本发明涉及核电厂安全控制领域,更具体地说,它涉及一种核电厂安全级保护系统电源诊断控制方法及系统。
背景技术:
1、核电厂保护系统的各个模块正常工作与否对整个系统具有重要作用,诊断技术的充分应用并且采取合理的处理措施,是系统可靠性和可用性的重要保证。电源正常工作作为各个模块正常工作的最基本条件,其诊断技术及保护措施对整个系统的可靠性和可用性具有重要作用。
2、目前,在常规安全级保护系统中主要是通过设置单一的条件值,在实际状态量达到条件值完成执行控制,而在核电厂安全级保护系统中,无法仅仅通过单一条件值来实现故障诊断与保护,其存在一定的安全隐患,如在系统出现故障时,需要保证整个系统行为是安全的,又需要在发生一些轻微故障时,整个系统仍然可用,不影响整个系统的正常工作,尤其是系统内各个模块故障时更应在保证系统行为安全的前提下提高可用性。而现有技术尚未记载有能够针对安全级保护系统中所出现的各种故障进行自适应诊断与控制的技术。
3、因此,如何研究设计一种能够克服上述缺陷的核电厂安全级保护系统电源诊断控制方法及系统是我们目前急需解决的问题。
技术实现思路
1、为解决现有技术中的不足,本发明的目的是提供一种核电厂安全级保护系统电源诊断控制方法及系统,既能在系统出现故障时,保证整个系统输出行为安全,又能在发生一些轻微故障时,保证了整个系统的正常工作。
2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
3、第一方面,提供了一种核电厂安全级保护系统电源诊断控制方法,包括以下步骤:
4、将冗余输入电源经汇合后作为模块的主输入电源,并将主输入电源进行电源管理分配后形成多路功能电源;
5、将所有的功能电源按照电压值进行分类,并将不同电压值所对应功能电源的所有芯片组合为芯片合集;
6、根据芯片合集中各个芯片的多级电压保护范围求解出对应功能电源的第一级电源监测范围、第二级电源监测范围和第三级电源监测范围;
7、通过软件电压监控单元实时采集各个功能电源的实时电压值,并在实时电压值超出第一级电源监测范围时输出第一预警信号;
8、通过硬件电压监控单元实时采集各个功能电源的电压采集值,将电压采集值与第二级电源监测范围对比后输出硬件电压监控结果,并将硬件电压监控结果输入至安全逻辑单元进行逻辑处理后输出处理指令,处理指令经处理器执行控制后实现诊断控制;
9、通过保护单元采集功能电源的电压值,并在电压值超出第三级电源监测范围时,通过开关驱动单元控制开关单元进行物理切断,以保护后级单元电路。
10、进一步的,所述第一级电源监测范围的求解表达式具体为:
11、
12、其中,s表示模块的第一级电源监测范围;n表示对应模块中芯片合集的数量;sn表示第n个芯片合集的第一级电压保护范围;∩表示交集符号。
13、进一步的,所述第二级电源监测范围的求解表达式具体为:
14、
15、其中,m表示模块的第二级电源监测范围;mn表示第n个芯片合集的第二级电压保护范围;s表示模块的第一级电源监测范围;n表示对应模块中芯片合集的数量;sn表示第n个芯片合集的第一级电压保护范围;∩表示交集符号;∪表示并集符号。
16、进一步的,所述第三级电源监测范围的求解表达式具体为:
17、
18、其中,p表示模块的第三级电源监测范围;pn表示第n个芯片合集的第三级电压保护范围;m表示模块的第二级电源监测范围;mn表示第n个芯片合集的第二级电压保护范围;s表示模块的第一级电源监测范围;n表示对应模块中芯片合集的数量;sn表示第n个芯片合集的第一级电压保护范围;∩表示交集符号;∪表示并集符号。
19、进一步的,所述芯片的多级电压保护范围包括第一级电压保护范围、第二级电压保护范围和第三级电压保护范围;
20、所述第一级电压保护范围为额定电压区间;
21、所述第二级电压保护范围为非损坏电压区间;
22、所述第三级电压保护范围为损坏电压区间。
23、进一步的,所述软件电压监控单元采用adc实现实时采集各个功能电源的实时电压值。
24、进一步的,所述硬件电压监控单元通过精密电阻分压与基准源对比的方式对功能电源进行电压采集。
25、进一步的,所述安全逻辑单元采用门电路对所有输入完成预置逻辑处理。
26、进一步的,所述保护单元通过精密电阻分压与基准源对比的方式对功能电源进行电压采集;
27、所述开关单元1选用mosfet;
28、以及,所述开关驱动单元包含缓启动电路,以在开启瞬间防止过大的冲击电流对开关单元造成损坏。
29、第二方面,提供了一种核电厂安全级保护系统电源诊断控制系统,该系统用于实现如第一方面中任意一项所述的一种核电厂安全级保护系统电源诊断控制方法,包括电源管理分配单元、保护单元、开关单元、开关驱动单元、硬件电压监控单元、安全逻辑单元、软件电压监控单元和处理器。
30、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
31、1、本发明提供的一种核电厂安全级保护系统电源诊断控制方法,根据核电厂安全级保护系统功能特点,针对各个功能电源负载情况,将影响等级分为三级,根据不同等级的影响范围,针对性的选用诊断技术和保护措施,既能在系统出现故障时,保证整个系统输出行为安全,又能在发生一些轻微故障时,保证了整个系统的正常工作;
32、2、本发明既保证了电源严重故障时整个系统的安全性,又提高了轻微故障时系统的可用性;
33、3、本发明在确定各级的电源监测范围时,综合考虑了各个芯片的多级电压保护范围,使得单个功能电源的电源诊断覆盖范围更为全面,保障了核电厂安全级保护系统电源诊断控制的可靠性与稳定性;
34、4、本发明第二级采用硬件电压监测,避免软件共因失效时,软件电压监控单元失效或系统无法分辨软件电压监控单元错误诊断结果。
1.一种核电厂安全级保护系统电源诊断控制方法,其特征是,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种核电厂安全级保护系统电源诊断控制方法,其特征是,所述第一级电源监测范围的求解表达式具体为:
3.根据权利要求1所述的一种核电厂安全级保护系统电源诊断控制方法,其特征是,所述第二级电源监测范围的求解表达式具体为:
4.根据权利要求1所述的一种核电厂安全级保护系统电源诊断控制方法,其特征是,所述第三级电源监测范围的求解表达式具体为:
5.根据权利要求1所述的一种核电厂安全级保护系统电源诊断控制方法,其特征是,所述芯片的多级电压保护范围包括第一级电压保护范围、第二级电压保护范围和第三级电压保护范围;
6.根据权利要求1所述的一种核电厂安全级保护系统电源诊断控制方法,其特征是,所述软件电压监控单元采用adc实现实时采集各个功能电源的实时电压值。
7.根据权利要求1所述的一种核电厂安全级保护系统电源诊断控制方法,其特征是,所述硬件电压监控单元通过精密电阻分压与基准源对比的方式对功能电源进行电压采集。
8.根据权利要求1所述的一种核电厂安全级保护系统电源诊断控制方法,其特征是,所述安全逻辑单元采用门电路对所有输入完成预置逻辑处理。
9.根据权利要求1所述的一种核电厂安全级保护系统电源诊断控制方法,其特征是,所述保护单元通过精密电阻分压与基准源对比的方式对功能电源进行电压采集;
10.一种核电厂安全级保护系统电源诊断控制系统,其特征是,该系统用于实现如权利要求1-9任意一项所述的一种核电厂安全级保护系统电源诊断控制方法,包括电源管理分配单元、保护单元、开关单元、开关驱动单元、硬件电压监控单元、安全逻辑单元、软件电压监控单元和处理器。
