CN202034062U - 控制棒驱动机构动力电源切换模件测试台架 - Google Patents

控制棒驱动机构动力电源切换模件测试台架 Download PDF

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宋雨
徐霞军
李伟
罗慧
苑伟宇
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Abstract

本实用新型属于一种电子控制设备测试装置，具体涉及一种反应堆控制棒驱动机构可靠性供电装置的测试台架。控制棒驱动机构动力电源切换模件测试台架，它包括自动调压器，自动调压器与工控机连接，工控机与接口板连接，自动调压器与接口板均与待测的切换控制模件连接。它实现了对切换控制模件的全自动测量，测量过程不需要人参与，并能够完成数据分析，给出测量结果，同时还提供了模件参数的单项测量的功能。

Description

控制棒驱动机构动力电源切换模件测试台架
技术领域
本实用新型属于一种电子控制设备测试装置，具体涉及一种反应堆控制棒驱动机构可靠性供电装置的测试台架。
背景技术
田湾核电站的VVER机组是中俄合作的二代加型核电机组，控制棒驱动机构的供电是通过两路独立的母线电源和一路蓄电池提供的直流电源提供。两路电源其中一路丧失时，驱动机构供电可以从另外一路获得电源。
切换控制模件(PK-25M)是实现两路电源切换控制功能的核心控制模件，它从上游设备接收两路独立母线的电源，通过切换控制功能向控制棒驱动机构提供可靠电源。田湾核电站每台VVER型机组通过41个切换控制模件(PK-25M)向121束控制棒供电。
如果一个切换控制模件(PK-25M)故障可能导致三束控制棒掉落，可能会导致机组立即停堆，因此切换控制模件(PK-25M)能否正常工作与机组能否正常运行密切关系。机组的三次大修也显示，每次大修期间总有1个或2个切换控制模件(PK-25M)出现故障而被更换、报废。
由于切换控制模件(PK-25M)在系统中的重要性和运行实际情况，有必要对PK-25M模件进行定期测试，监视其运行状况，及时维修或更换，避免在机组运行其出现故障。但是，由于VVER型机组的设计中没有该测试设备，维修人员无法准确掌握模件状态，给机组运行带来一定的潜在风险。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种本发明的目的是提供一种能够实现对切换控制模件进行准确测试，掌握模件状态，优化设备管理，提高系统运行可靠性的控制棒驱动机构动力电源切换模件测试台架。
本实用新型的技术方案如下：控制棒驱动机构动力电源切换模件测试台架，它包括自动调压器，自动调压器与工控机连接，工控机与接口板连接，自动调压器与接口板均与待测的切换控制模件连接。
所述的工控机通过D/A转换器与自动调压器输入端连接，分别控制自动调压器的主用和备用输出，自动调压器向被测切换控制模件输出主用和备用电源，同时通过A/D转换器向工控机输出主用和备用电源值信号，电源为自动调压器提供交流220v电源，被测切换控制模件向接口板输出切换信号，接口板计算切换时间并向工控机输出，差分探头测量被测切换控制模件的输出电压，并通过A/D转换器向工控机输出电压值。
本实用新型的显著效果在于：它实现了对切换控制模件的全自动测量，测量过程不需要人参与，并能够完成数据分析，给出测量结果，同时还提供了模件参数的单项测量的功能。同时还提供了测试人员全程的测试过程监视画面，信息丰富、界面友好，另外还具有测试数据的存储、浏览、查询、打印等多种辅助功能。它已经完成了对20个切换控制模件的测试，数据准确，节省了人力和时间，达到了预期的效果。可为维修人员提供了设备检查手段，优化了设备管理，提高了VVER型机组控制棒系统运行的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型所提供的控制棒驱动机构动力电源切换模件测试台架结构简图；
图2为控制棒驱动机构动力电源切换模件测试台架结构图；
图3为控制棒驱动机构动力电源切换模件测试台架中的接口的切换控制模件切换时间测试电路。
图中，1待测的切换控制模件，2自动调压器，3接口板，4工控机，7D/A转换器，9A/D转换器，11电源，12差分探头。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
首先对本实用新型所需要进行测量的切换控制模件作简要说明。切换控制模件完成如下两项功能：
从两路独立的母线接收～380V电源(分主用和备用)，当两路电压在设定值以上时，从主用或备用电路向控制棒驱动机构供电；
监视切换控制模件输入端电压，当主用电源电压降低时，模件输出在一定时间内切换到备用电源，主用电源恢复时，模件输出在一定时间内切回到主用电源。
对于切换控制模件，确定其功能需要测试的参数包括6个：
1)接通主用电源，断开备用电源，不断降低主用电源电压，模件输出断开时记录主用电源电压，不断升高主用电源电压，模件输出恢复时记录主用电源电压；
2)接通备用电源，断开主用电源，不断降低备用电源电压，模件输出断开时记录备用电源电压，不断升高备用电源电压，模件输出恢复时记录备用电源电压；
3)接通主用和备用电源，不断降低主用电源电压，模件输出切换到备用电源时记录主用电源电压和切换时间，不断升高主用电源电压，模件输出恢复到主用电源时记录主用电源电压和切换时间。
切换控制模件接口和定义如表1所示。
表1：切换控制模件接口各针脚功能
Figure BDA0000050348800000041
如图1所示，控制棒驱动机构动力电源切换模件测试台架结构包括自动调压器2，自动调压器2与工控机4连接，工控机4与接口板3连接，自动调压器2与接口板3均与待测的切换控制模件1连接。
图2为本实用新型的具体结构图，工控机4通过D/A转换器7与自动调压器2输入端连接，分别控制自动调压器2的主用和备用输出，自动调压器2向被测切换控制模件1输出主用和备用电源，同时通过A/D转换器9向工控机4输出主用和备用电源值信号，电源11为自动调压器2提供交流220v电源，被测切换控制模件1向接口板3输出切换信号，接口板3计算切换时间并向工控机4输出，差分探头12测量的输出电压，并通过A/D转换器9向工控机4输出电压值。
被测切换控制模件1的输入端连接自动调压器2端口1-2，2-2，其输出端通过差分探头12接到工控机4内的A/D转换器9，其DB9型接口连接接口板3，接口板3通过RS232接口连接工控机4，工控机4通过D/A转换器7连接自动调压器2，自动调压器2通过2-3，1-3端口连接工控机4内的A/D转换器9。
如图3所示，单片机89C51接收被测切换控制模件1输出的主用和备用的切换信号，并计算主用和备用切换时的切换时间，单片机89C51通过端口RXD、TXD向串口通讯电路232发送切换时间数值，串口通讯电路232通过DB9型插口向工控机输出时间大小。
使用标准的A/D转换器监视模件输入和输出电压，使用标准的D/A转换器控制调压器的输出。工控机还必须能够实现接收模件的切换信号来计算切换时间并及时记录切换电压的功能。
计算切换时间可有两种方式供选择：
1)工控机接收切换信号，软件计算切换时间；
2)设计专门的硬件电路，利用单片机接收切换信号并计算切换时间，工控机从单片机接收切换时间。
在本实用新型中采取第二种方式来实现。
由于切换时间在300毫秒内，要求尽可能设备对切换反应快速，经评估，为了使测量准确性更高，采用单片机实现方式，单片机采用中断的方式实施采集PK-25M模件切换信号。
自动调压器有两种方案可供选择：数字式三相可控硅调压器和稳频稳压电源，经试验发现，测试过程中在数字式三相可控硅调压器的输出电压接近或达到PK-25M模件的切换电压时，模件出现不断的切换又恢复的抖动现象，原因是三相可控硅调压器的输出是非全波。因此决定采用NYADA-33005型稳频稳压电源，这种电源的输出波形是完整的，经试验，该型稳频稳压电源能够实现调压且模件切换功能正常，无抖动现象。选择的硬件如表2所示。
表2：切换控制模件(PK-25M)测试工具硬件
Figure BDA0000050348800000051
Figure BDA0000050348800000061
工控机通过控制自动调压器自动调节主用、备用输出电压，对被测设备的三个功能进行测试，通过数据采集卡获取模件状态数据，从调压器获取模件的输入电压变化数据，并在工控机上显示、记录、存档、打印等。这种方案具有很多优点，如电压自动调节，数据自动记录，提供多种测试模式，自动数据分析，测试效率高。
VVER型机组控制棒驱动机构供电设备可靠性设计与其它机组不同，通过研制其重要设备PK-25M模件的测试工具，实现对模件的各项参数测试和可用性分析，为设备维修提供了依据，优化了设备管理，完善了VVER型机组设计。

Claims (2)

1.控制棒驱动机构动力电源切换模件测试台架，其特征在于：它包括自动调压器(2)，自动调压器(2)与工控机(4)连接，工控机(4)与接口板(3)连接，自动调压器(2)与接口板(3)均与待测的切换控制模件(1)连接。
2.如权利要求1所述的控制棒驱动机构动力电源切换模件测试台架，其特征在于：所述的工控机(4)通过D/A转换器(7)与自动调压器(2)输入端连接，分别控制自动调压器(2)的主用和备用输出，自动调压器(8)向被测切换控制模件(10)输出主用和备用电源，同时通过A/D转换器(9)向工控机(4)输出主用和备用电源值信号，电源(11)为自动调压器(8)提供交流220v电源，被测切换控制模件(1)向接口板(3)输出切换信号，接口板(3)计算切换时间并向工控机(4)输出，差分探头(12)测量被测切换控制模件(1)的输出电压，并通过A/D转换器(9)向工控机(4)输出电压值。
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