核电厂电动阀状态在线监测及故障诊断系统技术方案

本发明专利技术公开了一种核电厂电动阀状态在线监测及故障诊断系统，该系统包括电动阀、电气开关柜及在线监测模块，电气开关柜通过一动力电源回路向电动阀提供动力电源，在线监测模块实时测量动力电源回路的电气参数及设备参数；在线监测模块包括：电源模块、传输接口、电气参数采集模块、设备参数采集模块、频率控制模块、信号转换模块、控制单元、故障诊断模块，用于接收阀门状态信号并根据阀门状态参数判断阀门状态参数是否超过安全阈值，并输出故障诊断信号。本发明专利技术的核电厂电动阀状态在线监测及故障诊断系统，通过电气参数采集模块及设备参数采集模块实现了电气参数和设备参数的采集，通过故障诊断模块识别出故障诊断信号。故障诊断模块识别出故障诊断信号。故障诊断模块识别出故障诊断信号。

【技术实现步骤摘要】
核电厂电动阀状态在线监测及故障诊断系统


[0001]本专利技术涉及自动监控领域，尤其涉及一种核电厂电动阀状态在线监测及故障诊断系统。

技术介绍

[0002]驱动阀门在核电站中的应用广泛，对于核电站的正常运行起着至关重要的作用。阀门的运维维护，根据维护方式采用的技术、周期等可以分为以下四种方法：被动性维护；预防性维护；离线诊断维护和预测性维护。目前，阀门的维护主要还是采用前面三种方式。
[0003](1)被动性维护：
[0004]被动性维护是以前常见的一种方式，在使用过程中，控制阀自身或执行机构等附件出现故障时，会造成控制阀无法正常工作，甚至会导致整个工艺装置不能正常工作，造成安全或生产事故。对其进行检测维修，往往是临时、不可预测并紧急的。这是一种计划外的随机维护方式，根据阀门损坏程度的严重性，进行维修或更换。主要特点是：故障时间不确定。无计划的维护常常会增加维护生产成本。而对阀门故障的误判，更会增加维修的工作量和影响正常使用时间。
[0005](2)预防性维护：
[0006]预防性维护就是现场的一些中修、大修计划，也是比较常见的一种实践。根据以往的生产过程以及现场检修工的经验，有计划有步骤地安排某些点位的控制阀进行维护或检修，以防止控制阀的事故发生。预防性维护已经开始有了计划和预判，这是一大进步。它虽然能避免一些控制阀事故的产生，但由于没有现场使用的控制阀的更多数字信息，在安排上不可避免地会造成过度维修的现象：一些工作正常的阀门也被安排在检修行列，而某些不适用的控制阀仍被使用在过程控制系统中，属于盲目的维修方式。
[0007](3)离线诊断维护：
[0008]通过对预防性维护计划中的阀门进行离线诊断，缩小并定位阀门故障问题，从而可以避免维修的盲目性。但它的不足在于，装置内所有排班的阀门依然需要离线诊断，工作量很大，而且同样会导致装置的现场停车，造成一定经济损失。
[0009]因此，电站运行期间，通过监测这类阀门的状态、预判阀门的故障情况，对于后期预防性维修意义重大。
[0010]目前国内台山核电的法国AREVA公司的阀门和驱动器监测系统，仅对核岛内200多个安全级的阀门进行在线监测，监测范围包括电动阀、电磁阀，主要通过在线测量电气开关盘内的电气参数，再结合机械参数如阀杆推力，与主数据库中的基准参数比对，进行就地的诊断测试，再将测试数据通过网络传输到用户端。
[0011]现有技术中阀门的运维维护主要存在以下缺陷：
[0012]台山核电的阀门和驱动器监测系统主要存在以下缺陷：
[0013](1)基线测量数据量较小，无法准确表征阀门动作时全流程的信号特性，导致系统对于阀门故障识别的功能不完善，故障识别率较差，误报警率比较高；
[0014](2)诊断系统的故障识别算法能够识别的故障类型较少。

技术实现思路

[0015]本专利技术要解决的技术问题在于，针对以上缺陷，提供一种改进的核电厂电动阀状态在线监测及故障诊断系统，以解决基线测量数据量较小及基线数据不准确的问题，还解决故障识别类型过少的问题。
[0016]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种核电厂电动阀状态在线监测及故障诊断系统，包括电动阀、与所述电动阀相连接的电气开关柜及与所述电气开关柜相连接的在线监测模块，所述电气开关柜用于通过一动力电源回路向所述电动阀提供动力电源，所述在线监测模块实时测量所述动力电源回路的阀门状态信号，所述阀门状态信号包括阀门状态参数；其中，所述在线监测模块包括：
[0017]电源模块，用于提供电源；
[0018]传输接口，与所述电气开关柜相连接并用于信号传输；
[0019]电气参数采集模块，与所述传输接口相连接，所述电气参数采集模块用于实时监测所述动力电源回路的所述电气参数、并生成电气参数信号，所述阀门状态参数包括所述电气参数；
[0020]设备参数采集模块，与所述传输接口相连接，所述设备参数采集模块用于实时测量所述动力电源回路的所述设备参数、并生成设备参数信号，所述阀门状态参数包括所述设备参数；
[0021]频率控制模块，与所述电气参数采集模块和所述设备参数采集模块相连接、用于设置所述电气参数采集模块和所述设备参数采集模块的采集频率至少4kHz；
[0022]信号转换模块，与所述电气参数采集模块和所述设备参数采集模块相连接，所述信号转换模块用于将所述电气参数信号及所述设备参数信号进行模数转换，所述阀门状态信号包括所述电气参数信号及所述设备参数信号；
[0023]故障诊断模块，与所述信号转换模块相连接，用于接收所述阀门状态信号并根据所述阀门状态参数判断所述阀门状态参数是否超过一安全阈值，并选择性地输出故障诊断信号。
[0024]优选地，所述故障诊断模块包括阀门卡滞判断模块，用于判断是否第一时间阈值内、力矩信号达到一力矩阈值且阀位传感器动作参数为零，并选择性地输出阀门卡滞故障信号；所述阀门状态参数包括所述力矩信号和所述阀位传感器动作参数。
[0025]优选地，所述故障诊断模块包括电机空转判断模块，用于判断是否第二时间阈值内、接收到空载转矩信号且阀位传感器动作参数为零，并选择性地输出电机空转信号；所述阀门状态参数包括所述空载转矩信号和所述阀位传感器动作参数。
[0026]优选地，所述故障诊断模块包括转矩异常判断模块，用于判断转矩变化量是否超过一转矩阈值，并选择性地输出转矩异常信号；所述阀门状态参数包括所述转矩变化量。
[0027]优选地，所述故障诊断模块包括电源故障判断模块，用于判断是否接收到控制回路监测信号，并选择性地输出电源故障信号；所述阀门状态参数包括所述控制回路监测信号。
[0028]优选地，所述故障诊断模块包括电气故障判断模块，用于判断是否接收到失电压
信号或失电流信号，并选择性地输出电气故障信号；所述阀门状态参数包括失电压信号或失电流信号。
[0029]优选地，所述故障诊断模块包括电机反转判断模块，用于判断是否接收到负扭矩信号，并选择性地输出电机反转故障信号；所述阀门状态参数包括所述电机反转故障信号。
[0030]优选地，所述故障诊断模块包括阀位异常判断模块，用于判断阀位信号是否与扭矩一致或阀位信号是否与给定值一致，并选择性地输出阀位异常信号；所述阀门状态参数包括所述阀位信号。
[0031]优选地，所述核电厂电动阀状态在线监测及故障诊断系统还包括控制单元，所述控制单元包括一自检模块，所述自检模块用于检测所述在线监测模块自身的运行状态参数，并判断所述运行状态参数是否超过运行状态安全阈值，并根据判断结果输出自检结果信号。
[0032]优选地，所述自检模块所检测所述在线监测模块自身的运行状态参数包括模块电气故障参数、信号通信故障参数、控制单元故障参数和输入输出故障参数。
[0033]实施本专利技术的有益效果是：本专利技术的核电厂电动阀状态在线监测及故障诊断系统中，通过故障诊断模块识别出故障诊断信号。
[0034]本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核电厂电动阀状态在线监测及故障诊断系统，其特征在于，包括电动阀(10)、与所述电动阀(10)相连接的电气开关柜(20)及与所述电气开关柜(20)相连接的在线监测模块(30)，所述电气开关柜(20)用于通过一动力电源回路(21)向所述电动阀(10)提供动力电源，所述在线监测模块(30)实时测量所述动力电源回路(21)的阀门状态信号，所述阀门状态信号包括阀门状态参数；其中，所述在线监测模块(30)包括：电源模块(31)，用于提供电源；传输接口(32)，与所述电气开关柜(20)相连接并用于信号传输；电气参数采集模块(33)，与所述传输接口(32)相连接，所述电气参数采集模块(33)用于实时监测所述动力电源回路(21)的所述电气参数、并生成电气参数信号，所述阀门状态参数包括所述电气参数；设备参数采集模块(34)，与所述传输接口(32)相连接，所述设备参数采集模块(34)用于实时测量所述动力电源回路(21)的所述设备参数、并生成设备参数信号，所述阀门状态参数包括所述设备参数；频率控制模块(35)，与所述电气参数采集模块(33)和所述设备参数采集模块(34)相连接、用于设置所述电气参数采集模块(33)和所述设备参数采集模块(34)的采集频率至少4kHz；信号转换模块(36)，与所述电气参数采集模块(33)和所述设备参数采集模块(34)相连接，所述信号转换模块(36)用于将所述电气参数信号及所述设备参数信号进行模数转换，所述阀门状态信号包括所述电气参数信号及所述设备参数信号；故障诊断模块(39)，与所述信号转换模块(36)相连接，用于接收所述阀门状态信号并根据所述阀门状态参数判断所述阀门状态参数是否超过一安全阈值，并选择性地输出故障诊断信号。2.根据权利要求1所述的核电厂电动阀状态在线监测及故障诊断系统，其特征在于，所述故障诊断模块(39)包括阀门卡滞判断模块(391)，用于判断是否第一时间阈值内、力矩信号达到一力矩阈值且阀位传感器动作参数为零，并选择性地输出阀门卡滞故障信号；所述阀门状态参数包括所述力矩信号和所述阀位传感器动作参数。3.根据权利要求1所述的核电厂电动阀状态在线监测及故障诊断系统，其特征在于，所述故障诊断模块(39)包括电机空转判断模块(392)，用于判断是否第二时间阈值内、接收到空载转矩信号且阀位传...

【专利技术属性】
技术研发人员：田骏，张怡，黄伟军，丰娟娟，蒋燕祥，胡佳堃，张黎明，彭华清，薄晶杰，田亚杰，
申请(专利权)人：深圳中广核工程设计有限公司中国广核集团有限公司中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：