CN112665835B - 针对超速保护装置的测试装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针对超速保护装置的测试装置及系统，该装置包括功能验证单元，对超速保护装置输出功能验证信号，接收超速保护装置发出的反馈信号；定值整定单元，获取超速保护装置的定值数据，向超速保护装置输出整定信号；故障定位单元，向超速保护装置发出编码器模拟信号，输出故障定位结果。本发明针对超速保护装置的测试装置及系统中，通过功能验证单元对超速保护装置的功能与可用性进行验证，可发现破损备件，避免经济损失。通过定值整定单元对超速保护装置进行超速保护定值的整定工作，减少现场的整定工作，减少设备故障处理时间。通过故障定位单元快速判断是编码器故障还是超速保护装置故障，快速锁定故障点，减少故障处理时间。

Description

针对超速保护装置的测试装置及系统

技术领域

本发明涉及压水堆核电站换料机检修，尤其涉及一种针对超速保护装置的测试装置及系统。

背景技术

阳江核电站、红沿河核电站与大亚湾核电站均使用了REEL公司生产的换料机。REEL公司的换料机在主提升与辅钩提升装置中使用了超速保护装置，简称RSV装置。RSV装置具有高速超速、低速超速、静态反转与动态反转功能。换料机主提升速度超速会直接影响燃料组件安全，RSV装置是换料机冗余的速度保护装置。该装置拒动或者误动直接导致换料机不可用，无法进行装卸料操作。同时RSV装置的实验属于《机组安全相关系统和设备定期实验监督大纲》要求，是换料机重要的安全保护装置。

根据历史经验反馈，L301大修RSV装置不可用，更换备件后发现备件损坏，同时更换备件后需要调整RSV装置的超速保护定值，整个过程中换料机不可用，停止燃料操作，设备维修延误关键路径6.5H。

L405大修换料机辅钩RSV装置损坏，更换时发现多个RSV备件损坏，该损坏发生在备件入库时，因为没有验证RSV装置功能的实验平台，入库时未发现备件已经损坏，导致备件已经超过退货期限，产生直接经济损失并影响了现场设备的故障处理工作。

以上两类反馈在阳江与红沿河核电站也同样存在，直接导致了两种损失：一、损坏的备件产生了直接经济损失，单个RSV的采购费用约2.6万；二、损坏的备件影响故障排查，尤其是在装卸料期间，故障排查与超速保护装置整定工作会延误关键路径，导致工期损失。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对以上缺陷，提供一种改进的针对超速保护装置的测试装置及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种针对超速保护装置的测试装置，包括

功能验证单元，与所述超速保护装置相连接，所述功能验证单元用于对所述超速保护装置输出功能验证信号，并接收所述超速保护装置发出的反馈信号，所述功能验证信号包括高速超速验证信号、低速超速验证信号、动态反转验证信号、静态反转验证信号；

定值整定单元，与所述超速保护装置相连接，用于获取所述超速保护装置的定值数据，并根据所述定值数据选择性地向所述超速保护装置输出整定信号；

故障定位单元，与所述超速保护装置相连接，用于向所述超速保护装置发出编码器模拟信号，并根据所述超速保护装置反馈的故障定位信号选择性地输出故障定位结果。

优选地，所述功能验证单元包括

模拟模块，用于模拟所述功能验证信号；

信号输出模块，用于对所述超速保护装置发出所述功能验证信号；

信号接收模块，用于接收所述超速保护装置发出的所述反馈信号；

判断模块，用于根据所述反馈信号判断所述超速保护装置是否功能正常，并选择性地输出功能验证结果，所述功能验证结果包括功能正常结果和功能异常结果。

优选地，所述定值整定单元包括

获取模块，与所述超速保护装置相连接，用于获取所述超速保护装置的所述定值数据；

比较模块，与所述获取模块相连接，用于将所述定值数据与预设值进行比较，选择性地输出比较结果；

整定模块，根据所述比较结果向所述超速保护装置输出所述整定信号，所述整定信号包括高速运动时的频率/电压定值、低速运动时的频率/电压定值、高速运动保护频率/电压定值和低速运动保护频率/电压定值。

选地，所述故障定位单元包括

故障识别模块，用于监控所述超速保护装置的误动或拒动状态，并选择性地输出状态信号；

编码器模拟模块，根据所述状态信号模拟输出编码器模信号至所述超速保护装置；

故障定位模块，根据所述超速保护装置反馈的故障定位信号选择性地输出故障定位结果，所述故障定位结果包括超速保护装置故障或编码器故障。

优选地，所述测试装置还包括用于提供电源的供电单元。

优选地，所述测试装置还包括壳体，所述功能验证单元、所述定值整定单元和所述故障定位单元都设置在所述壳体内部。

优选地，所述壳体内包括一电路板件，所述功能验证单元、所述定值整定单元和所述故障定位单元均集成于所述电路板件中。

优选地，所述壳体上还设置用于显示的显示屏。

优选地，所述壳体上还设置用于手动操作的按键组件。

还提供一种针对超速保护装置的测试系统，包括所述针对超速保护装置的测试装置和所述超速保护装置。

实施本发明的有益效果是：本发明针对超速保护装置的测试装置及系统中，通过功能验证单元对超速保护装置进行高速超速、低速超速、动态反转、静态反转功能验证，对超速保护装置的功能与可用性进行验证，可发现破损备件，避免经济损失。通过定值整定单元对超速保护装置进行超速保护定值的整定工作，减少现场的整定工作，减少设备故障处理时间。通过故障定位单元快速判断是编码器故障还是超速保护装置故障，快速锁定故障点，减少故障处理时间。

本发明针对超速保护装置的测试装置及系统具有操作简单，使用安全、省力、便捷，减少直接经济损失与工期损失的优点，使工作效率极大的提高。

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是本发明一些实施例中针对超速保护装置的测试装置与超速保护装置的工作原理示意图；

图2是图1中功能验证单元与超速保护装置的工作原理示意图；

图3是图1中定值整定单元与超速保护装置的工作原理示意图；

图4是图1中故障定位单元与超速保护装置的工作原理示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

图1示出了本发明一些实施例中针对超速保护装置的测试装置100，用于给超速保护装置200上电并模拟该超速保护装置200的输入信号与现场的工作状态，实现高速超速、低速超速、动态反转、静态反转的功能试验，对备件的功能与可用性进行验证，发现破损备件，避免经济损失。对输入信号进行频率调整，可以模拟换料机主提升或辅钩主提升运动时编码器(GIO)的输出信号，对超速保护装置200进行超速保护定值的整定工作，减少现场的整定工作，减少设备故障处理时间。在发生超速保护装置200拒动时能替代编码器，快速判断是编码器故障还是超速保护装置200故障，快速锁定故障点，减少故障处理时间。

本发明实施例中针对超速保护装置的测试装置100包括软件部分和硬件部分，软件部分包括功能验证单元10、定值整定单元20、故障定位单元30和供电单元40。硬件部分包括壳体、电路板件、显示屏、按键组件、电源线、信号线等。软件部分设置于硬件部分之上。

结合图1和图2所示，功能验证单元10与超速保护装置200相连接。功能验证单元10用于对超速保护装置200输出功能验证信号，并接收超速保护装置200发出的反馈信号，功能验证信号包括高速超速验证信号、低速超速验证信号、动态反转验证信号、静态反转验证信号，可分别对应启动对超速保护装置200的高速超速、低速超速、动态反转、静态反转的功能试验。

功能验证单元10包括模拟模块11、信号输出模块12、信号接收模块13和判断模块14。其中，模拟模块11用于模拟功能验证信号。信号输出模块12用于对超速保护装置200发出功能验证信号。超速保护装置200接收到功能验证信号后，分别根据高速超速验证信号、低速超速验证信号、动态反转验证信号、静态反转验证信号启动对应的高速超速、低速超速、动态反转、静态反转的功能试验；在完成所有功能试验后，超速保护装置200生成反馈信号。信号接收模块13用于接收超速保护装置200发出的反馈信号。判断模块14用于根据反馈信号判断超速保护装置200是否功能正常，并选择性地输出功能验证结果，功能验证结果包括功能正常结果和功能异常结果。具体地，若反馈信号显示通过所有功能验证，则判断模块14输出功能正常结果；若反馈信号显示四项功能验证中至少有一项功能验证没有通过，则判断模块14输出功能异常结果。

设置功能验证单元10的好处是，可有效避免了无法及时发现损坏备件导致无法退货与现场备件不可用的风险。

结合图1和图3所示，定值整定单元20与超速保护装置200相连接。定值整定单元20用于获取超速保护装置200的定值数据，并根据定值数据选择性地向超速保护装置200输出整定信号。

定值整定单元20包括获取模块21、比较模块22和整定模块23。其中获取模块21与超速保护装置200相连接，用于获取超速保护装置200的定值数据。比较模块22与获取模块21相连接，用于将定值数据与预设值进行比较，选择性地输出比较结果。可以理解地，预设值为提前设置好的，可以是本领域中常见的定值整定基数值，或者，预设值也可以根据实际需求具体设置，此处不做限制，只要可以实现相关功能即可。若获取模块21比较出定值数据与预设值一致，则比较结果为一致，不需要整定模块23的整定操作；若获取模块21比较出定值数据与预设值不一致，则比较结果为不一致，需要整定模块23的整定操作。

整定模块23根据比较结果向超速保护装置200输出整定信号，若比较结果为一致，则不需要整定，不需要输出整定信号；若比较结果为不一致，则需要整定，需要输出整定信号。整定信号包括高速运动时的频率/电压定值、低速运动时的频率/电压定值、高速运动保护频率/电压定值和低速运动保护频率/电压定值。超速保护装置200接收整定信号以整定相关数据。

设置定值整定单元20的出发点是，超速保护装置200使用前需要进行定值检查或整定定值。这些定值数据主要包括：高速运动时的频率/电压定值(7.9～8VDC)、低速运动时的频率/电压定值(0.65～0.67VDC)、高速运动保护频率/电压定值(GIO高速输入电压的110％)、低速运动保护频率/电压定值(GIO高速输入电压的200％)等。需要对超速保护装置200的定值进行整定，否则超速保护装置200会出现误动或者拒动导致换料机出现故障严重会导致核燃料组件产生损坏。本发明实施例中针对超速保护装置的测试装置可以在实验室完成对以上定值的整定工作，减少现场定值整定的工作量。

设置定值整定单元20的好处是，使用安全、省力、便捷，减少参数整定时间与故障排查时间，对比传统的方法可以减少备件参数整定时间1小时。

结合图1和图4所示，故障定位单元30与超速保护装置200相连接。故障定位单元30用于向超速保护装置200发出编码器模拟信号，并根据超速保护装置200反馈的故障定位信号选择性地输出故障定位结果。

故障定位单元30包括故障识别模块31、编码器模拟模块32和故障定位模块33。故障识别模块31用于监控超速保护装置200的误动或拒动状态，并选择性地输出状态信号。编码器模拟模块32根据状态信号模拟输出编码器模信号至超速保护装置200。超速保护装置200根据编码器模拟信号进行响应并输出故障定位信号。具体地，编码器模拟信号用于模拟编码器对超速保护装置200的控制，若超速保护装置200接收编码器模拟信号后正常运转，则说明是编码器的故障；说超速保护装置200接收编码器模拟信号依然无法正常运转，则说明是超速保护装置200的故障。故障定位模块33根据超速保护装置200反馈的故障定位信号选择性地输出故障定位结果，故障定位结果包括超速保护装置故障结果或编码器故障结果。若超速保护装置200接收编码器模拟信号后正常运转，则说明是编码器的故障，故障定位结果为编码器故障结果；若超速保护装置200接收编码器模拟信号后无法正常运转，则说明是超速保护装置200的故障，故障定位结果为超速保护装置故障结果。

设置故障定位单元30的出发点是，当超速保护装置200出现误动或者拒动时最可能的原因是编码器损坏或者是超速保护装置200损坏，但是二者拆装都比较困难。而通过更换其中一项来锁定最终故障位置是目前常用的维修手段，工期约1H，同时更换工作有很大的异物引入风险。本装置可以百分百模拟编码器的输入信号，即编码器模拟信号，在超速保护装置200出现误动或者拒动时可以将编码器的输入信号换成编码器模拟模块32模拟出的编码器模拟信号，快速锁定故障点，故障判断时间减少至5min，同时避免了异物引入风险。

设置故障定位单元30的好处是，减少现场故障排查时间1小时，减少装卸料期间关键路径上的故障处理时间。

再如图1所示，在一些实施例中，本发明针对超速保护装置的测试装置100软件部分还包括用于提供电源的供电单元40。作为选择，供电单元40可以设置，也可以不设置。在设置供电单元40的情况下，RSV的供电经过本发明实施例的测试装置。如果实验人员没有按下断电按钮的情况下拆下RSV电源供电端L、N任何一根，装置将自动迅速切断RSV的所有供电。或者，在直接通过电源供电或通过电池等供电的情况下，供电单元40可以不设置。

本发明实施例中针对超速保护装置的测试装置的硬件部分包括壳体、电路板件、显示屏、按键组件、电源线、信号线、供电电源、说明书等。其中，壳体为主体部分，功能验证单元10、定值整定单元20和故障定位单元30都设置在壳体内部。壳体内设置单片机、固态继电器、显示屏、电路板等。可以理解地，硬件部分内部器件的具体方式还可以为其他形式，此处不做具体限制，只要可以实现相关功能即可。

在一些实施例中，壳体内包括一电路板件，如图1中的功能验证单元10、定值整定单元20和故障定位单元30均集成于电路板件中。供电电源为220V的供电线。

作为选择，壳体上还设置用于显示的显示屏和用于手动操作的按键组件。优选地，按键组件使用了飞梭技术，仅用一个旋钮就可以操作控制所有功能；并根据核电对设备可靠性的要求，冗余设置了可实现全部操作功能的3个按钮。为快速控制超速保护装置200的上电和断电，单独冗余设置了一个电源按钮。

本发明实施例中针对超速保护装置的测试装置携带方便，是换料机超速保护装置200功能试验、备件验收、定值整定、故障排查的专用工具。

本发明实施例中针对超速保护装置的测试装置采用220V交流供电，同时具有给RSV供电的功能。装置具有防误碰功能，在RSV处220V供电接线被误拆或者误碰时，为了保护设备与人员，内置的保护会动作，强行切断本装置的所有供电输出。

本发明实施例中针对超速保护装置的测试装置的操作面板上有四个按钮键与一个飞梭键，二者配合使用可以对装置的输出速度模拟量进行调节，精度为0.1HZ，同时可以输出数字量信号，将速度是高速还是低速输入给超速保护装置200。

本发明实施例中针对超速保护装置的测试装置采用快速接头的方式进行插拔，减少接线难度，同时将RSV上的端子线号打印在装置上，防止错差导致的超速保护装置200损坏，具有良好的防止人因失误的作用。

本发明一些实施例中还提供一种针对超速保护装置200的测试系统，包括针对超速保护装置的测试装置和超速保护装置200。本实施例中针对超速保护装置的测试装置与前述实施例一致，此处不做赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干个改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种针对超速保护装置的测试装置，其特征在于，包括

功能验证单元(10)，与所述超速保护装置(200)相连接，所述功能验证单元(10)用于对所述超速保护装置(200)输出功能验证信号，并接收所述超速保护装置(200)发出的反馈信号，所述功能验证信号包括高速超速验证信号、低速超速验证信号、动态反转验证信号、静态反转验证信号；

定值整定单元(20)，与所述超速保护装置(200)相连接，用于获取所述超速保护装置(200)的定值数据，并根据所述定值数据选择性地向所述超速保护装置(200)输出整定信号；

故障定位单元(30)，与所述超速保护装置(200)相连接，用于向所述超速保护装置(200)发出编码器模拟信号，并根据所述超速保护装置(200)反馈的故障定位信号选择性地输出故障定位结果。

2.根据权利要求1所述针对超速保护装置的测试装置，其特征在于，所述功能验证单元(10)包括

模拟模块(11)，用于模拟所述功能验证信号；

信号输出模块(12)，用于对所述超速保护装置(200)发出所述功能验证信号；

信号接收模块(13)，用于接收所述超速保护装置(200)发出的所述反馈信号；

判断模块(14)，用于根据所述反馈信号判断所述超速保护装置(200)是否功能正常，并选择性地输出功能验证结果，所述功能验证结果包括功能正常结果和功能异常结果。

3.根据权利要求1所述针对超速保护装置的测试装置，其特征在于，所述定值整定单元(20)包括

获取模块(21)，与所述超速保护装置(200)相连接，用于获取所述超速保护装置(200)的所述定值数据；

比较模块(22)，与所述获取模块(21)相连接，用于将所述定值数据与预设值进行比较，选择性地输出比较结果；

整定模块(23)，根据所述比较结果向所述超速保护装置(200)输出所述整定信号，所述整定信号包括高速运动时的频率/电压定值、低速运动时的频率/电压定值、高速运动保护频率/电压定值和低速运动保护频率/电压定值。

4.根据权利要求1所述针对超速保护装置的测试装置，其特征在于，所述故障定位单元(30)包括

故障识别模块(31)，用于监控所述超速保护装置(200)的误动或拒动状态，并选择性地输出状态信号；

编码器模拟模块(32)，根据所述状态信号模拟输出所述编码器模拟信号至所述超速保护装置(200)；

故障定位模块(33)，根据所述超速保护装置(200)反馈的所述故障定位信号选择性地输出所述故障定位结果，所述故障定位结果包括超速保护装置故障结果或编码器故障结果。

5.根据权利要求1所述针对超速保护装置的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括用于提供电源的供电单元(40)。

6.根据权利要求1-5任一项所述针对超速保护装置的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括壳体，所述功能验证单元(10)、所述定值整定单元(20)和所述故障定位单元(30)都设置在所述壳体内部。

7.根据权利要求6所述针对超速保护装置的测试装置，其特征在于，所述壳体内包括一电路板件，所述功能验证单元(10)、所述定值整定单元(20)和所述故障定位单元(30)均集成于所述电路板件中。

8.根据权利要求6所述针对超速保护装置的测试装置，其特征在于，所述壳体上还设置用于显示的显示屏。

9.根据权利要求6所述针对超速保护装置的测试装置，其特征在于，所述壳体上还设置用于手动操作的按键组件。

10.一种针对超速保护装置的测试系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述针对超速保护装置的测试装置(100)和所述超速保护装置(200)。

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