの冗長な区画、区画Ｉ及び区画ＩＩを含む。後述するように、モジュール固有の各区画は、少なくとも所定の時間量にわたって、対応するＰＧＭを運転し、シャットダウンし、監視するのに必要なＤＣ電力信号を供給するべく有効にされ得る。いくつかの実施形態では、ＰＧＭを安全にシャットダウンするには電力は不要である。各区画は、ＡＣ電力信号が局所分配バス１８４を介して送られる場合、必要なＤＣ電力を供給し得る。さらに、各区画は、ＡＣ電力信号が局所分配バス１８４を介して送られない場合、必要なＤＣ電力を供給し得る。
【００８０】
ＰＤＭ＿１によって供給されるモジュール固有のＰＤＭは、各区画が独立しており、及び／又は冗長であるため、区画Ｉ又は区画ＩＩの一方における障害を許容し得る。以下でさらに論じられるように、モジュール固有のＰＤＭ内の区画は、冗長性をさらに高める複数のチャネルを含む。同様に、ＰＤＭ＿ＣＳの一つによって給電されるＰＤＭなどの共通プラントＰＤＭも、２つの冗長区画、区画Ｉ及び区画ＩＩを含む。
【００８１】
フォールトトレラントな配電システム
【００８２】
図２Ａ〜図４Ｂは、配電システム及びモジュールの単線図を含む。よって、構造、特徴、及び構成要素は、幾分概略的な表現で示されている。様々な実施形態は、図２Ａ〜図４Ｂに示されるように、これより多い（又は少ない）構成要素及び特徴を含み得る。したがって、様々な図に示されている各スイッチギアモジュール、ケーブルバスモジュール、及び他の構造は、これより多い又は少ないスイッチ、遮断器、バス、接続部、ヒューズ、及び入出力端子などの構成要素を含み得る。単一の導電（又は電力伝送）路のみが表されている。しかしながら、様々な実施形態において、複数の導電路、入出力端子などが存在し得る。入力端子、出力端子、又は他の種類の接続は、複数の入力、出力、又は他の接続を概略的に表すように示されている場合がある。バス又は伝送路は、単線として示されているが、別個の供給源から別個の供給先に別個の電力信号を送るための複数の別個の異なる伝送路を含み得る。様々な電力信号は、三相信号などの多相信号であってもよい。簡潔明瞭に提示するために、全体にわたって単線図が使用されている。
【００８３】
図２Ａに、１２台のモジュール式発電機を含む発電プラントの運転のために発電された電力を局所的に分配するフォールトトレラント配電システムの第１の部分２００の単線配線図を示す。図２Ｂに、１２台のモジュール式発電機を含む発電プラントの運転のために発電された電力を局所的に分配するフォールトトレラント配電システムの第２の部分２５０の単線配線図を示す。
【００８４】
図２Ａ及び図２Ｂでは、スイッチギアに関する詳細の一部が概略的にのみ示されている。したがって、より多くいか又はより少ないスイッチ、遮断器及び他の構成要素が含まれ得る。システムの部分２００（図２Ａ）は、図１Ｂの発電プラント１５０の上部６つのＰＭアセンブリ及び上部６台の発電機に向けられ得る。システムの部分２５０（図２Ｂ）は、発電プラント１５０の下部６つのＰＭアセンブリ及び下部６台の発電機に向けられ得る。このシステムは、冗長な電力伝送路、ＰＤＭ主電源変圧器（ＭＰＴ）、及びユニット補助変圧器（ＵＡＴ）を備えたフォールトトレラントなシステムである。
【００８５】
部分２００は、６台の発電機、ＧＥＮ＿１、ＧＥＮ＿２、ＧＥＮ＿３、ＧＥＮ＿４、ＧＥＮ＿５、及びＧＥＮ＿６を含む。６台の発電機の各々は、４つのフロントエンドスイッチギアモジュール（ＳＧＭ）、ＳＧＭ＿０＿１、ＳＧＭ＿０＿２、ＳＧＭ＿０＿３、及びＳＧＭ＿４の少なくとも２つに選択的に結合される。別個の主電源変圧器（ＭＰＴ）が、開閉所に冗長的に給電するために、４つのフロントエンドスイッチギアモジュールの一つに選択的に結合される。部分２００はまた、４つのフロントエンドモジュールの各々のための対応するバックエンドスイッチギアモジュールＳＧＭ＿１＿１、ＳＧＭ＿１＿２、ＳＧＭ＿１＿３、及びＳＧＭ＿１＿４も含む。各フロントエンドスイッチギアモジュールは、ケーブルバスモジュール及び対応するユニット補助変圧器、ＵＡＴ＿１、ＵＡＴ＿２、ＵＡＴ＿３、及びＵＡＴ＿４を介して、対応するバックエンドスイッチギアモジュールに結合される。図２Ａに示されるように、電圧調整変圧器２１０が、一つ以上のＵＡＴと組み合わせて使用され得る。
【００８６】
部分２００はまた、６台の発電機の各々のための配電モジュールも含む。配電モジュールは、図２Ａには示されていない。６つの配電モジュールの各々は、少なくとも２つの冗長配電モジュールフィードを含む。配電モジュールフィードＰＤＭ＿１＿０及びＰＤＭ＿１＿１は各々、ＧＥＮ＿１に対応する配電モジュールに給電する。配電モジュールフィードＰＤＭ＿２＿０及びＰＤＭ＿２＿１は各々、ＧＥＮ＿２に対応する配電モジュールに給電する。配電モジュールフィードＰＤＭ＿３＿０及びＰＤＭ＿３＿１は各々、ＧＥＮ＿３に対応する配電モジュールに電力を供給する。配電モジュールフィードＰＤＭ＿４＿０及びＰＤＭ＿４＿１は各々、ＧＥＮ＿４に対応する配電モジュールに給電する。配電モジュールフィードＰＤＭ＿５＿０及びＰＤＭ＿５＿１は各々、ＧＥＮ＿５に対応する配電モジュールに給電する。配電モジュールフィードＰＤＭ＿６＿０及びＰＤＭ＿６＿１は各々、ＧＥＮ＿６に対応する配電モジュールに給電する。
【００８７】
配電モジュールフィード（例えば、ＰＤＭ＿１＿０）の様々な実施形態は、４つのサブフィードを含む。後述するように、配電モジュールの様々な実施形態は、４つの別個のチャネル（チャネルＡ、チャネルＢ、チャネルＣ、及びチャネルＤ）を含む。そのような実施形態は、図３Ａの配電モジュール３００を含む。ＰＤＭ＿１＿０は、対応する配電モジュールの４つのチャネルのうちの２つ（例えば、チャネルＡ及びチャネルＣ）に給電する。ＰＤＭ＿１＿０のサブフィードの２つは、２つのチャネルの一方（例えばチャネルＡ）に給電し、ＰＤＭ＿１＿０のその他２つのサブフィードは２つのチャネルの他方のチャネル（例えばチャネルＣ）に給電する。同様に、ＰＤＭ＿１＿１は、対応する配電モジュールの４つのチャネルのうちのその他２つ（例えば、チャネルＢ及びチャネルＤ）に給電する。ＰＤＭ＿１＿１のサブフィードの２つは、２つのチャネルの一方（例えばチャネルＢ）に給電し、ＰＤＭ＿１＿１のその他２つのサブフィードは２つのチャネルの他方のチャネル（例えばチャネルＤ）に給電する。したがって、これに限定されないが、図３ＡのＰＤＭ３００などの配電モジュールの様々な実施形態は、最大８つの別個のサブフィード（２つの配電フィードの各々の４つの別個のサブフィード）から電力を受け取る。少なくとも図３Ａに示されるように、配電モジュールフィード内の４つのサブフィードの各々が、対応する配電モジュールに含まれる別個の充電モジュールに給電する。
【００８８】
これらの冗長配電モジュールフィードの各々が、４つのバックエンドスイッチギアモジュール、ＳＧＭ＿１＿１、ＳＧＭ＿１＿２、ＳＧＭ＿１＿３、及びＳＧＭ＿１＿４、の一つの出力に結合される。図２Ａ〜図２Ｂに示されるシステムは、発電機ごとの冗長な電力伝送路、配電モジュールフィード、主電源変圧器（ＭＰＴ）、及びユニット補助変圧器（ＵＡＴ）を備えたフォールトトレラントなシステムである。
【００８９】
様々な実施形態において、システムは、一つ以上のバックアップ発電機（ＧＥＮ＿Ｂ）を含み得る。少なくとも一つの実施形態では、ＧＥＮ＿Ｂの電圧出力は約１３．８ｋＶのＡＣである。ＧＥＮ＿Ｂは、一つ以上のスイッチを介してフィード２１２に結合され得る。ＧＥＮ＿Ｂはまた、一つ以上のスイッチを介して、フロントエンドスイッチギアモジュール、ＳＧＭ＿０＿１、ＳＧＭ＿０＿２、ＳＧＭ＿０＿３、ＳＧＭ＿０＿４、ＳＧＭ＿０＿５、及びＳＧＭ＿０＿６、の一つにも結合され得る。ＧＥＮ＿Ｂは、ＰＧＭアセンブリ及び／又は対応する発電機の一つ以上が発電に利用できない場合に発電プラントに給電するために用いられ得る。ＧＥＮ＿Ｂに対応する第１のフィード２１２は、これに限定されないがＳＧＭ＿０＿１などのフロントエンドモジュールの少なくとも一つに選択的に結合され得る。ＧＥＮ＿Ｂに対応する第２のフィード２１２は、これに限定されないがＳＧＭ＿１＿１などのバックエンドモジュールの一つに選択的に結合され得る。いくつかの実施形態では、一つ以上の他のバックアップ発電機（図２Ａには図示せず）が、ＧＥＮ＿Ｂによって生成されたＡＣ信号よりも低い電圧でＰＤＭＳの一つ以上にＡＣ信号を供給するように構成され得る。例えば、ＧＥＮ＿Ｂは１３．８ｋＶのＡＣ信号を生成し、ＰＤＭに給電する一つ以上の発電機は４８０ＶのＡＣ信号を生成し得る。
【００９０】
システムは、バックエンドスイッチギアモジュールの一つ以上に結合された追加の配電モジュールフィードを含み得る。例えば、配電モジュールフィード２０２、２０４、２０６、及び２０８は、システム部分２００に含まれる６台の発電機の各々に共通の負荷に電力を分配する他の配電モジュールに給電し得る。配電モジュールフィード２０２、２０４、２０６、及び２０８によって給電される配電モジュールは、共通プラントＰＤＭであり得る。したがって、フィード２０２、２０４、２０６、及び２０８は、共通プラントフィードであり得る。配電モジュールフィード２０２、２０４、２０６、及び２０８は、発電プラントに含まれる様々な共通のポンプ及びモータ用の配電モジュールに給電し得る。
【００９１】
後述するように、配電モジュールの様々な実施形態は、２つの別個の区画（区画Ｉ及び区画ＩＩ）を含む。そのような実施形態は、図４Ａの配電モジュール４００を含む。これに限定されないが、フィード２０２、２０４、２０６、及び２０８などの共通プラントフィードは、対応する共通プラント配電モジュールの各区画に給電する。共通プラントフィード２０２のサブフィードの２つは、２つの区画の一方（例えば区画Ｉ）に給電し、共通プラントフィード２０２のその他２つのサブフィードは、他方の区画（例えば区画ＩＩ）に給電する。したがって、これに限定されないが、図４ＡのＰＤＭ４００などの配電モジュールの様々な実施形態は、共通プラント配電フィードに含まれる最大４つの別個のサブフィードから電力を受け取る。少なくとも図４Ａに示されるように、共通プラント配電モジュールフィード内の４つのサブフィードの各々が、対応する共通プラント配電モジュールに含まれる別個の充電モジュールに給電する。
【００９２】
様々な配電モジュールの各々は、リアルタイムで電力を分配し得る。さらに、図３Ａ〜図４Ｂの文脈で論じられるように、配電モジュールの一つ以上は、後で使用するために電力を蓄積する一つ以上の電池を充電するための一つ以上の充電モジュールを含み得る。ＧＥＮ＿Ｂに対応するフィード２１２は、フロントエンドスイッチギアモジュールの一つ以上に結合され得る。フィード２１４は、バックエンドスイッチギアモジュールの一つ以上に結合され得る。
【００９３】
図２Ｂのシステム部分２５０は、図２Ａのシステム部分２００と同様の特徴を含む。例えば、システム部分２５０は、６台の発電機、ＧＥＮ＿７、ＧＥＮ＿８、ＧＥＮ＿８、ＧＥＮ＿１０、ＧＥＮ＿１１、及びＧＥＮ＿１２を含む。６台の発電機の各々は、４つのフロントエンドスイッチギアモジュール、ＳＧＭ＿０＿５、ＳＧＭ＿０＿６、ＳＧＭ＿０＿７、及びＳＧＭ＿８、の少なくとも２つに選択的に結合される。別個の主電源変圧器（ＭＰＴ）が、開閉所に冗長的に給電するために、４つのフロントエンドスイッチギアモジュールの一つに選択的に結合される。部分２５０はまた、４つのフロントエンドモジュールの各々のための対応するバックエンドスイッチギアモジュールＳＧＭ＿１＿５、ＳＧＭ＿１＿６、ＳＧＭ＿１＿７、及びＳＧＭ＿１＿８も含む。各フロントエンドスイッチギアモジュールは、対応するユニット補助変圧器、ＵＡＴ＿５、ＵＡＴ＿６、ＵＡＴ＿７、及びＵＡＴ＿８を介して、対応するバックエンドスイッチギアモジュールに結合される。図２Ｂに示されるように、電圧調整変圧器２６０は、一つ以上のＵＡＴと組み合わせて使用され得る。
【００９４】
部分２５０はまた、６台の発電機の各々のための配電モジュール（図示せず）も含む。６つの配電モジュールの各々は、少なくとも２つの冗長配電モジュールフィードを含む。配電モジュールフィードＰＤＭ＿７＿０及びＰＤＭ＿７＿１は各々、ＧＥＮ＿７に対応する配電モジュールに給電する。配電モジュールフィードＰＤＭ＿８＿０及びＰＤＭ＿８＿１は各々、ＧＥＮ＿８に対応する配電モジュールに給電する。配電モジュールフィードＰＤＭ＿９＿０及びＰＤＭ＿９＿１は各々、ＧＥＮ＿９に対応する配電モジュールに給電する。配電モジュールフィードＰＤＭ＿１０＿０及びＰＤＭ＿１０＿１は各々、ＧＥＮ＿１０に対応する配電モジュールに給電する。ＰＤＭ＿１１＿０及びＰＤＭ＿１１＿１は各々ＧＥＮ＿１１に対応する。配電モジュールフィードＰＤＭ＿１２＿０及びＰＤＭ＿１２＿１は各々、ＧＥＮ＿１２に対応する配電モジュールに給電する。これらの冗長配電モジュールフィードの各々が、４つのバックエンドスイッチギアモジュールの一つの出力に結合される。図２Ａの文脈で上述したように、配電モジュールフィードの様々な実施形態は、４つのサブフィードを含む。部分２５０には共通プラント配電モジュールフィードも示されている。
【００９５】
モジュール固有の配電モジュール
【００９６】
図３Ａに、フォールトトレラントなモジュール固有のＰＤＭ３００の一つの実施形態の概略図を示す。モジュール固有のＰＤＭ３００は、モジュール固有のＰＤＭ３００と関連付けられた、及び／又はモジュール固有のＰＤＭ３００に割り当てられた複数のモジュール固有のプラント負荷にＤＣ電力信号を供給する。モジュール固有のＰＤＭ３００は、２つの区画、区画Ｉ及び区画ＩＩを含む。区画Ｉは、２つの電力チャネル、チャネルＡ及びチャネルＣを含む。区画ＩＩも、２つのチャネル、チャネルＢ及びチャネルＤを含む。
【００９７】
以下でさらに論じられるように、各電力チャネルは、少なくとも２つの冗長電池と、少なくとも２つの冗長電池充電モジュールと、ＤＣバスとを含み得る。４つのチャネルは各々、対応する負荷分離グループ（ＬＳＧ）に給電する。例えば、チャネルＡは対応するＬＳＧ  Ａに供給する。チャネルＡ及びチャネルＤと関連付けられた、及び／又はチャネルＡ及びチャネルＤに割り当てられたモジュール固有の負荷は同等である。同様に、チャネルＢ及びチャネルＣと関連付けられた、及び／又はチャネルＢ及びチャネルＣに割り当てられたモジュール固有の負荷も同等である。
【００９８】
対応するＰＧＭが発電しているときなど、通常の発電プラント運転の下では、モジュール固有のＰＤＭ３００は、発電プラント内から生成されたＡＣ電力信号を受け取る。モジュール固有のＰＤＭ３００は、受け取ったＡＣ電力信号からのエネルギーを含むＤＣ電力信号を出力する。ＡＣ電力信号の電圧は、出力されたＤＣ電力信号の電圧よりも大きい場合がある。例えば、入力されるＡＣ電力信号の電圧は、約４８０ＶのＡＣであり得る。出力されるＤＣ信号の電圧は、約１２５ＶのＤＣであり得る。モジュール固有のＰＤＭ３００は、冗長電池のフロート電圧を充電及び／又は維持しながら、関連付けられた、及び／又は割り当てられたプラント負荷に出力されたＤＣ電力信号を供給する。
【００９９】
ＡＣ電力信号が受け取られていない場合（ＡＣ信号を生成したＰＧＭの運転がシャットダウンされた場合など）、モジュール固有のＰＤＭ３００に含まれる電池の少なくとも一つが当該ＤＣ電力信号を出力する。電池は、２４時間又は７２時間などの所定のデューティサイクルにわたって、割り当てられたプラント負荷に十分な容量で給電するべく有効とされ得る。電力チャネルに含まれる２つの冗長電池の各々が、電力チャネルに割り当てられた全負荷を担うべく有効とされ得る。いくつかの実施形態では、チャネルに含まれる両方の電池が、少なくとも２４時間にわたって負荷に十分に給電するべく有効とされ得る。他のチャネルでは、両方の電池が、少なくとも７２時間にわたって負荷に十分に給電するべく有効とされ得る。例えば、チャネルＡ及びチャネルＤの各々の両方の電池が、少なくとも２４時間にわたって負荷に十分に給電することが可能であり得る。同様に、チャネルＢ及びチャネルＣの各々の両方の電池も、少なくとも７２時間にわたって負荷に十分に給電するべく有効とされ得る。
【０１００】
後述するように、モジュール固有のＰＤＭ３００は、モジュール固有のＰＤＭ３００に含まれる任意の構成要素が、モジュール固有のＰＤＭ３００の機能性を失うことなく（保守作業などのために）運用から外されるか、又は障害状態に耐え得るような冗長性を含む。
【０１０１】
より具体的には、各チャネルは、それぞれのチャネルの負荷分離グループ、すなわち、負荷分離グループＡ、負荷分離グループＢ、負荷分離グループＣ、及び負荷分離グループＤに給電する。以下でさらに論じられるように、負荷分離グループＡ及び負荷分離グループＤに割り当てられる負荷は同一である。加えて、各負荷分離グループは、電力を必要とする完全で独立した装置のセットを含む。したがって、チャネルＡ及びチャネルＤは冗長チャネルである。同様に、負荷分離グループＢ及び負荷分離グループＤに割り当てられる負荷も同一であるため、チャネルＢ及びチャネルＣは冗長チャネルである。
【０１０２】
例えば、チャネルＡは、計測及び制御（Ｉ＆Ｃ）分離グループＡと関連付けられた負荷など、発電プラントと関連付けられたＩ＆Ｃ負荷の一部分に給電し得る。チャネルＡは、区画Ｉと関連付けられたＩ＆Ｃ負荷（Ｉ＆Ｃ区画Ｉ負荷）の一部分にさらに給電し得る。同様に、チャネルＣも、Ｉ＆Ｃ分離グループＣと関連付けられた負荷に給電し得る。さらに、区画Ｉは冗長区画であるため、チャネルＣはＩ＆Ｃ区画Ｉ負荷の少なくとも一部分にも給電し得る。
【０１０３】
一つ以上のＡＣ電力信号が、一つ以上のＡＣバスを介してモジュール固有のＰＤＭ３００に供給され、ＡＣバスは一つ以上のＡＣ電力バスを含み得る。例えば、図３Ａに示されるように、ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ａ１及びＡＣ＿ＢＵＳ＿Ａ２は各々、チャネルＡに給電する。ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ｃ１及びＡＣ＿ＢＵＳ＿Ｃ２は各々、チャネルＣに給電する。ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ｂ１及びＡＣ＿ＢＵＳ＿Ｂ２は各々、チャネルＢに給電する。ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ｄ１及びＡＣ＿ＢＵＳ＿Ｄ２は各々、チャネルＤに給電する。図１Ｂ〜図１Ｃの局所分配バス１８４は、図３Ａに示されるように、ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ａ１、ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ａ２、ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ｃ１、ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ｃ２、ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ｂ１、ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ｂ２、ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ｄ１、又はＡＣ＿ＢＵＳ＿Ｄ２の一つ以上を含み得る。ＡＣ電力信号は、ＰＤＭ３００に固有の、及び／又はＰＤＭ３００と関連付けられたＰＧＭアセンブリと発電機の対などによって、発電プラントにおいて生成され得る。よって、ＰＤＭ３００は、ＡＣ信号をモジュールに供給する発電プラントの複数のＡＣバスからの複数のＡＣ入力を含む。ＡＣ入力は、ＡＣ電力信号を受け取るべく有効とされる。
【０１０４】
各ＡＣバスは、４つの対応するチャネルの各々に選択的に結合され得る。よって、ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ａ１／ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ａ２によって搬送されるＡＣ電力信号は、チャネルＡに選択的に供給され、ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ｂ１／ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ｂ１によって搬送されるＡＣ電力信号は、チャネルＢに供給され得る。ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ｃ１／ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ｃ２によって搬送されるＡＣ電力信号は、チャネルＣに供給され、ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ｄ１／ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ｄ２によって搬送されるＡＣ電力信号は、チャネルＤに供給され得る。チャネルＡＣバスと対応するチャネルとの間のスイッチが、チャネルＡＣバスを対応するチャネルと結合及び分離して、対応するチャネルにＡＣ電力信号を選択的に供給するために用いられ得る。図３Ａに示されるように、いくつかの実施形態では、これらのスイッチはＰＤＭ３００の外部にある。他の実施形態では、これらのスイッチは、ＰＤＭ３００に含まれ得る。
【０１０５】
図３Ａに示されるように、ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ａ１は、チャネルＡの充電モジュール１にＡＣ電力を供給し、ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ａ２は、チャネルＡの充電モジュール２にＡＣ電力を供給する。ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ｃ１は、チャネルＣの充電モジュール１にＡＣ電力を供給し、ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ｃ２は、チャネルＣの充電モジュール２にＡＣ電力を供給する。ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ｂ１は、チャネルＢの充電モジュール１にＡＣ電力を供給し、ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ｂ２は、チャネルＢの充電モジュール２にＡＣ電力を供給する。ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ｄ１は、チャネルＤの充電モジュール１にＡＣ電力を供給し、ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ｄ２は、チャネルＤの充電モジュール２にＡＣ電力を供給する。チャネルＡ及びチャネルＣは区画Ｉに含まれ得る。チャネルＢ及びチャネルＣは区画ＩＩに含まれ得る。
【０１０６】
モジュール固有のＰＤＭ３００は、チャネルごとに一つ以上のＤＣバスを含む。本明細書に記載されるように、４つのチャネルの各々が、対応するＤＣバスを介してＤＣ電力信号を選択的に供給し得る。ＤＣ電力バスは、ＤＣ信号を、モジュール固有のＰＤＭ３００と関連付けられた、及び／又はモジュール固有のＰＤＭ３００に割り当てられた、様々なプラント負荷に供給し得る。チャネル用のＤＣバスは、ＤＣ信号を、そのチャネルに対応する負荷分離グループ（ＬＳＧ）に供給し得る。例えば、チャネルＡのＤＣバスは、ＤＣ電力信号を、チャネルＡからチャネルＡに対応するＬＳＧ  Ａに供給し得る。同様に、チャネルＣのＤＣバスも、ＤＣ電力信号を、チャネルＣからＬＳＧ  Ｃに供給し得る。チャネルＢのＤＣバスは、ＤＣ電力信号を、チャネルＢからＬＳＧ  Ｂに供給し得る。同様に、チャネルＤのＤＣバスも、ＤＣ電力信号を、チャネルＤからＬＳＧ  Ｄに供給し得る。
【０１０７】
チャネルＡ及びチャネルＤと関連付けられた及び／又はチャネルＡ及びチャネルＤに割り当てられた複数のモジュール固有のプラント負荷の第１のサブセットは、ＬＳＧ  Ａ及びＬＳＧ  Ｄと関連付けられ、及び／又はＬＳＧ  Ａ及びＬＳＧ  Ｄに割り当てられ得る。チャネルＢ及びチャネルＣと関連付けられた及び／又はチャネルＢ及びチャネルＣに割り当てられた複数のモジュール固有のプラント負荷の第２のサブセットは、ＬＳＧ  Ｂ及びＬＳＧ  Ｃと関連付けられ、及び／又はＬＳＧ  Ｂ及びＬＳＧ  Ｃに割り当てられ得る。よって、ＬＳＧ  ＡはチャネルＡと関連付けられた負荷にＤＣ電力信号を供給し、ＬＳＧ  ＢはチャネルＢと関連付けられた負荷にＤＣ電力信号を供給し、ＬＳＧ  ＣはチャネルＣと関連付けられた負荷にＤＣ電力信号を供給し、ＬＳＧ  ＤはチャネルＤと関連付けられた負荷にＤＣ電力信号を供給する。
【０１０８】
様々な実施形態において、４つのチャネルの各々が少なくとも２つの冗長電池を含み、それらの電池は、チャネルＡ、チャネルＢ、チャネルＣ、及びチャネルＤの各々に電池１及び電池２として示されている。いくつかの実施形態では、電池の少なくとも一つは、制御弁式鉛蓄電池（ＶＲＬＡ）である。さらに、各チャネルは、２つの充電モジュール、充電モジュール１及び充電モジュール２を含む。充電モジュール１は、電池１及び電池２の各々を充電すると共に、電池１及び電池２の各々の電池フロート電圧を維持し得る。同様に、充電モジュール２も、電池１及び電池２の各々を充電すると共に、電池１及び電池２の各々の電池フロー（ｆｌｏｗ）電圧を維持し得る。
【０１０９】
図３Ａに示されるように、チャネルＡＣバスと対応するチャネルとの間のスイッチは、チャネルＡＣバスを、対応するチャネルに含まれる対応する冗長電池／充電モジュール対と選択的に結合及び分離する。したがって、チャネルＡＣバスからのＡＣ電力信号が、対応するチャネルに含まれる電池／充電モジュール対の一方又は両方に選択的に供給され得る。図３Ａに示されるように、いくつかの実施形態では、別個の及び／又は独立したＡＣバス（又はモータ制御センタ）が、電池／充電モジュール対の各々にＡＣ電力を供給するために用いられ得る。
【０１１０】
図３Ａにも示されているように、ＡＣ電力信号は、チャネルに含まれる充電モジュールの少なくとも一つに選択的に供給され得る。充電モジュールの各々は、供給されたＡＣ電力信号を整流し、ＡＣ電力信号の整流された部分を含むＤＣ電力信号を出力する一つ以上の整流器を含む。様々な実施形態において、一つ以上の整流器は、一つ以上のブリッジ整流器を含み得る。
【０１１１】
入力されるＡＣ信号の電圧は、出力されるＤＣ電力信号の電圧と異なり得る。充電モジュールの一つ以上は、少なくとも入力されたＡＣ電力信号の電圧を変換する一つ以上の変圧器を含み得る。実施形態の少なくとも一つでは、充電モジュールの少なくとも一つは、出力されたＤＣ電力信号の電圧を変換する一つ以上のＤＣ／ＤＣコンバータを含む。少なくとも一つの実施形態では、入力されるＡＣ電力信号の電圧は約４８０ＶのＡＣである。出力されるＤＣ電力信号の電圧は、約１２５ＶのＤＣであり得る。
【０１１２】
各充電モジュールは、対応するＬＳＧを介してＰＤＭ３００の外部のＤＣバスに出力されたＤＣ電力信号の少なくとも一部分を選択的に供給し得る。対応するＬＳＧは、ＤＣ電力信号を、ＬＳＧに割り当てられた複数の負荷のサブセットに供給する。ＤＣバスと対応する充電モジュールの各々との間のスイッチは、ＤＣバスを対応する充電モジュールの各々と結合及び分離して、対応するＬＳＧにＤＣ電力信号を選択的に供給するために用いられ得る。
【０１１３】
充電モジュールからの出力されたＤＣ電力信号の少なくとも別の部分が、対応する電池の電池フロート電圧を充電及び／又は維持するために対応する電池に選択的に供給され得る。図示されるように、充電モジュールと対応する電池との間のスイッチが、充電モジュールを電池と選択的に結合及び分離するために使用され得る。少なくとも一つの実施形態では、電池に供給されるＤＣ電力信号の電圧は、電池のフロート電圧を充電、維持するためにＤＣバスに供給されるＤＣ電力信号の電圧よりも大きくなり得る。よって、別個のＤＣ／ＤＣコンバータが、異なる電圧を有するＤＣ電力信号生成するために充電モジュールにおいて用いられ得る。
【０１１４】
チャネルＡＣバスが対応するチャネルにＡＣ電力信号を供給する場合、例えば、対応するＰＧＭアセンブリと発電機の対が受け取られるＡＣ電力信号を生成している場合、チャネルに含まれる整流器の少なくとも一つが、そのチャネルに対応するＬＳＧにＤＣ信号を供給する。ＡＣバスがチャネルにＡＣ電力信号を供給しない場合、例えば、対応するＰＧＭアセンブリと発電機の対がシャットダウンされている場合、チャネルに含まれる電池の少なくとも一つが、そのチャネルに対応するＬＳＧにＤＣ信号を供給する。電池と対応するＬＳＧとの間のスイッチは、対応するＬＳＧと電池を選択的に結合及び分離するのに使用され得る。
【０１１５】
複数のプラント負荷の第１のサブセットがチャネルＡとチャネルＤの両方に割り当てられるので、チャネルＡ及びチャネルＤは冗長チャネルである。同様に、チャネルＢ及びチャネルＣも冗長チャネルである。チャネルＡ及びチャネルＣは区画Ｉに含まれ、チャネルＢ及びチャネルＤは区画ＩＩに含まれるので、区画Ｉ及びＩＩは冗長区画である。したがって、モジュール固有のＰＤＭ３００はフォールトトレラントＰＤＭである。
【０１１６】
また、各チャネルは冗長電池及び冗長充電モジュール含むことにも留意されたい。したがって、各チャネルは冗長チャネルである。少なくとも一つの実施形態では、チャネルに含まれる両方の電池が、少なくとも２４時間にわたって負荷に十分に給電するべく有効とされ得る。他のチャネルでは、両方の電池が、少なくとも７２時間にわたって負荷に十分に給電するべく有効とされ得る。例えば、チャネルＡ及びチャネルＤの各々の両方の電池が、少なくとも２４時間にわたって負荷に十分に給電するべく有効とされ得る。同様に、チャネルＢ及びチャネルＣの各々の両方の電池も、少なくとも７２時間にわたって負荷に十分に給電するべく有効とされ得る。電池を介してＤＣバスに供給されるＤＣ電力信号の電圧は、充電モジュールを介してＤＣバスに供給されるＤＣ電力信号の電圧と同等であり得る。よって、各電池は、約１２５ＶのＤＣ電池となり得る。
【０１１７】
全体を通して論じられているように、４つのチャネルの各々は、２つの冗長充電電池／充電モジュール対を含む。第１の電池／充電モジュール対は、電池１と充電モジュール１とを含む。第２の電池／充電モジュール対は、電池２と充電モジュール２とを含む。特定のチャネルがＤＣバスにＤＣ電力信号を供給するためには、チャネルの２つの電池／充電モジュール対の一方の電池又は充電モジュールの一方が動作可能な状態でありさえすればよい。よって、構成要素は、チャネル内の他方のストリングが動作可能な状態のままで（保守のために）取り外され得る。また、チャネルＡ及びチャネルＤは冗長チャネルであるので、モジュール固有のＰＤＭ３００が動作可能な状態のままであるためには、チャネルＡ及びチャネルＤに含まれる４つの冗長電池／充電モジュール対の一つが動作可能な状態でありさえすればよい。同様に、チャネルＢ及びチャネルＣも冗長チャネルであるので、モジュール固有のＰＤＭ３００が動作可能な状態のままであるためには、チャネルＢ及びチャネルＣに含まれる４つの冗長電池／充電モジュール対の一つが動作可能な状態でありさえすればよい。冗長電池／充電対の各々は、別個のサブシステム及び／又は独立したサブシステムであってよい。
【０１１８】
図３Ｂに、図３Ａのモジュール固有のＰＤＭ３００のチャネルＡ３５０のための単線配線図を示す。ＰＤＭ３００のチャネルＢ、チャネルＣ、及びチャネルＤも、同様の特徴及び／又は構造を含み得る。チャネルＡ３５０は、２つの冗長電池／充電モジュール対を含む。第１の対は、充電モジュール１と、ヒューズ付き切換えスイッチモジュール１と、電池１と、電池モニタ１とを含む。第２の対は、充電モジュール２と、ヒューズ付き切換えスイッチモジュール２と、電池２と、電池モニタ２とを含む。
【０１１９】
ＡＣバスは、ＡＣ電力信号を、第１の電池／充電モジュール対と第２の電池／充電モジュール対内の各充電モジュールに選択的に供給する。電力信号は、チャネルＡＣバス（ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ａ１及びＳＣ＿ＢＵＳ＿Ａ２）によって供給される。供給されるＡＣ電力信号の電圧は、約４８０ＶのＡＣであり得る。スイッチ３５２は、ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ａ１を充電モジュール１に、ＡＣ＿ＢＵＳ＿Ａ２を充電モジュール２に選択的に結合し得る。図３Ｂに示されるように、いくつかの実施形態では、スイッチ３５２は、チャネルＡ３５０を含むＰＤＭの外部にあり得る。他の実施形態では、スイッチ３５２はＰＤＭに含まれ得る。
【０１２０】
図３Ｂに示されるように、ヒューズ付き切換えスイッチモジュールは、対応する電池の各々を、スイッチギアモジュールに含まれるＤＣバスと選択的に結合及び分離し得る。ヒューズ付き切換えスイッチモジュールは、切換えスイッチ３６０と、一つ以上のヒューズ３６２と、電池試験端子とを含み得る。切換えスイッチ３６０は、二極切換えスイッチ（ＤＰＣＯ）であり得る。
【０１２１】
充電モジュールは、過電圧、不足電圧、又は過電流の事象からの保護を提供するために、一つ以上の回路遮断器を含む。例えば、充電モジュールは、ＡＣ供給遮断器３５４とＤＣ出力遮断器３５６とを含み得る。充電モジュールはまた、供給されたＡＣ電力信号を整流するための一つ以上の整流器３５８も含み得る。整流器３５８は、約１２５ＶのＤＣ、又は少なくとも入力ＤＣ信号の電圧未満の電圧でＤＣ電力信号を出力するために、一つ以上の変圧器又はＤＣ／ＤＣコンバータを含み得る。
【０１２２】
様々な実施形態において、充電モジュールは、少なくとも一つの充電器出力電流、電圧、開放ＤＣ出力回路遮断器の警報、ＤＣ出力障害、ＡＣ供給障害、低ＤＣ出力電圧及び高ＤＣ出力電圧、充電器過負荷、並びに接地検知を表示するインジケータを含む。充電モジュールは、高ＤＣ電圧シャットダウン事象のためのリレーを含み得る。充電モジュールに含まれる他の構成要素には、変圧器、ＤＣ／ＤＣコンバータ、リレー、及び全体を通して論じられる他の構成要素が含まれ得る。
【０１２３】
各冗長電池／充電モジュール対は、別個の電池モニタも含み得る。電池モニタは、電池電流及び／又は電圧を表示する一つ以上のインジケータを含み得る。電池モニタはまた、電池過電圧、不足電圧、及び高室温又は低室温の一つ以上のアラームも含み得る。いくつかの実施形態では、各電池は、複数の電池セルを含み得る。例えば、電池は、少なくとも６０個のセルを含み得る。
【０１２４】
様々な実施形態において、各チャネルＡ、Ｂ、Ｃ、及びＤの冗長充電モジュール間には通信リンクが含まれ得る。充電モジュール間の通信リンクは、２つの充電モジュールが単一のＤＣバスへのＤＣ電力の供給を分担するべく有効とされ得る。したがって、様々な実施形態において、複数の充電モジュールが、様々なＤＣバス負荷へのＤＣ電力の供給を分担するべく有効とされる。例えば、図３Ｂでは、通信リンク３８０は、チャネルＡの充電モジュール１と充電モジュール２との間に含まれる。通信リンク３８０は、充電モジュール１と充電モジュール２とがチャネルＡのＤＣバスへのＤＣ電力の供給を分担することを有効にする負荷分担回路を含み得る。チャネルＡの充電モジュール１が、チャネルＡのＤＣバスにＤＣ電力を同時に供給しながら電池１を充電するべく有効とされることにも留意されたい。さらに、チャネルＡの充電モジュール２は、チャネルＡのＤＣバスにＤＣ電力を同時に供給しながら電池２を充電することが可能である。
【０１２５】
チャネルＡ３５０のＤＣバスの少なくとも一部分は、スイッチギアモジュールに含まれ得る。スイッチギアモジュールは、図３ＡのＬＳＧ  ＡなどのＬＳＧにＤＣ信号を供給し得る。図示されるように、複数のスイッチ３６４が、（ヒューズ付き切換えスイッチモジュールを介して）充電モジュールと電池とをＤＣバスに選択的に結合し得る。
【０１２６】
スイッチギアモジュールは、ＬＳＧ  Ａと関連付けられた及び／又はＬＳＧ  Ａに割り当てられた各ＤＣ負荷にＤＣバスを選択的に結合するスイッチ３６６などの別の複数のスイッチを含み得る。スイッチギアモジュールは、様々なＤＣ負荷を過電流事象から保護するために、ヒューズ３６８など、複数のヒューズを含み得る。様々な実施形態において、スイッチギアモジュールに含まれる複数のスイッチの少なくとも一つは、二極単投式（ＤＰＳＴ）スイッチであり得る。スイッチギアモジュールはまた、スイッチ又は遮断器の状態の変化を表示する一つ以上のアラームも含み得る。
【０１２７】
複数のＤＣ負荷は、放射線モニタ、センサ、モータ、アクチュエータ、弁、制御室と関連付けられた負荷、又は図１ＡのＰＧＭアセンブリ１００などのＰＧＭアセンブリを始動、運転、及びシャットダウンするのに必要な任意の負荷を含み得るが、これに限定されない。
【０１２８】
共通プラント配電モジュール
【０１２９】
図４Ａに、フォールトトレラントな共通プラント配電モジュールの一つの実施形態の概略図を示す。共通プラントＰＤＭ４００は、複数のＰＧＭに共通であり、共通プラントＰＤＭ４００と関連付けられ、及び／又は共通プラントＰＤＭ４００に割り当てられた複数の負荷にＤＣ電力信号を供給する。共通プラントＰＤＭ４００の様々な実施形態は、図３Ａ〜図３Ｂのモジュール固有のＰＤＭ３００と同様の特徴及び／又は構造を含み得る。例えば、モジュール固有のＰＤＭ３００と同様に、共通プラントＰＤＭ４００は、２つの区画、区画Ｉ及び区画ＩＩを含む。共通プラントＰＤＭ４００の区画Ｉ及び区画ＩＩは、同等な及び／又は冗長な区画であり得る。
【０１３０】
以下でさらに論じられるように、各区画は、少なくとも２つの冗長電池と、少なくとも２つの冗長電池充電モジュールと、ＤＣバスとを含み得る。共通プラントＰＤＭ４００と関連付けられた及び／又は共通プラントＰＤＭ４００に割り当てられた各共通プラント負荷は、区画Ｉと区画ＩＩの厳密に一方によって供給される。よって、区画Ｉ及び区画ＩＩは、共通プラントＰＤＭ４００の冗長区画である。
【０１３１】
ＰＧＭの少なくとも一つが発電しているときなど、通常の発電プラント運転の下では、共通プラントＰＤＭ４００は、発電プラント内から生成されたＡＣ電力信号を受け取る。共通プラントＰＤＭ４００は、受け取ったＡＣ電力信号からのエネルギーを含むＤＣ電力信号を出力する。ＡＣ電力信号の電圧は、出力されたＤＣ電力信号の電圧よりも大きい場合がある。例えば、入力されるＡＣ電力信号の電圧は、約４８０ＶのＡＣであり得る。出力されるＤＣ信号の電圧は、約１２５ＶのＤＣであり得る。共通プラントＰＤＭ４００は、冗長電池のフロート電圧を充電及び／又は維持しながら、関連付けられた、及び／又は割り当てられた共通プラント負荷に出力されたＤＣ電力信号を供給する。
【０１３２】
ＡＣ電力信号が受け取られていない場合（ＡＣ信号を生成したＰＧＭの運転がシャットダウンされた場合など）、共通プラントＰＤＭ４００に含まれる電池の少なくとも一つが当該ＤＣ電力信号を出力する。電池は、２４時間又は７２時間などの所定のデューティサイクルにわたって、割り当てられたプラント負荷に十分な容量で供給するべく有効とされ得る。各区画に含まれる２つの冗長電池の各々が、共通プラントＰＤＭ４００に割り当てられた全負荷を担うべく有効とされ得る。いくつかの実施形態では、区画に含まれる第１の電池は、少なくとも７２時間にわたって負荷に十分に給電するべく有効とされ、第２の電池は、少なくとも７２時間にわたって負荷に十分に給電するべく有効とされ得る。
【０１３３】
後述するように、共通プラントＰＤＭ４００は、共通ＰＤＭ４００に含まれる任意の構成要素が、共通プラントＰＤＭ４００の機能性を失うことなく（保守作業などのために）運用から外されるか、又は障害状態に耐え得るような冗長性を含む。
【０１３４】
より具体的には、一つ以上のＡＣ電力信号が、一つ以上のＡＣバスを介して共通プラントＰＤＭ４００に供給され、ＡＣバスは一つ以上のＡＣ電力バスを含み得る。図４Ａに示される実施形態では、区画ＩのＡＣバスが、区画Ｉに、ＰＤＭ４００の区画Ｉへの一つ以上のＡＣ電力信号を供給し得る。同様に、区画ＩＩのＡＣバスも、ＰＤＭ４００の区画ＩＩに一つ以上のＡＣ電力信号を供給する。図１Ｂ〜図１Ｃの局所分配バス１８４は、図４Ａに示されるように、区画ＩのＡＣバスと区画ＩＩのＡＣバスとを含み得る。ＡＣ電力信号は、発電プラントにおいて、一つ以上のＰＧＭアセンブリと発電機の対などによって、生成され得る。よって、ＰＤＭ４００は、複数のＡＣ入力を含む。発電プラントの局所分配バスが、複数のＡＣ入力に一つ以上のＡＣ信号を供給する。
【０１３５】
したがって、区画ＩのＡＣ  Ｂｕｓ＿１及び区画ＡＣ  Ｂｕｓ＿２は各々、ＰＤＭ４００の対応する区画Ｉに選択的に結合され得る。区画ＩＩのＡＣ  Ｂｕｓ＿１及び区画ＩＩのＡＣ＿Ｂｕｓ＿２は各々、ＰＤＭ４００の対応する区画ＩＩに選択的に結合され得る。よって、ＡＣ電力信号は、結合によって対応する各区画に選択的に供給され得る。区画のＡＣバスと対応する区画との間のスイッチが、ＡＣ電力信号を対応する区画に選択的に供給するために、ＡＣバスを対応する区画と結合及び分離するのに用いられ得る。
【０１３６】
共通プラントＰＤＭ４００は、２つの区画の各々に対応する一つ以上のＤＣバスを含む。複数のＤＣバスは、一つ以上のＤＣ電力バスを含み得る。本明細書に記載されるように、各区画が、一つ以上の対応するＤＣバスにＤＣ電力信号を選択的に供給し得る。図４Ａに示されるように、区画Ｉは、対応する区画ＩのＤＣバスにＤＣ電力信号を供給する。同様に、区画ＩＩも、対応する区画ＩＩのＤＣバスにＤＣ電力信号を供給する。ＤＣ電力バスは、ＤＣ信号を、共通プラントＰＤＭ４００と関連付けられた及び／又は共通プラントＰＤＭ４００に割り当てられた様々なプラント負荷に供給し得る。区画ＩのＤＣバス及び区画ＩＩのＤＣバスは各々、対応するＤＣ電力信号を、共通プラントＰＤＭ４００と関連付けられた対応する共通プラント負荷の各々に独立して供給するべく有効とされ得る。例えば、区画ＩのＤＣバスが区画Ｉの負荷の各々にＤＣ電力を供給し、区画ＩＩのＤＣバスが区画ＩＩの負荷の各々にＤＣ電力を供給する。
【０１３７】
様々な実施形態において、各区画は少なくとも２つの冗長電池を含み、それらの電池は、区画Ｉ及び区画ＩＩの各々に電池１及び電池２として示されている。いくつかの実施形態では、電池の少なくとも一つは、制御弁式鉛蓄電池（ＶＲＬＡ）である。さらに、各区画は、２つの充電モジュール、充電モジュール１及び充電モジュール２を含む。充電モジュール１は、電池１を充電し、電池１の電池フロート電圧を維持し得る。同様に、充電モジュール２は、電池２を充電し、電池２の電池フロー（ｆｌｏｗ）電圧を維持し得る。
【０１３８】
図４Ａに示されるように、ＡＣバスと対応する各区画との間のスイッチが、ＡＣバスを、対応する区画に含まれる対応する冗長電池／充電モジュール対の各々と選択的に結合及び分離する。したがって、ＡＣ電力信号が、２つの区画の各々において電池／充電モジュール対の一方又は両方に選択的に供給され得る。
【０１３９】
図４Ａにも示されているように、ＡＣ電力信号は、区画に含まれる充電モジュールの少なくとも一つに選択的に供給され得る。充電モジュールの各々は、供給されたＡＣ電力信号を整流し、ＡＣ電力信号の整流された部分を含むＤＣ電力信号を出力する一つ以上の整流器を含む。様々な実施形態において、一つ以上の整流器は、一つ以上のブリッジ整流器を含み得る。
【０１４０】
入力されるＡＣ信号の電圧は、出力されるＤＣ電力信号の電圧と異なり得る。充電モジュールの一つ以上は、少なくとも入力されたＡＣ電力信号の電圧を変換する一つ以上の変圧器を含み得る。実施形態の少なくとも一つでは、充電モジュールの少なくとも一つは、出力されたＤＣ電力信号の電圧を変換する一つ以上のＤＣ／ＤＣコンバータを含む。少なくとも一つの実施形態では、入力されるＡＣ電力信号の電圧は約４８０ＶのＡＣである。出力されるＤＣ電力信号の電圧は、約１２５ＶのＤＣであり得る。
【０１４１】
各充電モジュールは、対応する区画ＤＣバスを介して対応する区画のＤＣ負荷に出力されたＤＣ電力信号の少なくとも一部分を選択的に供給し得る。図４Ａに示されるように、区画ＩのＤＣバスは、区画Ｉから区画ＩのＤＣ負荷にＤＣ信号を供給する。同様に、区画ＩＩのＤＣバスも、区画ＩＩから区画ＩＩのＤＣ負荷にＤＣ信号を供給する。よって、対応する区画ＤＣバスは、共通プラントＰＤＭ４００に割り当てられた複数の負荷にＤＣ電力信号を供給する。ＤＣバスと各充電モジュールとの間のスイッチは、区画ＤＣバスを、（対応する区画に含まれる）各充電モジュール又は各電池と結合及び分離して、対応する区画ＤＣバスにＤＣ電力信号を選択的に供給するために用いられ得る。
【０１４２】
出力されたＤＣ電力信号の少なくとも別の部分が、対応する電池の電池フロート電圧を充電及び／又は維持するために対応する電池に選択的に供給され得る。図示されるように、充電モジュールと対応する電池との間のスイッチが、充電モジュールを電池と選択的に結合及び分離するために使用され得る。少なくとも一つの実施形態では、電池に供給されるＤＣ電力信号の電圧は、電池のフロート電圧を充電、維持するためにＤＣバスに供給されるＤＣ電力信号の電圧よりも大きくなり得る。よって、別個のＤＣ／ＤＣコンバータが、異なる電圧を有するＤＣ電力信号生成するために充電モジュールにおいて用いられ得る。
【０１４３】
ＡＣバスが対応する区画にＡＣ電力信号を供給する場合、例えば、ＰＧＭアセンブリと発電機の対が受け取られるＡＣ電力信号を生成している場合、区画に含まれる整流器の少なくとも一つが、その区画に対応する区画ＤＣバスにＤＣ信号を供給する。ＡＣバスがチャネルにＡＣ電力信号を供給しない場合、例えば、ＰＧＭアセンブリがシャットダウンされている場合、区画に含まれる電池の少なくとも一つが、その区画に対応する区画ＤＣバスにＤＣ信号を供給する。電池と対応する区画ＤＣバスとの間のスイッチは、電池を対応する区画ＤＣバスと選択的に結合及び分離するのに使用され得る。
【０１４４】
各区画Ｉは、区画ＩのＤＣ負荷の各々にＤＣ電力信号を提供するべく有効とされ、区画ＩＩは、区画ＩＩのＤＣ負荷の各々にＤＣ電力信号を提供するべく有効とされるので、区画Ｉ及び区画ＩＩは冗長区画である。したがって、共通プラントＰＤＭ４００はフォールトトレラントＰＤＭである。また、各区画は冗長電池及び冗長充電モジュールを含むことにも留意されたい。少なくとも一つの実施形態では、各区画内の第１の電池は、少なくとも７２時間にわたって対応する区画ＤＣバスに最大容量でＤＣ電力信号を供給するべく有効とされる。いくつかの実施形態では、各チャネル内の第２の電池は、少なくとも７２時間にわたって対応する区画ＤＣバスに最大容量でＤＣ電力信号を供給するべく有効とされる。電池を介してＤＣバスに供給されるＤＣ電力信号の電圧は、充電モジュールを介してＤＣバスに供給されるＤＣ電力信号の電圧と同等であり得る。よって、各電池は、約１２５ＶのＤＣ電池であり得る。
【０１４５】
全体を通して論じられるように、各区画は、２つの冗長電池／充電モジュール対を含む。すなわち、第１の電池／充電モジュール対が電池１と充電モジュール１とを含み、第２の電池／充電モジュール対が電池２と充電モジュール２とを含む。特定の区画がＤＣバスにＤＣ電力信号を供給するためには、区画の２つの電池／充電モジュール対の一方の電池又は充電モジュールの一つが動作可能な状態でありさえすればよい。よって、構成要素は、チャネル内の他方の電池／充電モジュール対が動作可能な状態のままで（保守のために）取り外され得る。冗長電池／充電対の各々は、別個のサブシステム及び／又は独立したサブシステムであってよい。
【０１４６】
図４Ｂに、図４Ａの共通プラントＰＤＭ４００の区画Ｉ４５０の単線配線図を示す。ＰＤＭ４００の区画ＩＩは、区画Ｉ４５０と同様の特徴及び／又は構造を含み得る。区画Ｉ４５０は、２つの冗長な殴打／充電モジュール対を含む。第１の電池／充電モジュール対は、充電モジュール１と、ヒューズ付き切換えスイッチモジュール１と、電池１と、電池モニタ１とを含む。第２の電池／充電モジュール対は、充電モジュール２と、ヒューズ付き切換えスイッチモジュール２と、電池２と、電池モニタ２とを含む。
【０１４７】
区画ＩのＡＣ  Ｂｕｓ＿１は、区画Ｉの第１の電池／充電モジュール対内の充電モジュールにＡＣ電力信号を選択的に供給する。区画ＩのＡＣ  Ｂｕｓ＿２は、区画Ｉの第２の電池／充電モジュール対内の充電モジュールにＡＣ電力信号を選択的に供給する。区画ＩＩのＡＣ  Ｂｕｓ＿１は、区画ＩＩの第１の電池／充電モジュール対内の充電モジュールにＡＣ電力信号を選択的に供給する。区画ＩＩのＡＣ  Ｂｕｓ＿２は、区画ＩＩの第２の電池／充電モジュール対内の充電モジュールにＡＣ電力信号を選択的に供給する。供給されるＡＣ信号の電圧は、約４８０ＶのＡＣであり得る。一つ以上のスイッチ４５２が、区画ＩのＡＣ  Ｂｕｓ＿１及び区画ＩのＡＣ  Ｂｕｓ＿２を、区画Ｉ４５０に含まれる対応する電池／充電モジュール対に選択的に結合するために用いられ得る。図４Ｂに示されるように、いくつかの実施形態では、スイッチ４５２は、区画Ｉ４５０を含むＰＤＭの外部にあり得る。他の実施形態では、スイッチ４５２はＰＤＭに含まれ得る。
【０１４８】
図４Ｂに示されるように、電池／充電モジュール対内のヒューズ付き切換えスイッチモジュールが、各電池を、スイッチギアモジュールに含まれる区画ＩのＤＣバスと選択的に結合及び分離し得る。ヒューズ付き切換えスイッチモジュールは、切換えスイッチ４６０と、一つ以上のヒューズ４６２と、電池試験端子とを含み得る。切換えスイッチ４６０は、二極切換えスイッチ（ＤＰＣＯ）であり得る。
【０１４９】
充電モジュールは、過電圧、不足電圧、又は過電流事象からの保護を提供するために、一つ以上の回路遮断器を含む。例えば、充電モジュールは、ＡＣ供給遮断器４５４とＤＣ出力遮断器４５６とを含み得る。充電モジュールはまた、供給されたＡＣ電力信号を整流するための一つ以上の整流器４５８も含み得る。整流器４５８は、約１２５ＶのＤＣ、又は少なくとも入力ＡＣ信号の電圧未満の電圧でＤＣ電力信号を出力するために、一つ以上の変圧器又はＤＣ／ＤＣコンバータを含み得る。
【０１５０】
様々な実施形態において、充電モジュールは、少なくとも一つの充電器出力電流、電圧、開放ＤＣ出力回路遮断器の警報、ＤＣ出力障害、ＡＣ供給障害、低ＤＣ出力電圧及び高ＤＣ出力電圧、充電器過負荷、並びに接地検知を表示するインジケータを含む。充電モジュールは、高ＤＣ電圧シャットダウン事象のためのリレーを含み得る。充電モジュールに含まれる他の構成要素には、変圧器、ＤＣ／ＤＣコンバータ、リレー、及び全体を通して論じられる他の構成要素が含まれ得る。
【０１５１】
各電池／充電モジュール対は、一つ以上の別個の電池モニタを含み得る。電池モニタは、電池電流及び／又は電圧を表示する一つ以上のインジケータを含み得る。電池モニタはまた、電池過電圧、不足電圧、及び高室温又は低室温の一つ以上のアラームも含み得る。いくつかの実施形態では、各電池は、複数の電池セルを含み得る。例えば、電池は、少なくとも６０個のセルを含み得る。
【０１５２】
様々な実施形態において、区画Ｉ及び区画ＩＩの各々の冗長充電モジュール間には通信リンクが含まれ得る。充電モジュール間の通信リンクは、２つの充電モジュールが単一のＤＣバスへのＤＣ電力の供給を分担することを有効にし得る。したがって、様々な実施形態において、複数の充電モジュールが、様々なＤＣバス負荷へのＤＣ電力の供給を分担するべく有効とされる。例えば、図４Ｂでは、通信リンク４８０は、区画Ｉの充電モジュール１と充電モジュール２との間に含まれる。通信リンク４８０は、充電モジュール１と充電モジュール２とが区画ＩのＤＣバスへのＤＣ電力の供給を分担することを有効にする負荷分担回路を含み得る。区画Ｉの充電モジュール１は、区画ＩのＤＣバスにＤＣ電力を同時に供給しながら電池１を充電するべく有効とされることにも留意されたい。さらに、区画Ｉの充電モジュール２は、区画ＩのＤＣバスにＤＣ電力を同時に供給しながら電池２を充電するべく有効とされる。
【０１５３】
区画Ｉ４５０のＤＣバスの少なくとも一部分は、スイッチギアモジュールに含まれ得る。例えば、スイッチギアモジュールは、区画ＩのＤＣバスを含み得る。図示されるように、複数のスイッチ４６４が、（ヒューズ付き切換えスイッチモジュールを介して）充電モジュールと電池とをＤＣバスに選択的に結合し得る。
【０１５４】
スイッチギアモジュールは、区画Ｉと関連付けられた及び／又は区画Ｉに割り当てられた各ＤＣ負荷にＤＣバスを選択的に結合するスイッチ３６６などの別の複数のスイッチを含み得る。スイッチギアモジュールは、様々なＤＣ負荷を過電圧及び／又は過電流の事象から保護するために、これに限定されないが、可融性切断スイッチ４６８など、複数の回路遮断器、スイッチ、及び／又はヒューズを含み得る。様々な実施形態において、スイッチギアモジュールに含まれる複数のスイッチの少なくとも一つは、二極単投式（ＤＰＳＴ）スイッチであり得る。スイッチギアモジュールはまた、スイッチ又は遮断器の状態の変化を表示する一つ以上のアラームも含み得る。
【０１５５】
複数のＤＣ負荷は、放射線モニタ、センサ、モータ、アクチュエータ、弁、コンピュータ、制御室と関連付けられた負荷、又は図１ＡのＰＧＭアセンブリ１００などのＰＧＭアセンブリを始動及び運転するのに必要な任意の負荷を含み得るが、これに限定されない。いくつかの実施形態では、発電プラントを安全にシャットダウンするには電力は不要であることに留意されたい。
【０１５６】
上記の仕様、例及びデータは、本発明の構成の製造及び使用の完全な説明を提供するものである。本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく本発明の多くの実施形態を実施することができるので、本発明は添付の特許請求の範囲に属する。
【図１Ａ】
2019518400.tif 000003
【図１Ｂ】
2019518400.tif 000004
【図１Ｃ】
2019518400.tif 000005
【図２Ａ】
2019518400.tif 000006
【図２Ｂ】
2019518400.tif 000007
【図３Ａ】
2019518400.tif 000008
【図３Ｂ】
2019518400.tif 000009
【図４Ａ】
2019518400.tif 000010
【図４Ｂ】
2019518400.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月25日(2018.12.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
優先権主張
本出願は、その内容が本明細書に組み込まれる、２０１６年４月２１日に出願された米国特許出願第１５／１３５３２４号の優先権を主張する。
政府の利益
本発明は、米国エネルギー省によって授与された契約第ＤＥ−ＮＥ００００６３３号による米国政府の援助によりなされた。米国政府は、本発明に一定の権利を有する。
【国際調査報告】
2019518400.tif 000012
2019518400.tif 000013