CN104298229A - 一种换流阀冷却控制装置的可靠性检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换流阀冷却控制装置的可靠性检测系统，其包括被测设备状态信号监测装置、被测设备控制响应监测装置、被测仪表传感器故障监测装置、被测关键控制元件失效监测装置、中央控制与处理装置、工业以太网通讯装置、可靠性检测分析后台。同时本发明还公开一种采用上述系统进行可靠性检测的方法，该方法包括采集检测信息，搭建数学模型，自动计算被测冗余信号的一致率Cj、速度率Rk、稳定率Sm以及可用率Qn以及根据权重计算换流阀冷却控制装置的可靠性Pi。本发明具有体积小、搭建快速、通用性好及可靠性高等特点，保证换流阀冷却控制装置安全稳定运行。

Description

一种换流阀冷却控制装置的可靠性检测系统及方法

技术领域

本发明涉及换流阀冷却技术领域，具体涉及一种换流阀冷却控制装置的可靠性检测系统及方法。

背景技术

换流阀冷却系统是高压直流输电工程的必要辅助系统，换流阀冷却控制装置是实现换流阀冷却系统可靠控制、稳定运行的有效保证。换流阀冷却系统长期在高电压环境下运行，逐步暴露出因电气元件老化导致控制硬件响应速度缓慢、主设备驱动延迟、冗余输入信号一致性差、三重化传感器测量准确度超差，拒动和误动现象时有发生、控制装置可靠性整体下降，因此，在高压直流输电工程中，发明一种应用于换流阀纯水冷却控制装置的可靠性检测系统十分必要。目前我国高压直流换流阀纯水冷却控制装置的可靠性检测系统尚属空白，本发明专利可广泛应用于纯水冷却控制装置的状态评估、故障分析及系统优化的可靠性检测与分析，具有体积小、搭建快速、通用性好及可靠性高等特点，保证换流阀冷却控制装置安全稳定运行。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的之一在于提供一种换流阀冷却控制装置的可靠性检测系统，其通过对换流阀冷却控制装置的一致性、响应速度性、稳定性和可用性进行监测，通过搭建相应数学模型，以快速获取该换流阀冷却控制装置的可靠性信息，保证换流阀冷却控制装置的安全稳定运行。

为实现以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种换流阀冷却控制装置的可靠性检测系统，其包括：

被测设备状态信号监测装置，用于对换流阀冷却控制装置的状态信号进行监测，以获取被测冗余信号的一致性检测信息，所述冗余信号至少包括被测设备的运行、停止、故障、报警以及跳闸信号；

被测设备控制响应监测装置，用于对换流阀冷却控制装置的控制响应速度进行监测，以获取被测冗余信号的响应速度检测信息；

被测仪表传感器故障监测装置，用于对换流阀冷却控制装置中的仪表传感器信号进行监测，以获取被测冗余信号的稳定性检测信息；

被测关键控制元件失效监测装置，用于对换流阀冷却控制装置中的关键控制元件进行监测，以获取被测冗余信号的可用性检测信息；

中央控制与处理装置，用于接收所述一致性检测信息、响应速度检测信息、稳定性检测信息以及可用性检测信息，并对所述一致性检测信息、响应速度检测信息、稳定性检测信息以及可用性检测信息进行精度计时；

工业以太网通讯装置，用于传送经中央控制与处理装置精度计时后的一致性检测信息、响应速度检测信息、稳定性检测信息以及可用性检测信息至可靠性检测分析后台；

可靠性检测分析后台，用于构建一致性检测数学模型、响应速度检测数学模型、稳定性检测数学模型以及可用性检测数学模型，并将所述经中央控制与处理装置精度计时后的一致性检测信息、响应速度检测信息、稳定性检测信息以及可用性检测信息分别对应输入至所述一致性检测数学模型、响应速度检测数学模型、稳定性检测数学模型以及可用性检测数学模型，以获取被测冗余信号的一致率、速度率、稳定率以及可用率，所述可靠性检测分析后台并将一致率、速度率、稳定率以及可用率根据它们在换流阀冷却控制装置的权重计算所述换流阀冷却控制装置的可靠性。

所述被测设备状态信号监测装置包括：用于检测被测设备冗余信号时间的数字量输入DI信号采集卡、用于检测被测设备启动冗余信号时间的数字量输出DO信号采集卡、用于检测被测仪表传感器的测量反馈值的模拟量输入AI信号采集卡、用于检测被测设备的风机频率值的模拟量输出AO信号采集卡、以及对所述数字量输入DI信号采集卡、数字量输出DO信号采集卡、模拟量输入AI信号采集卡、模拟量输出AO信号采集卡进行精度计时的第一信号记录采集卡，将经过精度计时后的被测设备状态信号监测装置的检测信号输入至一致性检测数学模型，自动计算判断被测冗余信号的一致性。

所述被测设备控制响应监测装置包括用于触发被测设备运行指令以及监测被测设备反馈运行信号时间的被测设备运行控制响应板卡、用于触发被测设备停止指令以及检测被测设备反馈停止信号时间的被测设备停止控制响应板卡、用于触发被测设备故障指令以及检测被测设备反馈故障信号时间的被测设备故障控制响应板卡、用于触发被测装置报警指令以及检测被测装置反馈报警信号时间的被测装置报警控制响应板卡、用于触发被测装置跳闸指令以及检测被测装置(被测装置即为被检测的换流阀冷却控制装置，被测设备即为该换流阀冷却控制装置中的运行设备)反馈跳闸信号时间的被测装置跳闸控制响应板卡、以及对被测设备运行控制响应板卡、被测设备停止控制响应板卡、被测设备故障控制响应板卡、被测装置报警控制响应板卡、被测装置跳闸控制响应板卡进行精度计时的第二信号记录采集卡，将经过精度计时后的被测设备控制响应监测装置的检测信号输入至响应速度检测数学模型，自动计算判断被测冗余信号的速度性。

所述被测仪表传感器故障监测装置包括用于检测被测装置中温度传感器连续无故障运行时间的温度传感器状态信号采集卡、用于检测被测装置中压力传感器连续无故障运行时间的压力传感器状态信号采集卡、用于检测被测装置中液位传感器连续无故障运行时间的液位传感器状态信号采集卡、用于检测被测装置中电导率传感器连续无故障运行时间的电导率传感器状态信号采集卡、用于检测被测装置中流量传感器连续无故障运行时间的流量传感器状态信号采集卡、以及用于对温度传感器状态信号采集卡、压力传感器状态信号采集卡、液位传感器状态信号采集卡、电导率传感器状态信号采集卡、流量传感器状态信号采集卡进行精度计时的第三信号记录采集卡，将经过精度计时后的被测仪表传感器故障监测装置的检测信号输入至稳定性检测数学模型，自动计算判断被测冗余信号的误动率和拒动率，衡量被测冗余信号的稳定性。

所述被测关键控制元件失效监测装置包括用于检测被测装置的AC交流电源和DC直流电源连续无故障运行时间的电源状态信号采集卡、用于检测被测装置的CPU模块、DI模块、DO模块、AI模块、AO模块以及IM模块连续无故障运行时间的控制器控制元件信号采集卡、用于检测被测装置的主循环泵接触器连续无故障运行时间的主循环泵控制元件状态信号采集卡、用于检测被测装置的冗余仪表传感器连续无故障运行时间的仪表传感器状态信号采集卡、以及对所述电源状态信号采集卡、控制器控制元件信号采集卡、主循环泵控制元件状态信号采集卡以及仪表传感器状态信号采集卡进行精度计时的第四信号记录采集卡，将经过精度计时后的被测关键控制元件失效监测装置的检测信号输入至可用性检测数学模型，自动计算判断被测冗余信号的可用性。

本发明的目的之一在于提供一种换流阀冷却控制装置的可靠性检测方法，其通过对换流阀冷却控制装置的一致性、响应速度性、稳定性和可用性进行监测，通过搭建相应数学模型，以快速获取该换流阀冷却控制装置的可靠性信息，保证换流阀冷却控制装置的安全稳定运行。

为实现以上目的，本发明采取的技术方案是：

换流阀冷却控制装置的可靠性检测方法，其包括以下步骤：

采集换流阀冷却控制装置的检测信息，所述换流阀冷却控制装置的检测信息包括被测冗余信号的一致性检测信息、响应速度检测信息、稳定性检测信息以及可用性检测信息；

构建一致性检测数学模型、响应速度检测数学模型、稳定性检测数学模型以及可用性检测数学模型；

将一致性检测信息、响应速度检测信息、稳定性检测信息以及可用性检测信息分别对应输入至所述一致性检测数学模型、响应速度检测数学模型、稳定性检测数学模型以及可用性检测数学模型，自动计算被测冗余信号的一致率Cj、速度率Rk、稳定率Sm以及可用率Qn；

结合一致率Cj、速度率Rk、稳定率Sm、可用率Qn以及它们在换流阀冷却控制装置的权重，通过公式(1)计算换流阀冷却控制装置的可靠性Pi：

Pi＝i1×Cj+i2×Rk+i3×Sm+i4×Qn           (1)

其中，i1、i2、i3、i4分别为一致率Cj、速度率Rk、稳定率Sm、可用率Qn在换流阀冷却控制装置的权重。

所述一致性检测数学模型为：

$\mathrm{Cj}=0.25\×[\underset{j1=1}{\overset{58}{\mathrm{\Σ}}}C\left(\mathrm{DI}\right)/58+\underset{j2=1}{\overset{14}{\mathrm{\Σ}}}C\left(\mathrm{DO}\right)/14+\underset{j3=1}{\overset{14}{\mathrm{\Σ}}}C\left(\mathrm{AI}\right)/14+\underset{j4=1}{\overset{4}{\mathrm{\Σ}}}C\left(\mathrm{AO}\right)/4]---\left(2\right)$

式(2)中：

C(DI)_j1＝C_run(AC1)+C_run(AC2)+C_run(DC1)+C_run(DC2)+C_run(DC3)+

C_run(DC4)+C_run(P01)+C_run(P02)+C_run(P11)+C_run(P12)+

C_run(Vf1)+C_run(Vf2)+C_run(Vf3)+C_run(Vf4)+C_run(CPU1)+

C_run(CPU2)+C_stop(AC1)+C_stop(AC2)+C_stop(DC1)+C_stop(DC2)+

C_stop(DC3)+C_stop(DC4)+C_stop(P01)+C_stop(P02)+C_stop(P11)+

C_stop(P12)+C_stop(Vf1)+C_stop(Vf2)+C_stop(Vf3)+C_stop(Vf4)+

C_stop(CPU1)+C_stop(CPU2)+C_fault(AC1)+C_fault(AC2)+

C_fault(DC1)+C_fault(DC2)+C_fault(DC3)+C_fault(DC4)+C_fault(P01)+

C_fault(P02)+C_fault(P11)+C_fault(P12)+C_fault(Vf1)+C_fault(Vf2)+

C_fault(Vf3)+C_fault(Vf4)+C_fault(CPU1)+C_fault(CPU2)+C_alarm(Tr)+

C_alarm(Pr)+C_alarm(Fl)+C_alarm(Le)+C_alarm(Qi)+C_trip(Tr)+C_trip(Pr)+

C_trip(Fl)+C_trip(Le)+C_trip(Qi)；

C(DO)_j2＝C_start(AC1)+C_start(AC2)+C_start(DC1)+C_start(DC2)+C_start(DC3)+

C_start(DC4)+C_start(P01)+C_start(P02)+C_start(P11)+C_start(P12)+

C_start(Vf1)+C_start(Vf2)+C_start(Vf3)+C_start(Vf4)；

C(AI)_j3＝C(Tr)+C(Pr)+C(Fl)+C(Le)+C(Qi)；

C(AO)_j4＝C(Vf1)+C(Vf2)+C(Vf3)+C(Vf4)；

C(DI)为被测设备冗余信号的时间，其中，C_run(AC1)、C_run(AC2)、C_run(DC1)、C_run(DC2)、C_run(DC3)、C_run(DC4)、C_run(P01)、C_run(P02)、C_run(P11)、C_run(P12)、C_run(Vf1)、C_run(Vf2)、C_run(Vf3)、C_run(Vf4)、C_run(CPU1)、C_run(CPU2)、C_stop(AC1)、C_stop(AC2)、C_stop(DC1)、C_stop(DC2)、C_stop(DC3)、C_stop(DC4)、C_stop(P01)、C_stop(P02)、C_stop(P11)、C_stop(P12)、C_stop(Vf1)、C_stop(Vf2)、C_stop(Vf3)、C_stop(Vf4)、C_stop(CPU1)、C_stop(CPU2)、C_fault(AC1)、C_fault(AC2)、C_fault(DC1)、C_fault(DC2)、C_fault(DC3)、C_fault(DC4)、C_fault(P01)、C_fault(P02)、C_fault(P11)、C_fault(P12)、C_fault(Vf1)、C_fault(Vf2)、C_fault(Vf3)、C_fault(Vf4)、C_fault(CPU1)、C_fault(CPU2)分别是被测设备的交流电源AC1、AC2，直流电源DC1、DC2、DC3、DC4，主循环泵P01、P02，补水泵P11、P12，风机Vf1、Vf2、Vf3、Vf4，控制器CPU1、CPU2共十六个设备的运行信号时间、停止信号时间、故障信号时间；C_alarm(Tr)、C_alarm(Pr)、C_alarm(Fl)、C_alarm(Le)、C_alarm(Qi)为温度传感器Tr、压力传感器Pr、流量传感器Fl、液位传感器Le、电导率传感器Qi的报警信号时间；C_trip(Tr)、C_trip(Pr)、C_trip(Fl)、C_trip(Le)、C_trip(Qi)分别是温度传感器Tr、压力传感器Pr、流量传感器Fl、液位传感器Le、电导率传感器Qi的跳闸信号时间；

C(DO)为被测设备的启动冗余信号的时间，其中C_start(AC1)、C_start(AC2)、C_start(DC1)、C_start(DC2)、C_start(DC3)、C_start(DC4)、C_start(P01)、C_start(P02)、C_start(P11)、C_start(P12)、C_start(Vf1)、C_start(Vf2)、C_start(Vf3)、C_start(Vf4)分别是被测设备的交流电源AC1、AC2，直流电源DC1、DC2、DC3、DC4，主循环泵P01、P02，补水泵P11、P12，风机Vf1、Vf2、Vf3、Vf4共十四个设备启动信号的时间；

C(AI)为被测仪表传感器AI的反馈值，被测仪表传感器AI信号共14个，分别是3个温度传感器Tr、3个压力传感器Pr、2个流量传感器Fl、3个液位传感器Le、3个电导率传感器Qi，C(Tr)、C(Pr)、C(Fl)、C(Le)、C(Qi)分别是温度传感器Tr、压力传感器Pr、流量传感器Fl、液位传感器Le、电导率传感器Qi的反馈值；

C(AO)为被测设备的风机频率值，C(Vf1)、C(Vf2)、C(Vf3)、C(Vf4)分别是风机Vf1、风机Vf2、风机Vf3、风机Vf4等频率的反馈值。

所述响应速度监测数学模型为：

$\mathrm{Rk}=0.2\×[\underset{k1=1}{\overset{16}{\mathrm{\Σ}}}r\left(\mathrm{start}\right)/16+\underset{k2=1}{\overset{16}{\mathrm{\Σ}}}r\left(\mathrm{stop}\right)/16+\underset{k3=1}{\overset{16}{\mathrm{\Σ}}}r\left(\mathrm{fault}\right)/16+\underset{k4=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}r\left(\mathrm{alarm}\right)/5+\underset{k5=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}r\left(\mathrm{trip}\right)/5]---\left(3\right)$

式(3)中：

r(start)_k1＝r_start(AC1)+r_start(AC2)+r_start(DC1)+r_start(DC2)+r_start(DC3)+

r_start(DC4)+r_start(P01)+r_start(P02)+r_start(P11)+r_start(P12)+

r_start(Vf1)+r_start(Vf2)+r_start(Vf3)+r_start(Vf4)+r_start(CPU1)+

r_start(CPU2)；

r(stop)_k2＝r_stop(AC1)+r_stop(AC2)+r_stop(DC1)+r_stop(DC2)+r_stop(DC3)+

r_stop(DC4)+r_stop(P01)+r_stop(P02)+r_stop(P11)+r_stop(P12)+

r_stop(Vf1)+r_stop(Vf2)+r_stop(Vf3)+r_stop(Vf4)+r_stop(CPU1)+

r_stop(CPU2)；

r(fault)_k3＝r_fault(AC1)+r_fault(AC2)+r_fault(DC1)+r_fault(DC2)+r_fault(DC3)+

r_fault(DC4)+r_fault(P01)+r_fault(P02)+r_fault(P11)+r_fault(P12)+

r_fault(Vf1)+r_fault(Vf2)+r_fault(Vf3)+r_fault(Vf4)+r_fault(CPU1)+

r_fault(CPU2)；

r(alarm)_k4＝r_alarm(Tr)+r_alarm(Pr)+r_alarm(Fl)+r_alarm(Le)+r_alarm(Qi)；

r(trip)_k5＝r_trip(Tr)+r_trip(Pr)+r_trip(Fl)+r_trip(Le)+r_trip(Qi)；

r(start)为触发被测设备运行指令至被测设备反馈运行信号的时间，其中：r_start(AC1)、r_start(AC2)、r_start(DC1)、r_start(DC2)、r_start(DC3)、r_start(DC4)、r_start(P01)、r_start(P02)、r_start(P11)、r_start(P12)、r_start(Vf1)、r_start(Vf2)、r_start(Vf3)、r_start(Vf4)、r_start(CPU1)、r_start(CPU2)分别是交流电源AC1、AC2，直流电源DC1、DC2、DC3、DC4，主循环泵P01、P02，补水泵P11、P12，风机Vf1、Vf2、Vf3、Vf4，控制器CPU1、CPU2共十六个设备被触发运行指令至反馈运行信号的时间；

r(stop)为触发被测设备停止指令至被测设备反馈停止信号的时间，其中：r_stop(AC1)、r_stop(AC2)、r_stop(DC1)、r_stop(DC2)、r_stop(DC3)、r_stop(DC4)、r_stop(P01)、r_stop(P02)、r_stop(P11)、r_stop(P12)、r_stop(Vf1)、r_stop(Vf2)、r_stop(Vf3)、r_stop(Vf4)、r_stop(CPU1)、r_stop(CPU2)分别为是交流电源AC1、AC2，直流电源DC1、DC2、DC3、DC4，主循环泵P01、P02，补水泵P11、P12，风机Vf1、Vf2、Vf3、Vf4，控制器CPU1、CPU2共十六个设备被触发停止指令至反馈停止信号的时间；

r(fault)为触发被测设备故障指令至被测设备反馈故障信号的时间，其中，r_fault(AC1)、r_fault(AC2)、r_fault(DC1)、r_fault(DC2)、r_fault(DC3)、r_fault(DC4)、r_fault(P01)、r_fault(P02)、r_fault(P11)、r_fault(P12)、r_fault(Vf1)、r_fault(Vf2)、r_fault(Vf3)、r_fault(Vf4)、r_fault(CPU1)、r_fault(CPU2)分别为是交流电源AC1、AC2，直流电源DC1、DC2、DC3、DC4，主循环泵P01、P02，补水泵P11、P12，风机Vf1、Vf2、Vf3、Vf4，控制器CPU1、CPU2共十六个设备被触发故障指令至反馈故障信号的时间；

r(alarm)为触发被测装置报警指令至被测装置反馈报警信号的时间，其中：r_alarm(Tr)、r_alarm(Pr)、r_alarm(Fl)、r_alarm(Le)、r_alarm(Qi)分别是温度传感器Tr、压力传感器Pr、流量传感器Fl、液位传感器Le、电导率传感器Qi从触发报警指令至反馈报警信号的时间；

r(trip)为触发被测装置跳闸指令至被测装置反馈跳闸信号的时间，其中，r_trip(Tr)、r_trip(Pr)、r_trip(Fl)、r_trip(Le)、r_trip(Qi)分别是温度传感器Tr、压力传感器Pr、流量传感器Fl、液位传感器Le、电导率传感器Qi从触发跳闸指令至反馈跳闸信号的时间。

所述稳定性检测数学模型为：

Sm＝1/10×[S误动(Tr)_m1+S拒动(Tr)_m1+S误动(Pr)_m2+S拒动(Pr)_m2+

S误动(Le)_m3+S拒动(Le)_m3+S误动(Qi)_m4+S拒动(Qi)_m4+

S误动(Fl)_m5+S拒动(Fl)_m5]

式中：

S误动(Tr)、S误动(Pr)、S误动(Fl)、S误动(Le)、S误动(Qi)分别是温度传感器Tr、压力传感器Pr、流量传感器Fl、液位传感器Le、电导率传感器Qi的误动时间，S拒动(Tr)、S拒动(Pr)、S拒动(Fl)、S拒动(Le)、S拒动(Qi)分别是温度传感器Tr、压力传感器Pr、流量传感器Fl、液位传感器Le、电导率传感器Qi的拒动时间

S误动(Tr)、S误动(Pr)，S误动(Le)，S误动(Qi)的公式相同，均为3Z²-2Z³；

S拒动(Tr)、S拒动(Pr)，S拒动(Le)，S拒动(Qi)的公式相同，也均为3Z²-2Z³；

S误动(Fl)＝Z²，S拒动(Fl)＝2Z-Z²；

Z＝1/T，T＝每月稳定运行时间；

m1＝3，温度传感器Tr实际运行数量；

m2＝3，压力传感器Pr实际运行数量；

m3＝3，液位传感器Le实际运行数量；

m4＝3，电导率传感器Qi实际运行数量；

m5＝2，流量传感器Fl实际运行数量。

所述可用性检测数学模型为：

Qn＝1-▏(Fn–Yn)▏

式中：

最高良好率：Yn＝0.98760962

系统故障率：Fn＝f_n1(AC)×f_n2(DC)×f_n3(CPU)×f_n4(DI)×f_n5(DO)×f_n6(AI)×f_n7(AO)

×f_n8(IM)×f_n9(PKM)×f_n10(Fl)×f_n11(Tr)×f_n12(Pr)×f_n13(Le)

×f_n14(Qi)；

f_n1(AC)为冗余并联交流电源模块故障率，fn2(DC)为冗余并联直流电源模块故障率，fn3(CPU)为冗余并联CPU模块故障率，fn4(DI)为同功能冗余并联数字量输入DI模块故障率，fn5(DO)为同功能冗余并联数字量输出DO模块故障率，fn6(AI)为同功能冗余并联模拟量输入AI模块故障率，fn7(AO)为同功能冗余并联模拟量输出AO模块故障率，fn8(IM)为同功能冗余并联接口IM模块故障率，fn9(PKM)为冗余并联主泵接触器故障率，fn10(Fl)为冗余并联流量传感器故障率，fn11(Tr)为冗余并联温度传感器故障率，fn12(Pr)为冗余并联压力传感器故障率，fn13(Le)为冗余并联液位传感器故障率，fn14(Qi)为冗余并联电导率传感器故障率。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、通过可靠性检测分析后台搭建数学模型直接计算获取可靠性检测的各个参数，相应速度快。

2、对换流阀冷却控制装置中各运行设备以及仪表传感器等均进行检测，测量数据全面，测量准确度高，可靠性高。

3、可靠性检测系统集成各采集板卡为一体，通过以太网传送至后台进行分析计算，体积小。

4、通过设置接口方式将各采集板卡与相应运行设备或仪表传感器以及中央控制和处理装置进行连接，搭建快速。

5、整个系统自动采集信息并自动计算获取可靠性检测结果，使用便捷。

6、可广泛应用于纯水冷却控制装置的状态评估、故障分析及系统优化的可靠性检测与分析，通用性强。

附图说明

附图1为本发明一种换流阀冷却控制装置的可靠性检测系统的结构框图；

附图2为被测设备状态信号监测装置的结构框图；

附图3为被测设备控制响应监测装置的结构框图；

附图4为被测仪表传感器故障监测装置的结构框图；

附图5为被测关键控制元件失效监测装置的结构框图；

附图6为本发明一种换流阀冷却控制装置的可靠性检测方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

实施例

请参照图1所示，本实施例公开一种换流阀冷却控制装置的可靠性检测系统，主要包括被测设备状态信号监测装置2、被测设备控制响应监测装置3、被测仪表传感器故障监测装置4、被测关键控制元件失效监测装置5、时钟同步装置6、中央控制与处理装置7、工业以太网通讯装置8、可靠性检测分析后台9等组成。其中：被测设备状态信号监测装置2，用于对换流阀冷却控制装置1的状态信号进行监测，以获取被测冗余信号的一致性检测信息，冗余信号至少包括被测设备的运行、停止、故障、报警以及跳闸信号；被测设备控制响应监测装置3，用于对换流阀冷却控制装置1的控制响应速度进行监测，以获取被测冗余信号的响应速度检测信息；被测仪表传感器故障监测装置4，用于对换流阀冷却控制装置1中的仪表传感器信号进行监测，以获取被测冗余信号的稳定性检测信息；被测关键控制元件失效监测装置5，用于对换流阀冷却控制装置1中的关键控制元件进行监测，以获取被测冗余信号的可用性检测信息；中央控制与处理装置7，用于接收一致性检测信息、响应速度检测信息、稳定性检测信息以及可用性检测信息，并对一致性检测信息、响应速度检测信息、稳定性检测信息以及可用性检测信息进行精度计时；时钟同步装置6，保证换流阀冷却控制装置1、被测设备状态信号监测装置2、被测设备控制响应监测装置3、被测仪表传感器故障监测装置4、被测关键控制元件失效监测装置5、以及中央控制与处理装置7之间的时钟同步，提高测量准确度。工业以太网通讯装置8，用于传送经中央控制与处理装置7精度计时后的一致性检测信息、响应速度检测信息、稳定性检测信息以及可用性检测信息至可靠性检测分析后台9；可靠性检测分析后台9，用于构建一致性检测数学模型、响应速度检测数学模型、稳定性检测数学模型以及可用性检测数学模型，并将经中央控制与处理装置7精度计时后的一致性检测信息、响应速度检测信息、稳定性检测信息以及可用性检测信息分别对应输入至一致性检测数学模型、响应速度检测数学模型、稳定性检测数学模型以及可用性检测数学模型，以获取被测冗余信号的一致率、速度率、稳定率以及可用率，可靠性检测分析后台9并将一致率、速度率、稳定率以及可用率根据它们在换流阀冷却控制装置1的权重计算换流阀冷却控制装置1的可靠性。

同时本发明还公开了一种基于上述系统的可靠性检测(或评估)方法，请参照图6所示，该方法包括以下步骤：(1)检测被测设备的运行、停止、故障、报警、跳闸、启动等冗余信号的时间，检测被测设备的风机频率值，检测被测仪表传感器的测量反馈值，计算系统信号一致率；(2)检测被测设备的运行、停止、故障、报警及跳闸等信号由触发到反馈的历经时间，计算系统信号快速率；(3)检测被检仪表传感器的连续无故障运行时间，计算误动率、拒动率，衡量稳定率；(4)检测被检关键控制元件的连续无故障运行时间，计算故障率、可用率；(5)基于一致率、快速率、稳定率及可用率，计算可靠率；(6)建立换流阀冷却控制装置可靠性的状态评价。具体地：

1、换流阀冷却控制装置的可靠性检测方法

Pi＝i1×Cj+i2×Rk+i3×Sm+i4×Qn

其中

Cj：一致率；

Rk：快速率；

Sm：稳定率；

Qn：可用率；Qn＝1-Fn，Fn为故障率；

Pi：系统可靠率，Pi≤0.9时系统可靠性低、需停电检修；

i：重要度i＝[i1,i2,i3,i4]＝[30％,15％,25％,30％]。

2、一致性检测

一致性检测由被测设备状态信号监测装置2实现，如图2所示。被测设备状态信号监测装置2由数字量输入DI信号采集卡21通过检测被测设备的运行、停止、故障、报警及跳闸等冗余信号的时间，由数字量输出DO信号采集卡22通过检测被测设备的启动冗余信号的时间，由模拟量输入AI信号采集卡23通过检测被测仪表传感器的测量反馈值，由模拟量输出AO信号采集卡24通过检测被测设备的风机频率值，经信号记录采集卡25对其高精度计时及差值比较，通过中央控制与处理装置7，经通讯装置8及可靠性检测分析后台9，自动计算判断被测冗余信号的一致性。

一致性检测数学模型

$\mathrm{Cj}=0.25\×[\underset{j1=1}{\overset{58}{\mathrm{\Σ}}}C\left(\mathrm{DI}\right)/58+\underset{j2=1}{\overset{14}{\mathrm{\Σ}}}C\left(\mathrm{DO}\right)/14+\underset{j3=1}{\overset{14}{\mathrm{\Σ}}}C\left(\mathrm{AI}\right)/14+\underset{j4=1}{\overset{4}{\mathrm{\Σ}}}C\left(\mathrm{AO}\right)/4]$

式中：

C(DI)_j1＝C_run(AC1)+C_run(AC2)+C_run(DC1)+C_run(DC2)+C_run(DC3)+

C_run(DC4)+C_run(P01)+C_run(P02)+C_run(P11)+C_run(P12)+

C_run(Vf1)+C_run(Vf2)+C_run(Vf3)+C_run(Vf4)+C_run(CPU1)+

C_run(CPU2)+C_stop(AC1)+C_stop(AC2)+C_stop(DC1)+C_stop(DC2)+

C_stop(DC3)+C_stop(DC4)+C_stop(P01)+C_stop(P02)+C_stop(P11)+

C_stop(P12)+C_stop(Vf1)+C_stop(Vf2)+C_stop(Vf3)+C_stop(Vf4)+

C_stop(CPU1)+C_stop(CPU2)+C_fault(AC1)+C_fault(AC2)+

C_fault(DC1)+C_fault(DC2)+C_fault(DC3)+C_fault(DC4)+C_fault(P01)+

C_fault(P02)+C_fault(P11)+C_fault(P12)+C_fault(Vf1)+C_fault(Vf2)+

C_fault(Vf3)+C_fault(Vf4)+C_fault(CPU1)+C_fault(CPU2)+C_alarm(Tr)+

C_alarm(Pr)+C_alarm(Fl)+C_alarm(Le)+C_alarm(Qi)+C_trip(Tr)+C_trip(Pr)+

C_trip(Fl)+C_trip(Le)+C_trip(Qi)；

C(DO)_j2＝C_start(AC1)+C_start(AC2)+C_start(DC1)+C_start(DC2)+C_start(DC3)+

C_start(DC4)+C_start(P01)+C_start(P02)+C_start(P11)+C_start(P12)+

C_start(Vf1)+C_start(Vf2)+C_start(Vf3)+C_start(Vf4)；

C(AI)_j3＝C(Tr)+C(Pr)+C(Fl)+C(Le)+C(Qi)；

C(AO)_j4＝C(Vf1)+C(Vf2)+C(Vf3)+C(Vf4)。

2.1被检数字量输入DI信号检测值C(DI)

C(DI)为接受被测设备的运行、停止、故障、报警及跳闸等冗余信号的时间，被测设备的单控制系统DI信号共58个，主要包括：被测设备的交流电源AC1、AC2，直流电源DC1、DC2、DC3、DC4，主循环泵P01、P02，补水泵P11、P12，风机VF1、VF2、VF3、VF4，控制器CPU1、CPU2等设备的16个运行信号、16个停止信号、16个故障信号；温度传感器Tr高(温度传感器Tr高于设定值时，触发报警信号，以下意义相同)、压力传感器Pr高、流量传感器Fl高、液位传感器Le高、电导率传感器Qi高等5个报警信号；温度传感器Tr超高(温度传感器Tr继续增高，达到某一阈值时，触发跳闸信号，以下意义相同)、压力传感器Pr超高、流量传感器Fl超高、液位传感器Le超高、电导率传感器Qi超高等5个跳闸信号。

j1＝1～58，为数字量输入DI信号采集卡21检测功能数。因被测信号为冗余信号，数字量输入DI信号采集卡21共116个采集点。

当C(DI)_j1和C(DI)_j1+58均不大于5ms时，C(DI)_j1＝1，DI信号一致；

反之，当C(DI)_j1和C(DI)_j1+58均大于5ms时，C(DI)j1＝0，DI信号不一致。

2.2被检数字量输出DO信号一致性检测值C(DO)

C(D0)为接受被测设备的启动冗余信号的时间，被测设备的单控制系统DO信号共14个，主要包括：被测设备的交流电源AC1、AC2，直流电源DC1、DC2、DC3、DC4，主循环泵P01、P02，补水泵P11、P12，风机VF1、VF2、VF3、VF4等设备的14个启动信号。

j2＝1～14，为数字量输出DO信号采集卡22检测功能数。因被测信号为冗余信号，数字量输出DO信号采集卡22共28个采集点。

当C(DO)_j2和C(DO)_j2+14均不大于5ms时，C(DO)j2＝1，DO信号一致；

反之，当C(DO)_j2和C(DO)_j2+14均大于5ms时，C(DO)j2＝0，DO信号不一致。

2.3被检模拟量输入AI信号一致性检测值C(AI)

C(AI)为接受被测仪表传感器的反馈值，被测仪表传感器AI信号共14个，主要包括：被测设备的3个温度传感器Tr、3个压力传感器Pr、2个流量传感器Fl、3个液位传感器Le、3个电导率传感器Qi等仪表传感器的反馈值。

J3＝1～14，为模拟量输入AI信号采集卡23检测功能数。因被测信号为冗余信号，模拟量输入AI信号采集卡23共28个采集通道。

▏C(AI)_j3-C(AI)_j3+14▏≤10％时，C(AI)j3＝1，AI信号一致；

▏C(AI)_j3-C(AI)_j3+14▏＞10％时，C(AI)j3＝0，AI信号不一致。

2.4被检模拟量输出AO信号一致性检测值C(AO)

C(AO)为接受被测设备的风机频率值，被测设备的单控制系统风机频率AO信号共4个，主要包括：被测设备的风机Vf1、风机Vf2、风机Vf3、风机Vf4等频率的反馈值。

J4＝1～4，为模拟量输出AO信号采集卡24检测功能数。因被测信号为冗余信号，模拟量输出AO信号采集卡24共8个采集通道。

▏C(AO)_j4-C(AO)_j4+4▏≤10％时，C(AO)j4＝1，AO信号一致；

▏C(AO)_j4-C(AO)_j4+4▏＞10％时，C(AO)j4＝0，AO信号不一致。

3、快速性检测

快速性检测由被测设备控制响应监测装置3实现，如图3所示。被测设备控制响应监测装置3由被测设备运行控制响应板卡31触发被测设备运行指令、检测被测设备反馈运行信号的时间，被测设备停止控制响应板卡32触发被测设备停止指令、检测被测设备反馈停止信号的时间，被测设备故障控制响应板卡33触发被测设备故障指令、检测被测设备反馈故障信号的时间，被测装置报警控制响应板卡34触发被测装置报警指令、检测被测装置反馈报警信号的时间，被测装置跳闸控制响应板卡35触发被测装置跳闸指令、检测被测装置反馈跳闸信号的时间，经信号记录采集卡36对其高精度计时，通过中央控制与处理装置7，经通讯装置8及可靠性检测分析后台9，自动计算判断被测冗余信号的快速性。

响应速度检测数学模型

$\mathrm{Rk}=0.2\×[\underset{k1=1}{\overset{16}{\mathrm{\Σ}}}r\left(\mathrm{start}\right)/16+\underset{k2=1}{\overset{16}{\mathrm{\Σ}}}r\left(\mathrm{stop}\right)/16+\underset{k3=1}{\overset{16}{\mathrm{\Σ}}}r\left(\mathrm{fault}\right)/16+\underset{k4=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}r\left(\mathrm{alarm}\right)/5+\underset{k5=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}r\left(\mathrm{trip}\right)/5]$

式中：

r(start)_k1＝r_start(AC1)+r_start(AC2)+r_start(DC1)+r_start(DC2)+r_start(DC3)+

r_start(DC4)+r_start(P01)+r_start(P02)+r_start(P11)+r_start(P12)+

r_start(Vf1)+r_start(Vf2)+r_start(Vf3)+r_start(Vf4)+r_start(CPU1)+

r_start(CPU2)；

r(stop)_k2＝r_stop(AC1)+r_stop(AC2)+r_stop(DC1)+r_stop(DC2)+r_stop(DC3)+

r_stop(DC4)+r_stop(P01)+r_stop(P02)+r_stop(P11)+r_stop(P12)+

r_stop(Vf1)+r_stop(Vf2)+r_stop(Vf3)+r_stop(Vf4)+r_stop(CPU1)+

r_stop(CPU2)；

r(fault)_k3＝r_fault(AC1)+r_fault(AC2)+r_fault(DC1)+r_fault(DC2)+r_fault(DC3)+

r_fault(DC4)+r_fault(P01)+r_fault(P02)+r_fault(P11)+r_fault(P12)+

r_fault(Vf1)+r_fault(Vf2)+r_fault(Vf3)+r_fault(Vf4)+r_fault(CPU1)+

r_fault(CPU2)；

r(alarm)_k4＝r_alarm(Tr)+r_alarm(Pr)+r_alarm(Fl)+r_alarm(Le)+r_alarm(Qi)；

r(trip)_k5＝r_trip(Tr)+r_trip(Pr)+r_trip(Fl)+r_trip(Le)+r_trip(Qi)。

3.1被检运行信号的快速性检测值r(start)

r(start)为触发被测设备运行指令至被测设备反馈运行信号的时间，被测设备包括：交流电源AC1、AC2，直流电源DC1、DC2、DC3、DC4，主循环泵P01、P02，补水泵P11、P12，风机VF1、VF2、VF3、VF4，控制器CPU1、CPU2等。

r(start)≤80ms时，r(start)_k1＝1，响应快速；

r(start)＞80ms时，r(start)_k1＝0，响应缓慢。

3.2被检停止信号的快速性检测值r(stop)

r(stop)为触发被测设备停止指令至被测设备反馈停止信号的时间，被测设备包括：交流电源AC1、AC2，直流电源DC1、DC2、DC3、DC4，主循环泵P01、P02，补水泵P11、P12，风机VF1、VF2、VF3、VF4，控制器CPU1、CPU2等。

r(stop)≤60ms时，r(stop)_k2＝1，响应快速；

r(stop)＞60ms时，r(stop)_k2＝0，响应缓慢。

3.3被检故障信号的快速性检测值r(fault)

r(fault)为触发被测设备故障指令至被测设备反馈故障信号的时间，被测设备包括：交流电源AC1、AC2，直流电源DC1、DC2、DC3、DC4，主循环泵P01、P02，补水泵P11、P12，风机VF1、VF2、VF3、VF4，控制器CPU1、CPU2等。

r(fault)≤40ms时，r(fault)_k3＝1，响应快速；

r(fault)＞40ms时，r(fault)_k3＝0，响应缓慢。

3.4被检报警信号的快速性检测值r(alarm)

r(alarm)为触发被测装置报警指令至被测装置反馈报警信号的时间，被测装置报警包括：温度传感器Tr高、压力传感器Pr高、流量传感器Fl高、液位传感器Le高、电导率传感器Qi高等。

r(alarm)≤55ms时，r(alarm)_k4＝1，响应快速；

r(alarm)＞55ms时，r(alarm)_k4＝0，响应缓慢。

3.5被检跳闸信号的快速性检测值r(trip)

r(trip)为触发被测装置跳闸指令至被测装置反馈跳闸信号的时间，被测装置跳闸包括：温度传感器Tr超高、压力传感器Pr超高、流量传感器Fl超高、液位传感器Le超高、电导率传感器Qi超高等。

r(trip)≤50ms时，r(trip)_k5＝1，响应快速；

r(trip)＞50ms时，r(trip)_k5＝0，响应缓慢。

4、稳定性

稳定性检测由被测仪表传感器故障监测装置4实现，如图4所示。被测仪表传感器故障监测装置4由温度传感器状态信号采集卡41通过检测被测装置的3台温度传感器连续无故障运行时间，由压力传感器状态信号采集卡42通过检测被测装置的3台压力传感器连续无故障运行时间，由液位传感器状态信号采集卡43通过检测被测装置的3台液位传感器连续无故障运行时间，由电导率传感器状态信号采集卡44通过检测被测装置的3台电导率传感器连续无故障运行时间，由流量传感器状态信号采集卡45通过检测被测装置的2台流量传感器连续无故障运行时间，经信号记录采集卡46对其高精度计时，通过中央控制与处理装置7，经通讯装置8及可靠性检测分析后台9，自动计算判断被测冗余信号的误动率、拒动率，衡量其稳定性。

稳定性检测数学模型

Sm＝1/10×[S误动(Tr)_m1+S拒动(Tr)_m1+S误动(Pr)_m2+S拒动(Pr)_m2+

S误动(Le)_m3+S拒动(Le)_m3+S误动(Qi)_m4+S拒动(Qi)_m4+

S误动(Fl)_m5+S拒动(Fl)_m5]

式中：

S误动(Tr)＝3Z²-2Z³，[同：S误动(Pr)，S误动(Le)，S误动(Qi)]；

S拒动(Tr)＝3Z²-2Z³，[同：S拒动(Pr)，S拒动(Le)，S拒动(Qi)]；

S误动(Fl)＝Z²，S拒动(Fl)＝2Z-Z²；

Z＝1/T，T＝每月稳定运行时间；

m1＝3，温度传感器Tr实际运行数量；

m2＝3，压力传感器Pr实际运行数量；

m3＝3，液位传感器Le实际运行数量；

m4＝3，电导率传感器Qi实际运行数量；

m5＝2，流量传感器Fl实际运行数量；

4.1被检温度、压力、液位及电导率信号的误动性检测值S(Tr)

S(Tr)为3台冗余温度传感器连续无故障运行的时间。

S误动(Tr)≤0.000002998时，S误动(Tr)_m1＝1，信号误动弱；

S误动(Tr)＞0.000002998时，S误动(Tr)_m1＝0，信号误动强。

[同：S误动(Pr)，S误动(Le)，S误动(Qi),]；

4.2被检温度、压力、液位及电导率信号的拒动性检测值S(Tr)

S拒动(Tr)≤0.000002998时，S拒动(Tr)_m1＝1，信号拒动弱；

S拒动(Tr)＞0.000002998时，S拒动(Tr)_m1＝1，信号拒动强。

[同：S拒动(Pr)，S拒动(Le)，S拒动(Qi)]；

4.3被检流量信号的误动性检测值S(Fl)

S误动(Fl)≤0.000001时，S误动(Fl)_m5＝1，信号拒动弱；

S误动(Fl)＞0.000001时，S误动(Fl)_m5＝0，信号拒动强。

4.4被检流量信号的拒动性检测值S(Fl)

S拒动(Fl)≤0.001999时，S拒动(Fl)_m5＝1，信号拒动弱；

S拒动(Fl)＞0.001999时，S拒动(Fl)_m5＝0，信号拒动强。

5、可用性

可用性检测由被测关键控制元件失效监测装置5实现，如图5所示。被测关键控制元件失效监测装置5由电源状态信号采集卡51通过检测被测装置的AC交流电源、DC直流电源等连续无故障运行时间，由控制器控制元件信号采集卡52通过检测被测装置的CPU模块、DI模块、DO模块、AI模块、AO模块、IM模块等连续无故障运行时间，由主循环泵控制元件状态信号采集卡53通过检测被测装置的主循环泵接触器连续无故障运行时间，由仪表传感器状态信号采集卡54通过检测被测装置的冗余仪表传感器连续无故障运行时间，统一经信号记录采集卡55对其高精度计时，通过中央控制与处理装置7，经通讯装置8及可靠性检测分析后台9，自动计算判断被测冗余信号的可用性。

可用性检测数学模型

Qn＝1-▏(Fn–Yn)▏

式中：

最高良好率：Yn＝0.98760962

系统故障率：Fn＝f_n1(AC)×f_n2(DC)×f_n3(CPU)×f_n4(DI)×f_n5(DO)×f_n6(AI)×f_n7(AO)

×f_n8(IM)×f_n9(PKM)×f_n10(Fl)×f_n11(Tr)×f_n12(Pr)×f_n13(Le)×f_n14(Qi)5.1冗余并联交流电源模块故障率f_n1(AC)

$f_{n1}\left(\mathrm{AC}\right)=1-\underset{n1=1}{\overset{2}{\mathrm{\Π}}}f\left(\mathrm{AC}\right)=1-{[1-f\left({\mathrm{AC}}_{n1}\right)]}^{n1},f\left({\mathrm{AC}}_{n1}\right)=e^{-\mathrm{\λ}1*T1},$

(1)f(AC_n1)为单个交流电源模块故障率；

(2)n1为交流电源模块AC实际运行数量＝2；

(3)λ1为失效率＝1.42694E-05，T1＝月无故障运行时间720h；

5.2冗余并联直流电源模块故障率f_n2(DC)

$f_{n2}\left(\mathrm{DC}\right)=1-\underset{n2=1}{\overset{4}{\mathrm{\Π}}}f\left(\mathrm{DC}\right)=1-{[1-f\left({\mathrm{DC}}_{n2}\right)]}^{n2},f\left({\mathrm{DC}}_{n2}\right)=e^{-\mathrm{\λ}2*T2},$

(1)f(DC_n2)为单个直流电源模块故障率；

(2)n2为直流电源模块DC实际运行数量＝4；

(3)λ2为失效率＝1.42694E-05，T1＝月无故障运行时间720h；

5.3冗余并联CPU模块故障率f_n3(CPU)

$f_{n3}\left(\mathrm{CPU}\right)=1-\underset{n3=1}{\overset{2}{\mathrm{\Π}}}f\left(\mathrm{CPU}\right)=1-{[1-f\left({\mathrm{CPU}}_{n3}\right)]}^{n3},f\left({\mathrm{CPU}}_{n3}\right)=e^{-\mathrm{\λ}3*T3},$

(1)f(CPU_n3)为单个CPU模块故障率；

(2)n3为CPU模块实际运行数量＝2；

(3)λ3为失效率＝1.03778E-05，T1＝月无故障运行时间720h；

5.4同功能冗余并联数字量输入DI模块故障率f_n4(DI)

$f_{n4}\left(\mathrm{DI}\right)=1-\underset{n4=1}{\overset{6}{\mathrm{\Π}}}f\left(\mathrm{DI}\right)={\{1-{[1-f\left({\mathrm{DI}}_{n4}\right)]}^{n4a}\}}^{n4b},f\left({\mathrm{DI}}_{n4}\right)=e^{-\mathrm{\λ}4*T4},$

(1)f(DI_n4)为单个数字量输入DI模块故障率；

(2)n4为数字量输入DI模块实际运行数量＝6；

(3)n4a为同功能数字量输入DI模块冗余并联数量＝2；

(4)n4b为不同功能数字量输入DI模块串联数量＝n4/n4a；

(5)λ4为失效率＝3.80518E-05，T4＝月无故障运行时间720h；

5.5同功能冗余并联数字量输出DO模块故障率f_n5(DO)

$f_{n5}\left(\mathrm{DO}\right)=1-\underset{n5=1}{\overset{6}{\mathrm{\Π}}}f\left(\mathrm{DO}\right)={\{1-{[1-f\left({\mathrm{DO}}_{n5}\right)]}^{n5a}\}}^{n5b},f\left({\mathrm{DO}}_{n4}\right)=e^{-\mathrm{\λ}5*T5},$

(1)f(DO_n5)为单个数字量输出DO模块故障率；

(2)n5为数字量输出DO模块实际运行数量＝6；

(3)n5a为同功能数字量输出DO模块冗余并联数量＝2；

(4)n5b为不同功能数字量输出DO模块串联数量＝n5/n5a；

(5)λ5为失效率＝3.80518E-05，T5＝月无故障运行时间720h；

5.6为同功能冗余并联模拟量输入AI模块故障率f_n6(AI)

$f_{n6}\left(\mathrm{AI}\right)=1-\underset{n6=1}{\overset{8}{\mathrm{\Π}}}f\left(\mathrm{AI}\right)={\{1-{[1-f\left({\mathrm{AI}}_{n6}\right)]}^{n6a}\}}^{n6b},f\left({\mathrm{AI}}_{n4}\right)=e^{-\mathrm{\λ}6*T6},$

(1)f(AI_n6)为单个模拟量输入AI模块故障率；

(2)n6为模拟量输入AI模块实际运行数量＝8；

(3)n6a为同功能模拟量输入AI模块冗余并联数量＝2；

(4)n6b为不同功能模拟量输入AI模块串联数量＝n6/n6a；

(5)λ6为失效率＝3.80518E-05，T6＝月无故障运行时间720h；

5.7同功能冗余并联模拟量输出AO模块故障率f_n7(AO)

$f_{n7}\left(\mathrm{AO}\right)=1-\underset{n7=1}{\overset{4}{\mathrm{\Π}}}f\left(\mathrm{AO}\right)={\{1-{[1-f\left({\mathrm{AO}}_{n7}\right)]}^{n7a}\}}^{n7b},f\left({\mathrm{AO}}_{n7}\right)=e^{-\mathrm{\λ}7*T7},$

(1)f(AO_n7)为单个模拟量输出AO模块故障率；

(2)n7为模拟量输出AO模块实际运行数量＝4；

(3)n7a为同功能模拟量输出AO模块冗余并联数量＝2；

(4)n7b为不同功能模拟量输出AO模块串联数量＝n7/n7a；

(5)λ7为失效率＝3.80518E-05，T7＝月无故障运行时间720h；

5.8同功能冗余并联接口IM模块故障率f_n8(IM)

$f_{n8}\left(\mathrm{IM}\right)=1-\underset{n8=1}{\overset{8}{\mathrm{\Π}}}f\left(\mathrm{IM}\right)={\{1-{[1-f\left({\mathrm{IM}}_{n8}\right)]}^{n8a}\}}^{n8b},f\left({\mathrm{IM}}_{n7}\right)=e^{-\mathrm{\λ}8*T8},$

(1)f(IM_n8)为单个接口IM模块故障率；

(2)n8为接口IM模块实际运行数量＝8；

(3)n8a为同功能接口IM模块冗余并联数量＝2；

(4)n8b为不同功能接口IM模块串联数量＝n8/n8a；

(5)λ8为失效率＝3.80518E-05，T8＝月无故障运行时间720h；

5.9冗余并联主泵接触器故障率f_n9(PKM)；

$f_{n9}\left(\mathrm{PKM}\right)=1-\underset{n9=1}{\overset{2}{\mathrm{\Π}}}f\left(\mathrm{PKM}\right)=1-{[1-f\left({\mathrm{PKM}}_{n9}\right)]}^{n9},f\left({\mathrm{PKM}}_{n9}\right)=e^{-\mathrm{\λ}9*T9},$

(1)f(PKM_n9)为单个主泵接触器故障率；

(2)n9为主泵接触器PKM实际运行数量＝2；

(3)λ9为失效率＝2.28311E-05，T9＝月无故障运行时间720h；

5.10冗余并联流量传感器故障率f_n10(Fl)

$f_{n10}\left(\mathrm{Fl}\right)=1-\underset{n10=1}{\overset{2}{\mathrm{\Π}}}f\left(\mathrm{Fl}\right)=1-{[1-f\left({\mathrm{Fl}}_{n10}\right)]}^{n10},f\left({\mathrm{Fl}}_{n10}\right)=e^{-\mathrm{\λ}10*T10},$

(1)f(Fl_n10)为单个流量传感器故障率；

(2)n10为流量传感器Fl实际运行数量＝2；

(3)λ10为失效率＝0.000100136，T10＝月无故障运行时间720h；

5.11冗余并联温度传感器故障率f_n11(Tr)

$f_{n11}\left(\mathrm{Tr}\right)=1-\underset{n11=1}{\overset{3}{\mathrm{\Π}}}f\left(\mathrm{Tr}\right)=1-{[1-f\left({\mathrm{Tr}}_{n11}\right)]}^{n11},f\left({\mathrm{Tr}}_{n11}\right)=e^{-\mathrm{\λ}11*T11},$

(1)f(Tr_n11)为单个温度传感器故障率；

(2)n11为温度传感器Tr实际运行数量＝3；

(3)λ11为失效率＝0.000100136，T11＝月无故障运行时间720h；

5.12冗余并联压力传感器故障率f_n12(Pr)

$f_{n12}\left(\mathrm{Pr}\right)=1-\underset{n12=1}{\overset{3}{\mathrm{\Π}}}f\left(\mathrm{Pr}\right)=1-{[1-f\left({\mathrm{Pr}}_{n12}\right)]}^{n12},f\left({\mathrm{Pr}}_{n12}\right)=e^{-\mathrm{\λ}12*T12},$

(1)f(Pr_n12)为单个压力传感器故障率；

(2)n12为压力传感器Pr实际运行数量＝3；

(3)λ12为失效率＝0.000100136，T12＝月无故障运行时间720h；

5.13冗余并联液位传感器故障率f_n13(Le)

$f_{n13}\left(\mathrm{Le}\right)=1-\underset{n13=1}{\overset{3}{\mathrm{\Π}}}f\left(\mathrm{Le}\right)=1-{[1-f\left({\mathrm{Le}}_{n13}\right)]}^{n13},f\left({\mathrm{Le}}_{n13}\right)=e^{-\mathrm{\λ}13*T13},$

(1)f(Le_n13)为单个液位传感器故障率；

(2)n13为液位传感器Le实际运行数量＝3；

(3)λ13为失效率＝0.000100136，T13＝月无故障运行时间720h；

5.14冗余并联电导率传感器故障率f_n14(Qi)

$f_{n14}\left(\mathrm{Qi}\right)=1-\underset{n14=1}{\overset{3}{\mathrm{\Π}}}f\left(\mathrm{Qi}\right)=1-{[1-f\left({\mathrm{Qi}}_{n14}\right)]}^{n14},f\left({\mathrm{Qi}}_{n14}\right)=e^{-\mathrm{\λ}14*T14},$

(1)f(Qi_n14)为单个电导率传感器故障率；

(2)n14为电导率传感器Qi实际运行数量＝3；

(3)λ14为失效率＝0.000100136，T14＝月无故障运行时间720h；

6、举例

本发明专利的可靠性检测系统对换流阀冷却控制装置的40个关键控制元件定期自动检测其可用率，检测周期为每月30天共720小时，计算公式为Qn＝1-▏(Fn–Yn)▏。

换流阀冷却控制装置共48个关键控制元件，主要包括2个交流电源AC模块、4个直流电源DC模块、2个CPU模块、4个数字量输入DI模块、4个数字量输出DO模块、4个模拟量输入AI、4个模拟量输出AO模块、8个接口IM模块、2个主泵接触器PKM、2个流量传感器Fl、3个温度传感器Tr、3个压力传感器Pr、3个液位传感器Le、3个电导率传感器Qi。

6.1无故障运行

Qn＝1＝100％

6.2有故障可用率

换流阀冷却控制装置48个关键控制元件中，1个CPU模块运行458小时后故障、1个主泵接触器故障PKM运行275小时后故障、1个Fl流量传感器运行463小时后故障。本发明专利可靠性检测系统经自动检测计算换流阀冷却控制装置的系统可用性，最高良好率Yn为0.98760962、故障率Fn为0.95276807、则系统可用率Qn＝0.93462185。

6.3系统可靠性检测分析

基于示例5.2，1个CPU模块、1个主泵接触器故障PKM、1个Fl流量传感器等3个控制元件故障后，除影响系统可用率外、同时影响系统的一致率、快速率及稳定率，经计算一致率Cj＝0.9599、快速率Rk＝0.9875、稳定率Sm＝0.8001、可用率Qn＝0.93462185，则

Pi＝i1×Cj+i2×Rk+i3×Sm+i4×Qn＝0.9165、接近0.9，根据工程经验，该系统可靠性下降较大、需停电检修。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (10)

1.一种换流阀冷却控制装置的可靠性检测系统，其特征在于，其包括：

被测设备状态信号监测装置(2)，用于对换流阀冷却控制装置(1)的状态信号进行监测，以获取被测冗余信号的一致性检测信息，所述冗余信号至少包括被测设备的运行、停止、故障、报警以及跳闸信号；

被测设备控制响应监测装置(3)，用于对换流阀冷却控制装置(1)的控制响应速度进行监测，以获取被测冗余信号的响应速度检测信息；

被测仪表传感器故障监测装置(4)，用于对换流阀冷却控制装置(1)中的仪表传感器信号进行监测，以获取被测冗余信号的稳定性检测信息；

被测关键控制元件失效监测装置(5)，用于对换流阀冷却控制装置(1)中的关键控制元件进行监测，以获取被测冗余信号的可用性检测信息；

中央控制与处理装置(7)，用于接收所述一致性检测信息、响应速度检测信息、稳定性检测信息以及可用性检测信息，并对所述一致性检测信息、响应速度检测信息、稳定性检测信息以及可用性检测信息进行精度计时；

工业以太网通讯装置(8)，用于传送经中央控制与处理装置(7)精度计时后的一致性检测信息、响应速度检测信息、稳定性检测信息以及可用性检测信息至可靠性检测分析后台(9)；

可靠性检测分析后台(9)，用于构建一致性检测数学模型、响应速度检测数学模型、稳定性检测数学模型以及可用性检测数学模型，并将所述经中央控制与处理装置(7)精度计时后的一致性检测信息、响应速度检测信息、稳定性检测信息以及可用性检测信息分别对应输入至所述一致性检测数学模型、响应速度检测数学模型、稳定性检测数学模型以及可用性检测数学模型，以获取被测冗余信号的一致率、速度率、稳定率以及可用率，所述可靠性检测分析后台(9)并将一致率、速度率、稳定率以及可用率根据它们在换流阀冷却控制装置(1)的权重计算所述换流阀冷却控制装置(1)的可靠性。

2.根据权利要求1所述的换流阀冷却控制装置的可靠性检测系统，其特征在于，所述被测设备状态信号监测装置(2)包括：用于检测被测设备冗余信号时间的数字量输入DI信号采集卡(21)、用于检测被测设备启动冗余信号时间的数字量输出DO信号采集卡(22)、用于检测被测仪表传感器的测量反馈值的模拟量输入AI信号采集卡(23)、用于检测被测设备的风机频率值的模拟量输出AO信号采集卡(24)、以及对所述数字量输入DI信号采集卡(21)、数字量输出DO信号采集卡(22)、模拟量输入AI信号采集卡(23)、模拟量输出AO信号采集卡(24)进行精度计时的第一信号记录采集卡(25)，将经过精度计时后的被测设备状态信号监测装置(2)的检测信号输入至一致性检测数学模型，自动计算判断被测冗余信号的一致性。

3.根据权利要求1所述的换流阀冷却控制装置的可靠性检测系统，其特征在于，所述被测设备控制响应监测装置(3)包括用于触发被测设备运行指令以及监测被测设备反馈运行信号时间的被测设备运行控制响应板卡(31)、用于触发被测设备停止指令以及检测被测设备反馈停止信号时间的被测设备停止控制响应板卡(32)、用于触发被测设备故障指令以及检测被测设备反馈故障信号时间的被测设备故障控制响应板卡(33)、用于触发被测装置报警指令以及检测被测装置反馈报警信号时间的被测装置报警控制响应板卡(34)、用于触发被测装置跳闸指令以及检测被测装置反馈跳闸信号时间的被测装置跳闸控制响应板卡(35)、以及对被测设备运行控制响应板卡(31)、被测设备停止控制响应板卡(32)、被测设备故障控制响应板卡(33)、被测装置报警控制响应板卡(34)、被测装置跳闸控制响应板卡(35)进行精度计时的第二信号记录采集卡(36)，将经过精度计时后的被测设备控制响应监测装置(3)的检测信号输入至响应速度检测数学模型，自动计算判断被测冗余信号的速度性。

4.根据权利要求1所述的换流阀冷却控制装置的可靠性检测系统，其特征在于，所述被测仪表传感器故障监测装置(4)包括用于检测被测装置中温度传感器连续无故障运行时间的温度传感器状态信号采集卡(41)、用于检测被测装置中压力传感器连续无故障运行时间的压力传感器状态信号采集卡(42)、用于检测被测装置中液位传感器连续无故障运行时间的液位传感器状态信号采集卡(43)、用于检测被测装置中电导率传感器连续无故障运行时间的电导率传感器状态信号采集卡(44)、用于检测被测装置中流量传感器连续无故障运行时间的流量传感器状态信号采集卡(45)、以及用于对温度传感器状态信号采集卡(41)、压力传感器状态信号采集卡(42)、液位传感器状态信号采集卡(43)、电导率传感器状态信号采集卡(44)、流量传感器状态信号采集卡(45)进行精度计时的第三信号记录采集卡(46)，将经过精度计时后的被测仪表传感器故障监测装置(4)的检测信号输入至稳定性检测数学模型，自动计算判断被测冗余信号的误动率和拒动率，衡量被测冗余信号的稳定性。

5.根据权利要求1所述的换流阀冷却控制装置的可靠性检测系统，其特征在于，所述被测关键控制元件失效监测装置(5)包括用于检测被测装置的AC交流电源和DC直流电源连续无故障运行时间的电源状态信号采集卡(51)、用于检测被测装置的CPU模块、DI模块、DO模块、AI模块、AO模块以及IM模块连续无故障运行时间的控制器控制元件信号采集卡(52)、用于检测被测装置的主循环泵接触器连续无故障运行时间的主循环泵控制元件状态信号采集卡(53)、用于检测被测装置的冗余仪表传感器连续无故障运行时间的仪表传感器状态信号采集卡(54)、以及对所述电源状态信号采集卡(51)、控制器控制元件信号采集卡(52)、主循环泵控制元件状态信号采集卡(53)以及仪表传感器状态信号采集卡(54)进行精度计时的第四信号记录采集卡(55)，将经过精度计时后的被测关键控制元件失效监测装置(5)的检测信号输入至可用性检测数学模型，自动计算判断被测冗余信号的可用性。

6.换流阀冷却控制装置的可靠性检测方法，其特征在于，其包括以下步骤：

采集换流阀冷却控制装置的检测信息，所述换流阀冷却控制装置的检测信息包括被测冗余信号的一致性检测信息、响应速度检测信息、稳定性检测信息以及可用性检测信息；

构建一致性检测数学模型、响应速度检测数学模型、稳定性检测数学模型以及可用性检测数学模型；

将一致性检测信息、响应速度检测信息、稳定性检测信息以及可用性检测信息分别对应输入至所述一致性检测数学模型、响应速度检测数学模型、稳定性检测数学模型以及可用性检测数学模型，自动计算被测冗余信号的一致率Cj、速度率Rk、稳定率Sm以及可用率Qn；

结合一致率Cj、速度率Rk、稳定率Sm、可用率Qn以及它们在换流阀冷却控制装置的权重，通过公式(1)计算换流阀冷却控制装置的可靠性Pi：

Pi＝i1×Cj+i2×Rk+i3×Sm+i4×Qn      (1)

其中，i1、i2、i3、i4分别为一致率Cj、速度率Rk、稳定率Sm、可用率Qn在换流阀冷却控制装置的权重。

7.根据权利要求6所述的换流阀冷却控制装置的可靠性检测方法，其特征在于，所述一致性检测数学模型为：

$\mathrm{Cj}=0.25\×[\underset{j1=1}{\overset{58}{\mathrm{\Σ}}}C\left(\mathrm{DI}\right)/58+\underset{j2=1}{\overset{14}{\mathrm{\Σ}}}C\left(\mathrm{DO}\right)/14+\underset{j3=1}{\overset{14}{\mathrm{\Σ}}}C\left(\mathrm{AI}\right)/14+\underset{j4=1}{\overset{4}{\mathrm{\Σ}}}C\left(\mathrm{AO}\right)/4]---\left(2\right)$

式(2)中：

C(DI)_j1＝C_run(AC1)+C_run(AC2)+C_run(DC1)+C_run(DC2)+C_run(DC3)+C_run(DC4)+C_run(P01)+C_run(P02)+C_run(P11)+C_run(P12)+C_run(Vf1)+C_run(Vf2)+C_run(Vf3)+C_run(Vf4)+C_run(CPU1)+C_run(CPU2)+C_stop(AC1)+C_stop(AC2)+C_stop(DC1)+C_stop(DC2)+C_stop(DC3)+C_stop(DC4)+C_stop(P01)+C_stop(P02)+C_stop(P11)+C_stop(P12)+C_stop(Vf1)+C_stop(Vf2)+C_stop(Vf3)+C_stop(Vf4)+C_stop(CPU1)+C_stop(CPU2)+C_fault(AC1)+C_fault(AC2)+C_fault(DC1)+C_fault(DC2)+C_fault(DC3)+C_fault(DC4)+C_fault(P01)+C_fault(P02)+C_fault(P11)+C_fault(P12)+C_fault(Vf1)+C_fault(Vf2)+C_fault(Vf3)+C_fault(Vf4)+C_fault(CPU1)+C_fault(CPU2)+C_alarm(Tr)+C_alarm(Pr)+C_alarm(Fl)+C_alarm(Le)+C_alarm(Qi)+C_trip(Tr)+C_trip(Pr)+C_trip(Fl)+C_trip(Le)+C_trip(Qi)；

C(DO)_j2＝C_start(AC1)+C_start(AC2)+C_start(DC1)+C_start(DC2)+C_start(DC3)+C_start(DC4)+C_start(P01)+C_start(P02)+C_start(P11)+C_start(P12)+C_start(Vf1)+C_start(Vf2)+C_start(Vf3)+C_start(Vf4)；

C(AI)_j3＝C(Tr)+C(Pr)+C(Fl)+C(Le)+C(Qi)；

C(AO)_j4＝C(Vf1)+C(Vf2)+C(Vf3)+C(Vf4)；

C(DI)为被测设备冗余信号的时间，其中，C_run(AC1)、C_run(AC2)、C_run(DC1)、C_run(DC2)、C_run(DC3)、C_run(DC4)、C_run(P01)、C_run(P02)、C_run(P11)、C_run(P12)、C_run(Vf1)、C_run(Vf2)、C_run(Vf3)、C_run(Vf4)、C_run(CPU1)、C_run(CPU2)、C_stop(AC1)、C_stop(AC2)、C_stop(DC1)、C_stop(DC2)、C_stop(DC3)、C_stop(DC4)、C_stop(P01)、C_stop(P02)、C_stop(P11)、C_stop(P12)、C_stop(Vf1)、C_stop(Vf2)、C_stop(Vf3)、C_stop(Vf4)、C_stop(CPU1)、C_stop(CPU2)、C_fault(AC1)、C_fault(AC2)、C_fault(DC1)、C_fault(DC2)、C_fault(DC3)、C_fault(DC4)、C_fault(P01)、C_fault(P02)、C_fault(P11)、C_fault(P12)、C_fault(Vf1)、C_fault(Vf2)、C_fault(Vf3)、C_fault(Vf4)、C_fault(CPU1)、C_fault(CPU2)分别是被测设备的交流电源AC1、AC2，直流电源DC1、DC2、DC3、DC4，主循环泵P01、P02，补水泵P11、P12，风机Vf1、Vf2、Vf3、Vf4，控制器CPU1、CPU2共十六个设备的运行信号时间、停止信号时间、故障信号时间；C_alarm(Tr)、C_alarm(Pr)、C_alarm(Fl)、C_alarm(Le)、C_alarm(Qi)为温度传感器Tr、压力传感器Pr、流量传感器Fl、液位传感器Le、电导率传感器Qi的报警信号时间；C_trip(Tr)、C_trip(Pr)、C_trip(Fl)、C_trip(Le)、C_trip(Qi)分别是温度传感器Tr、压力传感器Pr、流量传感器Fl、液位传感器Le、电导率传感器Qi的跳闸信号时间；

C(DO)为被测设备的启动冗余信号的时间，其中C_start(AC1)、C_start(AC2)、C_start(DC1)、C_start(DC2)、C_start(DC3)、C_start(DC4)、C_start(P01)、C_start(P02)、C_start(P11)、C_start(P12)、C_start(Vf1)、C_start(Vf2)、C_start(Vf3)、C_start(Vf4)分别是被测设备的交流电源AC1、AC2，直流电源DC1、DC2、DC3、DC4，主循环泵P01、P02，补水泵P11、P12，风机Vf1、Vf2、Vf3、Vf4共十四个设备启动信号的时间；

C(AI)为被测仪表传感器AI的反馈值，被测仪表传感器AI信号共14个，分别是3个温度传感器Tr、3个压力传感器Pr、2个流量传感器Fl、3个液位传感器Le、3个电导率传感器Qi，C(Tr)、C(Pr)、C(Fl)、C(Le)、C(Qi)分别是温度传感器Tr、压力传感器Pr、流量传感器Fl、液位传感器Le、电导率传感器Qi的反馈值；

C(AO)为被测设备的风机频率值，C(Vf1)、C(Vf2)、C(Vf3)、C(Vf4)分别是风机Vf1、风机Vf2、风机Vf3、风机Vf4等频率的反馈值。

8.根据权利要求6所述的换流阀冷却控制装置的可靠性检测方法，其特征在于，所述响应速度监测数学模型为：

$\mathrm{Rk}=0.2\×[\underset{k1=1}{\overset{16}{\mathrm{\Σ}}}r\left(\mathrm{start}\right)/16+\underset{k2=1}{\overset{16}{\mathrm{\Σ}}}r\left(\mathrm{stop}\right)/16+\underset{k3=1}{\overset{16}{\mathrm{\Σ}}}r\left(\mathrm{fault}\right)/16+\underset{k4=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}r\left(\mathrm{alarm}\right)/5+\underset{k5=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}r\left(\mathrm{trip}\right)/5]---\left(3\right)$

式(3)中：

r(start)_k1＝r_start(AC1)+r_start(AC2)+r_start(DC1)+r_start(DC2)+r_start(DC3)+r_start(DC4)+r_start(P01)+r_start(P02)+r_start(P11)+r_start(P12)+r_start(Vf1)+r_start(Vf2)+r_start(Vf3)+r_start(Vf4)+r_start(CPU1)+r_start(CPU2)；

r(stop)_k2＝r_stop(AC1)+r_stop(AC2)+r_stop(DC1)+r_stop(DC2)+r_stop(DC3)+r_stop(DC4)+r_stop(P01)+r_stop(P02)+r_stop(P11)+r_stop(P12)+r_stop(Vf1)+r_stop(Vf2)+r_stop(Vf3)+r_stop(Vf4)+r_stop(CPU1)+r_stop(CPU2)；

r(fault)_k3＝r_fault(AC1)+r_fault(AC2)+r_fault(DC1)+r_fault(DC2)+r_fault(DC3)+r_fault(DC4)+r_fault(P01)+r_fault(P02)+r_fault(P11)+r_fault(P12)+r_fault(Vf1)+r_fault(Vf2)+r_fault(Vf3)+r_fault(Vf4)+r_fault(CPU1)+r_fault(CPU2)；

r(alarm)_k4＝r_alarm(Tr)+r_alarm(Pr)+r_alarm(Fl)+r_alarm(Le)+r_alarm(Qi)；

r(trip)_k5＝r_trip(Tr)+r_trip(Pr)+r_trip(Fl)+r_trip(Le)+r_trip(Qi)；

r(start)为触发被测设备运行指令至被测设备反馈运行信号的时间，其中：r_start(AC1)、r_start(AC2)、r_start(DC1)、r_start(DC2)、r_start(DC3)、r_start(DC4)、r_start(P01)、r_start(P02)、r_start(P11)、r_start(P12)、r_start(Vf1)、r_start(Vf2)、r_start(Vf3)、r_start(Vf4)、r_start(CPU1)、r_start(CPU2)分别是交流电源AC1、AC2，直流电源DC1、DC2、DC3、DC4，主循环泵P01、P02，补水泵P11、P12，风机Vf1、Vf2、Vf3、Vf4，控制器CPU1、CPU2共十六个设备被触发运行指令至反馈运行信号的时间；

r(stop)为触发被测设备停止指令至被测设备反馈停止信号的时间，其中：r_stop(AC1)、r_stop(AC2)、r_stop(DC1)、r_stop(DC2)、r_stop(DC3)、r_stop(DC4)、r_stop(P01)、r_stop(P02)、r_stop(P11)、r_stop(P12)、r_stop(Vf1)、r_stop(Vf2)、r_stop(Vf3)、r_stop(Vf4)、r_stop(CPU1)、r_stop(CPU2)分别为是交流电源AC1、AC2，直流电源DC1、DC2、DC3、DC4，主循环泵P01、P02，补水泵P11、P12，风机Vf1、Vf2、Vf3、Vf4，控制器CPU1、CPU2共十六个设备被触发停止指令至反馈停止信号的时间；

r(fault)为触发被测设备故障指令至被测设备反馈故障信号的时间，其中，r_fault(AC1)、r_fault(AC2)、r_fault(DC1)、r_fault(DC2)、r_fault(DC3)、r_fault(DC4)、r_fault(P01)、r_fault(P02)、r_fault(P11)、r_fault(P12)、r_fault(Vf1)、r_fault(Vf2)、r_fault(Vf3)、r_fault(Vf4)、r_fault(CPU1)、r_fault(CPU2)分别为是交流电源AC1、AC2，直流电源DC1、DC2、DC3、DC4，主循环泵P01、P02，补水泵P11、P12，风机Vf1、Vf2、Vf3、Vf4，控制器CPU1、CPU2共十六个设备被触发故障指令至反馈故障信号的时间；

r(alarm)为触发被测装置报警指令至被测装置反馈报警信号的时间，其中：r_alarm(Tr)、r_alarm(Pr)、r_alarm(Fl)、r_alarm(Le)、r_alarm(Qi)分别是温度传感器Tr、压力传感器Pr、流量传感器Fl、液位传感器Le、电导率传感器Qi从触发报警指令至反馈报警信号的时间；

r(trip)为触发被测装置跳闸指令至被测装置反馈跳闸信号的时间，其中，r_trip(Tr)、r_trip(Pr)、r_trip(Fl)、r_trip(Le)、r_trip(Qi)分别是温度传感器Tr、压力传感器Pr、流量传感器Fl、液位传感器Le、电导率传感器Qi从触发跳闸指令至反馈跳闸信号的时间。

9.根据权利要求6所述的换流阀冷却控制装置的可靠性检测方法，其特征在于，所述稳定性检测数学模型为：

Sm＝1/10×[S误动(Tr)_m1+S拒动(Tr)_m1+S误动(Pr)_m2+S拒动(Pr)_m2+S误动(Le)_m3+S拒动(Le)_m3+S误动(Qi)_m4+S拒动(Qi)_m4+S误动(Fl)_m5+S拒动(Fl)_m5]

式中：

S误动(Tr)、S误动(Pr)、S误动(Fl)、S误动(Le)、S误动(Qi)分别是温度传感器Tr、压力传感器Pr、流量传感器Fl、液位传感器Le、电导率传感器Qi的误动时间，S拒动(Tr)、S拒动(Pr)、S拒动(Fl)、S拒动(Le)、S拒动(Qi)分别是温度传感器Tr、压力传感器Pr、流量传感器Fl、液位传感器Le、电导率传感器Qi的拒动时间

S误动(Tr)、S误动(Pr)，S误动(Le)，S误动(Qi)均为3Z²-2Z³；

S拒动(Tr)、S拒动(Pr)，S拒动(Le)，S拒动(Qi)也均为3Z²-2Z³；

S误动(Fl)＝Z²，S拒动(Fl)＝2Z-Z²；

Z＝1/T，T＝每月稳定运行时间；

m1＝3，温度传感器Tr实际运行数量；

m2＝3，压力传感器Pr实际运行数量；

m3＝3，液位传感器Le实际运行数量；

m4＝3，电导率传感器Qi实际运行数量；

m5＝2，流量传感器Fl实际运行数量。

10.根据权利要求6所述的换流阀冷却控制装置的可靠性检测方法，其特征在于，所述可用性检测数学模型为：

Qn＝1-▏(Fn-Yn)▏

式中：

最高良好率：Yn＝0.98760962

系统故障率：Fn＝f_n1(AC)×f_n2(DC)×f_n3(CPU)×f_n4(DI)×f_n5(DO)×f_n6(AI)×f_n7(AO)×f_n8(IM)×f_n9(PKM)×f_n10(Fl)×f_n11(Tr)×f_n12(Pr)×f_n13(Le)×f_n14(Qi)；

f_n1(AC)为冗余并联交流电源模块故障率，fn2(DC)为冗余并联直流电源模块故障率，fn3(CPU)为冗余并联CPU模块故障率，fn4(DI)为同功能冗余并联数字量输入DI模块故障率，fn5(DO)为同功能冗余并联数字量输出DO模块故障率，fn6(AI)为同功能冗余并联模拟量输入AI模块故障率，fn7(AO)为同功能冗余并联模拟量输出AO模块故障率，fn8(IM)为同功能冗余并联接口IM模块故障率，fn9(PKM)为冗余并联主泵接触器故障率，fn10(Fl)为冗余并联流量传感器故障率，fn11(Tr)为冗余并联温度传感器故障率，fn12(Pr)为冗余并联压力传感器故障率，fn13(Le)为冗余并联液位传感器故障率，fn14(Qi)为冗余并联电导率传感器故障率。