CN104167964B - 一种水压试验泵应急柴油发电机组的控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水压试验泵应急柴油发电机组的控制系统及控制方法，该控制系统包括第一与门、第二与门和第一或门，第一与门的第一输入端输入主控启动信号，第一与门的第二输入端输入远程状态信号，第一与门的输出端输出应急启动信号；第二与门的第一输入端输入主控启动信号，第二与门的第二输入端输入本地状态信号，第二与门的输出端输出正常启动信号；第一或门的第一输入端输入应急启动信号，第一或门的第二输入端输入正常启动信号，第一或门的输出端输出本柴油发电机组的启动信号。实施本发明的技术方案，在由主控来启动本柴油发电机组时，可区分出应急启动和正常启动，进而可投入相应的保护，以提高柴油发电机组的寿命。

Description

一种水压试验泵应急柴油发电机组的控制系统及方法

技术领域

本发明涉及核电领域，尤其涉及一种水压试验泵应急柴油发电机组的控制系统及方法。

背景技术

水压试验泵应急柴油发电机组(LLS)系统是电站后备电源的重要屏障，具有：在A列交流应急母线(LHA)和B列交流应急母线(LHB)失电情况下给水压试验泵(9RIS011PO)提供380V应急电源，确保主泵1号轴封水注入量，保持反应堆冷却剂泵系统完整性；在超设计工况下给机组220V线路供电，给应急设备、电站必需仪表和应急通风机供电等作用。对电站的安全稳定运行及事故后分析监测有很大的影响。水压试验泵应急柴油发电机组系统是电站后备电源的重要一环，福岛事故就是很鲜明的例子，维护好柴油发电机组对整个电站安全稳态运行至关重要，其中，启动逻辑根据设计输入信号来控制应急柴油机的启停，它是应急柴油机组的核心部分。

根据RCC-E C2412(压水堆核电站核岛电气设备设计和建造规则)原则及其补充规定，柴油发电机组合同技术协议中要求应急供电运行时仅投入三取二超速保护，定期试验期间投入本体的所有保护；主控室柴油发电机组设备有优先操控权。但是，结合图1，目前LLS系统中存在严重影响柴油机寿命和人员伤害的重大缺陷：

1)启动保护逻辑缺陷

日常试验中，柴油发电机组由主控启动。厂家提供LLS系统启动逻辑中对主控启动信号中没有区分应急运行启动和试验状态(正常)运行启动，只要是主控来启动信号即是应急启动信号(而日常做柴油机组性能试验即定期试验时都是主控启动柴油机)，此时机体只投入超速保护(柴油机本体的其他保护都不投入)，违背了RCC-E C2412原则，导致柴油机试验期间可能在超设计范围(超水温、超电压、超功率、超油压、超油温、低润滑油压等)工作，只触发报警而不能及时停机，此工况长时间运行可能导致柴油机出现磨损严重、拉缸、烧瓦、润滑不良等严重后果，对柴油发电机组在40年设计寿期内长期稳定运行是严峻挑战。

2)试验期间一台LLS机组启动失败会造成相邻LLS机组启动缺陷

正是因为主控启动无法区分应急启动或正常启动，所以，当做日常启动试验时，一旦主控启动失败会造成相邻LLS机组启动。日常试验的目的是验证自身是否可以正常启动，而此时另一台机组的LLS系统的状态不确定(大修或者日常备用)，可能会导致人员伤亡、设备损坏和后备电源系统损毁而整体更换的可能，对电站的经济效益造成极大的影响和对机组的后备应急电源系统带来很大破坏。只要是在应急状态下柴油机启动失败，就会产生一个应急启动信号送相邻机组，此应急启动信号直接启动柴油机。

3)就地状态时主控无法停运柴油机缺陷

如图1所示，当就地远程按钮置于就地状态时主控无法停运柴油机。主控室停机信号与就地远程状态相与后产生停机信号，当置于就地状态时即使主控发出停机信号，也无法停运柴油机。当打到就地位时，若主控监测到柴油发电机组机出现不可预知的风险，需主控立即停运柴油机，而我们的逻辑无法满足要求，使得主控对柴油机的不可控，使得操纵员失去了对电厂看管作用，增加了电厂的不可控性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述主控启动信号中没有区分应急启动和正常启动的缺陷，提供一种水压试验泵应急柴油发电机组的控制系统及方法，能区分应急启动和正常启动。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种水压试验泵应急柴油发电机组的控制系统，包括第一与门、第二与门和第一或门，其中，所述第一与门的第一输入端输入主控启动信号，所述第一与门的第二输入端输入远程状态信号，所述第一与门的输出端输出应急启动信号；所述第二与门的第一输入端输入主控启动信号，所述第二与门的第二输入端输入本地状态信号，所述第二与门的输出端输出正常启动信号；所述第一或门的第一输入端输入所述应急启动信号，所述第一或门的第二输入端输入所述正常启动信号，所述第一或门的输出端输出本柴油发电机组的启动信号。

在本发明所述的水压试验泵应急柴油发电机组的控制系统中，所述控制系统还包括第一RS触发器、第二RS触发器，其中，所述第一RS触发器的置位端输入所述应急启动信号，所述第二RS触发器的置位端输入所述正常启动信号，所述第一RS触发器的复位端和所述第二RS触发器的复位端分别输入主控停机信号，所述第一RS触发器的输出端连接所述第一或门的第一输入端，所述第二RS触发器的输出端连接所述第一或门的第二输入端。

在本发明所述的水压试验泵应急柴油发电机组的控制系统中，所述控制系统还包括第二或门、第一非门，其中，所述第一非门的输入端输入A列及B列交流应急母线失电信号，所述第二或门的第一输入端连接所述第一与门的输出端，所述第二或门的第二输入端连接所述第一非门的输出端，所述第二或门的第三输入端输入相邻柴油发电机组应急启动失败信号，所述第二或门的输出端连接所述第一RS触发器的置位端。

在本发明所述的水压试验泵应急柴油发电机组的控制系统中，所述控制系统还包括：第三与门、第三或门，其中，所述第三与门的第一输入端输入本地状态信号，所述第三与门的第二输入端输入本地面板启动信号，所述第三或门的第一输入端连接所述第二与门的输出端，所述第三或门的第二输入端连接所述第三与门的输出端，所述第三或门的输出端连接所述第二RS触发器的置位端。

在本发明所述的水压试验泵应急柴油发电机组的控制系统中，所述控制系统还包括第四与门，所述第四与门的第一输入端输入本地状态信号，所述第四与门的第二输入端输入本地面板停机信号，所述第四与门的输出端连接所述第二RS触发器的复位端。

在本发明所述的水压试验泵应急柴油发电机组的控制系统中，所述控制系统还包括：第二非门、第五与门、循环启动处理器、第六与门，其中，所述第二非门的输入端输入运行正常状态信号，所述第二非门的输出端连接所述第五与门的第一输入端，所述第五与门的第二输入端连接所述第一或门的输出端，所述第五与门的输出端连接所述循环启动处理器的输入端，所述循环启动处理器的故障输出端连接所述第六与门的第一输入端，所述第六与门的第二输入端连接所述第一RS触发器的输出端，所述第六与门的输出端输出本柴油发电机组应急启动失败信号。

在本发明所述的水压试验泵应急柴油发电机组的控制系统中，所述控制系统还包括第四或门，所述第四或门的第一输入端输入故障停机保护信号，所述第四或门的第二输入端连接所述循环启动处理器的故障输出端，所述第四或门的输出端分别连接所述第一RS触发器的复位端和所述第二RS触发器的复位端。

在本发明所述的水压试验泵应急柴油发电机组的控制系统中，所述控制系统还包括第三非门、第七与门和关断延时模块，其中，所述关断延时模块的输入端连接所述第一或门的输出端，所述关断延时模块的输出端连接所述第七与门的第一输入端，所述第三非门的输入端连接所述第四或门的输出端，所述第三非门的输出端连接所述第七与门的第二输入端，所述第七与门的输出端输出燃油阀开关信号。

本发明还构造一种水压试验泵应急柴油发电机组的控制方法，包括：

将远程状态信号和主控启动信号进行与运算后作为应急启动信号；

将本地状态信号和主控启动信号进行与运算后作为正常启动信号；

将应急启动信号和正常启动信号进行或运算后作为柴油发电机组的启动信号。

在本发明所述的水压试验泵应急柴油发电机组的控制方法中，所述控制方法还包括：

主控停机信号分别通过相应RS触发器将所述应急启动信号和所述正常启动信号置0。

实施本发明的技术方案，在由主控来启动本柴油发电机组时，可区分出应急启动和正常启动，进而可根据应急启动或正常启动投入相应的保护，在应急启动时投入三取二超速保护，在正常启动时投入本体的所有保护，以提高柴油发电机组的寿命。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是现有技术中水压试验泵应急柴油发电机组的控制系统的逻辑图；

图2是本发明水压试验泵应急柴油发电机组的控制系统实施例一的逻辑图；

图3是本发明水压试验泵应急柴油发电机组的控制系统实施例二的逻辑图；

图4是本发明水压试验泵应急柴油发电机组的控制方法实施例一的流程图。

具体实施方式

图2是本发明水压试验泵应急柴油发电机组的控制系统实施例一的逻辑图，该实施例的控制系统包括：与门Y1、Y2及或门H1，其中，与门Y1的第一输入端输入主控启动信号(3LLS003EY)，该主控启动信号来自于DCS系统，与门Y1的第二输入端输入远程状态信号(004CC)，与门Y1的输出端输出应急启动信号。与门Y2的第一输入端输入主控启动信号，与门Y2的第二输入端输入本地状态信号(004CC′)，与门Y2的输出端输出正常启动信号，远程状态信号和本地状态信号来自于就地开关旋钮，当旋钮旋到左边时，远程状态信号为1，本地状态信号为0；当旋钮旋到右边时，本地状态信号为1，远程状态信号为0。或门H1的第一输入端输入应急启动信号，或门H1的第二输入端输入1正常启动信号，或门H1的输出端输出本柴油发电机组的启动信号。通过实施该技术方案，当需要由主控来进行应急启动时，将就地开关旋钮旋至左边，远程状态信号为1，本地状态信号为0，该远程状态信号与主控启动信号(为1)进行与运算后，所输出的应急启动信号为1，而该本地状态信号与主控启动信号(为1)进行与运算后，所输出的应急启动信号为0；当需要由主控来进行正常启动时，将就地开关旋钮旋至右边，本地状态信号为1，远程状态信号为0，该本地状态信号与主控启动信号(为1)进行与运算后，所输出的本地启动信号为1，而该远程状态信号与主控启动信号(为1)进行与运算后，所输出的应急启动信号为0，因此，由主控来启动本柴油发电机组时，可区分出应急启动和正常启动，进而可根据应急启动或正常启动投入相应的保护，在应急启动时投入三取二超速保护，在正常启动时投入本体的所有保护，以提高柴油发电机组的寿命。

图3是本发明水压试验泵应急柴油发电机组的控制系统实施例二的逻辑图，该控制系统除了考虑由主控来启动柴油发电机组的启动逻辑，还考虑了其它情况下启动柴油发电机组的启动逻辑及柴油发电机组的停机逻辑。下面具体说明该控制系统的逻辑结构：

与门Y1的第一输入端输入主控启动信号(3LLS003EY)，该主控启动信号来自于DCS系统，与门Y1的第二输入端输入远程状态信号(004CC)。非门F1的输入端输入A列及B列交流应急母线失电信号(3LLS001EY)。或门H2的第一输入端连接与门Y1的输出端，或门H2的第二输入端连接非门F1的输出端，或门H2的第三输入端输入相邻柴油发电机组应急启动失败信号(F1)，或门H2的输出端连接RS触发器C1的置位端，RS触发器C1的输出端连接或门H1的第一输入端。

与门Y2的第一输入端输入主控启动信号，与门Y2的第二输入端输入本地状态信号(004CC′)。与门Y3的第一输入端输入本地状态信号，与门Y3的第二输入端输入本地面板启动信号(005 006T0)。或门H3的第一输入端连接与门Y2的输出端，或门H3的第二输入端连接与门Y3的输出端，或门H3的输出端连接RS触发器C2的置位端，RS触发器C2的输出端连接或门H1的第二输入端，或门H1的输出端输出本柴油发电机组的启动信号。

与门Y4的第一输入端输入本地状态信号，与门Y4的第二输入端输入本地面板停机信号(008T0)，与门Y4的输出端连接RS触发器C2的复位端。

RS触发器C1的复位端和RS触发器C2的复位端还分别输入主控停机信号(3LLS004EY)。

非门F2的输入端输入运行正常状态信号(SH.01)，非门F2的输出端连接与门Y5的第一输入端，与门Y5的第二输入端连接或门H1的输出端，与门Y5的输出端连接循环启动处理器U1的输入端，循环启动处理器U1的故障输出端连接与门Y6的第一输入端，与门Y6的第二输入端连接RS触发器C1的输出端，与门Y6的输出端输出本柴油发电机组应急启动失败信号，该信号送入相邻柴油发电机组，以在本柴油发电机组应急启动失败后，启动相邻柴油发电机组。

或门H4的第一输入端输入故障停机保护信号(SH.06)，或门H4的第二输入端连接循环启动处理器的故障输出端，或门H4的输出端分别连接RS触发器C1的复位端和RS触发器C2的复位端。

关断延时模块D1的输入端连接或门H1的输出端，关断延时模块D1的输出端连接与门Y7的第一输入端，非门F3的输入端连接或门H4的输出端，非门F3的输出端连接与门Y7的第二输入端，与门Y7的输出端输出燃油阀开关信号。

下面说明水压试验泵应急柴油发电机组的控制系统的工作原理：

在以下三种情况下进行应急启动：一、使用主控启动，并将就地开关旋钮旋至左侧，此时，主控启动信号(3LLS003EY)有效(为1)及远程状态信号(004CC)有效(为1)；二、A列及B列交流应急母线(LHA&LHB)失电，即LHA&LHB失电信号(3LLS001EY)有效(为0)；三、相邻柴油发电机组应急启动失败，即，相邻柴油发电机组应急启动失败信号有效(为1)。

在以下两种情况下进行正常启动：一、使用主控启动，并将就地开关旋钮旋至右侧，此时，主控启动信号(3LLS003EY)有效(为1)及本地状态信号(004CC′)有效(为1)；二、使用本地面板启动，并将就地开关旋钮旋至右侧，此时，本地状态信号有效(为1)及本地面板启动信号(005 006T0)有效(为1)。

在以下三种情况下进行应急运行停机：一、使用主控停机，即，主控停机信号(3LLS004EY)有效(为1)；二、紧急故障停机保护，即，故障停机保护信号(SH.06)有效(为1)，该紧急故障停机保护在下列任一情况下发生：按下就地柜紧急停机按钮、超速三取二启动信号有效；三、循环启动处理器U1启动失败时，即，循环启动处理器U1的故障输出端输出的故障信号有效(为1)。

在以下五种情况下进行正常运行停机：一、应急启动时，即，RS触发器C1的输出端所输出的应急启动信号有效(为1)；二、使用主控停机，即，主控停机信号(3LLS004EY)有效(为1)；三、普通故障停机保护，即，故障停机保护信号(SH.06)有效(为1)，该普通故障停机保护在下面情况下发生：正常启动且四种普通故障保护的任一个动作时；四、循环启动处理器U1启动失败时，即，循环启动处理器U1的故障输出端输出的故障信号有效(为1)；五、使用本地面板停机，并将就地开关旋钮旋至右侧，此时，本地状态信号有效(为1)及本地面板停机信号(008T0)有效(为1)。

另外，该循环启动处理器U1有两套启动系统循环切换启动，启动时间为5s间隔2s，循环三次也就是启动六次还未检测到运行正常状态信号，即，运行正常状态信号为0时，进行启动失败报警，其故障输出端所输出的信号为1。而且，在应急启动信号为1及循环启动处理器U1的故障输出端所输出的信号为1时，与门Y6输出本柴油发电机组应急启动失败信号。由于对应急启动和正常启动进行了区分，所以可仅在本柴油发电机组应急启动失败时，才对相邻柴油发电机组进行应急启动，而在本柴油发电机组正常启动失败时，不对相邻柴油发电机组进行应急启动。因此，可避免人员伤亡、设备损坏和后备电源系统损毁而整体更换等情况的发生。

在启动成功及无故障跳闸发生时，即，故障停机保护信号为0及循环启动处理器U1的故障输出端所输出的启动失败信号为0时，开启燃油阀；在停机时，延时预设时间，例如2分钟，关闭燃油阀；另外，启动失败或故障跳闸时，直接关闭燃油阀。

图4是本发明水压试验泵应急柴油发电机组的控制方法实施例一的流程图，该控制方法包括：

S1.将远程状态信号和主控启动信号进行与运算后作为应急启动信号；

S2.将本地状态信号和主控启动信号进行与运算后作为正常启动信号；

S3.将应急启动信号和正常启动信号进行或运算后作为水压试验泵应急柴油发电机组的启动信号。

另外，该控制方法还包括：主控停机信号分别通过相应RS触发器将所述应急启动信号和所述正常启动信号置0。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种水压试验泵应急柴油发电机组的控制系统，其特征在于，包括第一与门、第二与门、第一或门、第一RS触发器、第二RS触发器，其中，所述第一与门的第一输入端输入主控启动信号，所述第一与门的第二输入端输入远程状态信号，所述第一与门的输出端输出应急启动信号；所述第二与门的第一输入端输入主控启动信号，所述第二与门的第二输入端输入本地状态信号，所述第二与门的输出端输出正常启动信号；所述第一RS触发器的置位端输入所述应急启动信号，所述第二RS触发器的置位端输入所述正常启动信号，所述第一RS触发器的复位端和所述第二RS触发器的复位端分别输入主控停机信号，所述第一RS触发器的输出端连接所述第一或门的第一输入端，所述第二RS触发器的输出端连接所述第一或门的第二输入端，所述第一或门的输出端输出本柴油发电机组的启停信号。

2.根据权利要求1所述的水压试验泵应急柴油发电机组的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括第二或门、第一非门，其中，所述第一非门的输入端输入A列及B列交流应急母线失电信号，所述第二或门的第一输入端连接所述第一与门的输出端，所述第二或门的第二输入端连接所述第一非门的输出端，所述第二或门的第三输入端输入相邻柴油发电机组应急启动失败信号，所述第二或门的输出端连接所述第一RS触发器的置位端。

3.根据权利要求1所述的水压试验泵应急柴油发电机组的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：第三与门、第三或门，其中，所述第三与门的第一输入端输入本地状态信号，所述第三与门的第二输入端输入本地面板启动信号，所述第三或门的第一输入端连接所述第二与门的输出端，所述第三或门的第二输入端连接所述第三与门的输出端，所述第三或门的输出端连接所述第二RS触发器的置位端。

4.根据权利要求3所述的水压试验泵应急柴油发电机组的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括第四与门，所述第四与门的第一输入端输入本地状态信号，所述第四与门的第二输入端输入本地面板停机信号，所述第四与门的输出端连接所述第二RS触发器的复位端。

5.根据权利要求1所述的水压试验泵应急柴油发电机组的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：第二非门、第五与门、循环启动处理器、第六与门，其中，所述第二非门的输入端输入运行正常状态信号，所述第二非门的输出端连接所述第五与门的第一输入端，所述第五与门的第二输入端连接所述第一或门的输出端，所述第五与门的输出端连接所述循环启动处理器的输入端，所述循环启动处理器的故障输出端连接所述第六与门的第一输入端，所述第六与门的第二输入端连接所述第一RS触发器的输出端，所述第六与门的输出端输出本柴油发电机组应急启动失败信号。

6.根据权利要求5所述的水压试验泵应急柴油发电机组的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括第四或门，所述第四或门的第一输入端输入故障停机保护信号，所述第四或门的第二输入端连接所述循环启动处理器的故障输出端，所述第四或门的输出端分别连接所述第一RS触发器的复位端和所述第二RS触发器的复位端。

7.根据权利要求6所述的水压试验泵应急柴油发电机组的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括第三非门、第七与门和关断延时模块，其中，所述关断延时模块的输入端连接所述第一或门的输出端，所述关断延时模块的输出端连接所述第七与门的第一输入端，所述第三非门的输入端连接所述第四或门的输出端，所述第三非门的输出端连接所述第七与门的第二输入端，所述第七与门的输出端输出燃油阀开关信号。