监测反应堆控制棒驱动机构线圈电流上升沿振荡的方法技术

本发明专利技术公开了监测反应堆控制棒驱动机构线圈电流上升沿振荡的方法，包括以下步骤：在驱动机构控制装置上设置独立的霍尔传感器，采集CRDM三个线圈的运行电流信号；对CRDM运行的电流信号进行预处理并将其转换为电压信号，进行变换、滤波、电流分段处理，分离出每段电流上升段数据；在电流上升过程，提取每个电流上升段数组的极值，建立电流上升极值数组，每个电流上升极值数组中包含一个极大值或极小值；判断每个电流上升极值数组中是否发生上升沿振荡；记录电流上升过程中发生振荡的次数，当振荡次数大于3次时报警。实现对线圈电流上升沿振荡分析，实现对驱动机构性能的监测，达到提前判断故障，提高驱动机构安全性。

Method for monitoring the rising edge oscillation of coil current in reactor control rod drive mechanism

The invention discloses a method for monitoring the coil current rising edge oscillation of the reactor control rod drive mechanism, which comprises the following steps: setting an independent Hall sensor on the control device of the drive mechanism to collect the running current signals of the three coils of CRDM; pretreating the current signals of the CRDM operation and converting them into voltage signals; In the process of current rising, the extreme value of each current rising segment array is extracted, and the current rising extreme value array is established. Each current rising extreme value array contains a maximum value or a minimum value. Whether the rise-edge oscillation occurs or not; Record the number of oscillations occurring in the process of current rise, and alarm when the number of oscillations is greater than three. The coil current rising edge oscillation analysis is realized, the performance of the drive mechanism is monitored, the fault is judged in advance, and the safety of the drive mechanism is improved.

【技术实现步骤摘要】
监测反应堆控制棒驱动机构线圈电流上升沿振荡的方法
本专利技术涉及反应堆控制棒驱动机构线圈电流故障监测方法领域，具体涉及一种监测反应堆控制棒驱动机构线圈电流上升沿振荡的方法。
技术介绍
压水堆核电站使用的是一种依靠可动线圈电磁提升型驱动机构，它依靠棒控棒位系统RGL提供的三组时序电流通断实现电磁铁及钩爪动作，从而实现控制棒的步进动作。控制棒提升或下降一步需要三组电流的密切配合，电流稍有差错即可能出现拉扯、掉棒或失灵。线圈电流出现的故障主要有电流幅值超限、通断时间节点差错及电流振荡等。电流幅值超限可能造成线圈发热、通断时间按时序通断是驱动机构正常运行的保证。针对电流幅值超限和通断时间节点差错在《一种用于监测反应堆控制棒驱动机构电流幅值的方法》和《一种用于监测反应堆控制棒驱动机构动作点的方法》均有相应的判断方法研究。但目前针对电流振荡的诊断尚无相关的方法和研究。驱动机构线圈电流在上升过程中可能出现电流振荡，这些振荡可能由于机械结构部件或电源系统等原因造成的不稳定现象，如不及时发现可能造成驱动机构故障。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述技术问题提供一种监测反应堆控制棒驱动机构线圈电流上升沿振荡的方法。本专利技术通过下述技术方案实现：监测反应堆控制棒驱动机构线圈电流上升沿振荡的方法，包括以下步骤：A、在驱动机构控制装置上设置独立的霍尔传感器，采集CRDM三个线圈的运行电流信号；B、对CRDM运行的电流信号进行预处理并将其转换为电压信号，进行变换、滤波、电流分段处理，分离出每段电流上升段数据；C、在电流上升过程，提取每个电流上升段数组的极值，建立电流上升极值数组，每个电流上升极值数组中包含一个极大值或极小值；D、判断每个电流上升极值数组中是否发生上升沿振荡；E、记录电流上升过程中发生振荡的次数，当振荡次数大于阈值时报警。通过本方法实现对线圈电流上升沿振荡分析，实现对驱动机构性能的监测，达到提前判断故障，提高驱动机构安全性的目的。作为优选，步骤D具体方法为：在电流上升极值数组中，查找每个极小点前后相邻的极大值；计算前一极大值与当前极小值的差值或者比较当前回落值与下一升幅加N1,若前一极大值－当前极小值＞N2或当前回落值大于下一升幅加N1，则发生上升沿振荡，其中，线圈为提升线圈时，N1为1A，N2为7A；线圈为传递线圈或保持线圈时，N1为0.2A，N2为1A。现有利用上升曲线拟合的斜率，实际数值偏离拟合斜率及认为超限值。采用本方法更多的体现是整体的偏差，对局部波形异常反应较小。作为优选，所述霍尔传感器分别安装在提升线圈、保持线圈和传递线圈上。作为优选，为了准确分离出上升段数据，相邻5个数值的平均值大于N4作为上升沿起点，相邻5个数值的平均值大于N5为上升沿终点，上升沿起点至上升沿终点之间的一段为上升段数据，其中，线圈为提升线圈时，N4为0.3A，N5为40A；线圈为传递线圈或保持线圈时，N4为0.1A，N5为8A。利用这些值分离出的数据从图像上更贴近实际,即分离出的图像正好是上升那一段,准确更高。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、通过本方法实现对线圈电流上升沿振荡分析，实现对驱动机构性能的监测，达到提前判断故障，提高驱动机构安全性。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为获取的电流波形图。图2为对图1中A、B段后电流波形图。图3为发生电流上升沿振荡的电流波形图，其中，C点为前一极大值，D为当前极小值。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1监测反应堆控制棒驱动机构线圈电流上升沿振荡的方法，包括以下步骤：A、在驱动机构控制装置上设置独立的霍尔传感器，采集CRDM三个线圈的运行电流信号；B、对CRDM运行的电流信号进行预处理并将其转换为电压信号，进行变换、滤波、电流分段处理，分离出每段电流上升段数据；C、在电流上升过程，提取每个电流上升段数组的极值，建立电流上升极值数组，每个电流上升极值数组中包含一个极大值或极小值；D、判断每个电流上升极值数组中是否发生上升沿振荡；E、记录电流上升过程中发生振荡的次数，当振荡次数大于阈值时报警。实施例2基于上述实施例的原理，本实施例公开一具体实施方式。A、在驱动机构控制装置的电源柜上设置3个独立的霍尔传感器，霍尔传感器能够将采集的电流信号转换为电压信号，具体的，将3个霍尔传感器分别安装在提升线圈、保持线圈和传递线圈上，以采集CRDM三个线圈的运行电流信号。B、监测装置接收到CRDM运行电流信号后，进行预处理，将电流信号转换为电压信号，并进行变换、滤波处理得到如图1所示波形图，再对图1所示的电流图进行电流分段处理；如图2所示，在电流上升过程中，相邻5个数值的平均值大于N4作为上升沿起点，相邻5个数值的平均值大于N5为上升沿终点，上升沿起点至上升沿终点之间的一段为上升段数据，即图中的A、B段，方便下一步的振荡分析。其中，线圈为提升线圈时，N4为0.3A，N5为40A；线圈为传递线圈或保持线圈时，N4为0.1A，N5为8A。C、在电流上升过程，对提取的电流上升段离散数组进行波形极值搜索，求取局部馒头波的最大最小值，极大值具体判断方法：设任意一点ax，若ax大于ax-1且ax大于ax+1，则ax一极大值点；同理极小值bx小于bx-1且bx小于bx+1，则bx为极小值点，其中，x表示时间点；建立电流上升极值数组，每个电流上升极值数组值中包含一个极大值或极小值。D、在电流上升极值数组中，查找每个极小点前后相邻的极大值；计算前一极大值与当前极小值的差值或者比较当前回落值与下一升幅加N1,若前一极大值－当前极小值＞N2或当前回落值大于下一升幅加N1，则发生上升沿振荡，如图3所示。其中，线圈为提升线圈时，N1为1A，N2为7A；线圈为传递线圈或保持线圈时，N1为0.2A，N2为1A。E、记录电流上升过程中发生振荡的次数，当振荡次数大于阈值时报警，此处的阈值优选为3。基于上述方法还可形成CRDM运行的上升沿振荡监测表格和对应的沿振荡波形图；生成监测报告，并可以立即打印输出测试报告；存储监测数据，形成该CRDM运行历史数据库，方便跟踪和掌握CRDM性能变化趋势。本方法实现对CRDM线圈电流上升沿振荡的自动化监测，利于尽早的发现CRDM的故障苗头。以上所述的具体实施方式，对本专利技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本专利技术的具体实施方式而已，并不用于限定本专利技术的保护范围，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.监测反应堆控制棒驱动机构线圈电流上升沿振荡的方法，其特征在于，包括以下步骤：A、在驱动机构控制装置上设置独立的霍尔传感器，采集CRDM三个线圈的运行电流信号；B、对CRDM运行的电流信号进行预处理并将其转换为电压信号，进行变换、滤波、电流分段处理，分离出每段电流上升段数据；C、在电流上升过程，提取每个电流上升段数组的极值，建立电流上升极值数组，每个电流上升极值数组中包含一个极大值或极小值；D、判断每个电流上升极值数组中是否发生上升沿振荡；E、记录电流上升过程中发生振荡的次数，当振荡次数大于阈值时报警。

【技术特征摘要】
1.监测反应堆控制棒驱动机构线圈电流上升沿振荡的方法，其特征在于，包括以下步骤：A、在驱动机构控制装置上设置独立的霍尔传感器，采集CRDM三个线圈的运行电流信号；B、对CRDM运行的电流信号进行预处理并将其转换为电压信号，进行变换、滤波、电流分段处理，分离出每段电流上升段数据；C、在电流上升过程，提取每个电流上升段数组的极值，建立电流上升极值数组，每个电流上升极值数组中包含一个极大值或极小值；D、判断每个电流上升极值数组中是否发生上升沿振荡；E、记录电流上升过程中发生振荡的次数，当振荡次数大于阈值时报警。2.根据权利要求1所述的监测反应堆控制棒驱动机构线圈电流上升沿振荡的方法，其特征在于，步骤D具体方法为：在电流上升极值数组中，查找每个极小点前后相邻的极大值；计算前一极大值与当前极小值的差...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾杰，刘才学，彭翠云，何攀，杨泰波，罗婷，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：四川,51