專利名稱：碳化硅非線性電阻滅磁過程中在線監測的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電力應用的技術領域，具體地涉及碳化硅非線性電阻滅磁過程中在線監測的裝置。
背景技術：
采用SiC(碳化硅)非線性電阻作為滅磁電阻構成的滅磁系統在國外應用比較普遍，近幾年在國內電廠的大機組上開始應用，目前還沒有統一的標準和明確的檢測手段去對碳化硅的特性進行檢測及維護。在過去幾年中，在一些電廠的多臺機組中，由M&I公司提供的Metrosil系列SiC滅磁電阻，先后曾經歷了在各種嚴重事故情況下的事故滅磁。國內相關電廠普遍關注的一個問題是在經歷上述嚴重事故滅磁后仍在運行中的SiC非線性電阻的工作特性(包括均流、均能特性等)是否有所變化？溫升情況如何？基于這一情況，在當前研制一種在滅磁過程中在線監視與測定SiC非線性電阻實際運行特性的裝置，已成為相關電廠迫切需要解決的重大課題之一。
發明內容本實用新型的技術解決問題是克服現有技術的不足，提供一種碳化硅非線性電阻滅磁過程中在線監測的裝置。本實用新型的技術解決方案是該裝置包括VAD電壓電流開關量測量單元、溫度測量單元和工控計算機；VAD測量單元包括第一電源板、第一通道板、第一采集板，第一電源板為第一通道板和第一采集板供電，第一通道板包括模擬量通道和開關量通道，第一采集板包括A/D轉換器、鎖存器、DSP數字信號處理器、EEPROM電可擦可編程只讀存儲器、SRAM 數據緩沖器，模擬量通道前端連接直流電壓變送器、直流電流變送器或霍爾電流傳感器，且后端與A/D轉換器連接，開關量通道與鎖存器連接，A/D和鎖存器分別通過I/O總線連接到 DSP, DSP通過1 總線連接到EEPROM并通過外部數據總線連接到SRAM，DSP連接工控計算機；溫度測量單元包括第二電源板、第二通道板、第二采集板，第二電源板為第二通道板和第二采集板供電，第二通道板上的模擬量通道的前后端分別連接紅外溫度傳感器和A/D，采集板包括A/D、DSP、EEPR0M，A/D通過I/O總線連接到DSP，DSP通過1 總線連接到EEPROM 并通過外部數據總線連接到SRAM，DSP連接工控計算機。碳化硅非線性電阻滅磁過程中的電壓、電流、無源節點狀態可以通過VAD測量單元實時采集數據，閥片表面溫度可以通過溫度測量單元實時采集數據，然后這些數據通過兩個DSP分別處理后送入工控計算機在線地記錄并監測。

圖1示出了根據本實用新型的裝置的結構示意圖；圖2示出了電源板與通道板、采集板的連接圖；圖3示出了開關量通道的電路圖；[0009]圖4示出了該裝置中全部傳感器的位置安排圖。
具體實施方式
下面通過附圖，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。圖1示出了根據本實用新型的裝置的結構示意圖。根據本實用新型的裝置包括 VAD電壓電流開關量測量單元、溫度測量單元和工控計算機；VAD測量單元包括第一電源板、第一通道板、第一采集板，第一電源板為第一通道板和第一采集板供電，第一通道板包括模擬量通道和開關量通道，第一采集板包括A/D轉換器、鎖存器、DSP數字信號處理器、 EEPROM電可擦可編程只讀存儲器、SRAM數據緩沖器，模擬量通道前端連接直流電壓變送器、直流電流變送器或霍爾電流傳感器，且后端與A/D轉換器連接，開關量通道與鎖存器連接，A/D和鎖存器分別通過I/O總線連接到DSP，DSP通過1 總線連接到EEPROM并通過外部數據總線連接到SRAM，DSP連接工控計算機；溫度測量單元包括第二電源板、第二通道板、第二采集板，第二電源板為第二通道板和第二采集板供電，第二通道板上的模擬量通道的前后端分別連接紅外溫度傳感器和A/D，采集板包括A/D、DSP、EEPR0M，A/D通過I/O總線連接到DSP，DSP通過1 總線連接到EEPROM并通過外部數據總線連接到SRAM，DSP連接工控計算機。優選地，所有器件均采用Wbit或以上器件。圖4示出了該裝置中全部傳感器的位置安排圖，碳化硅非線性電阻是圖4中的 RM1-RM1^其中各傳感器的參數確定如下1、直流電壓變送器所有的直流電壓均采用哈爾濱科力電力生產的re_321HFD型高耐壓快速響應直流電壓變送器。為保證在各種情況下輸入電壓均不超過變送器的量程，與整流輸出電壓Uf 1、發電機轉子電壓Uf2、SiC組件電壓Uem相對應的變送器參數確定為輸入-1000V +3000V，對應輸出為4 20mA滅磁開關弧壓Uk測量用變送器參數確定為輸入-500V +3500V，對應輸出為4 20mA2、直流電流變送器機組額定勵磁電流Ifn為1537A，極端情況下的電流可達到該值的三倍，即4611A， 對應分流器電壓為4611A + 2000AX60mV = 138. 33mV發電機轉子電流If2測量變送器re_311HFD的參數確定為輸入0 135mV，對應輸出為4 20mA3、霍爾電流傳感器為便于現場安裝，整流輸出電流Ifl采用HDC-5000C HK型可拆卸霍爾電流傳感器進行測量，SiC組件支路電流Ikmi Iem3采用HDC-1500EK型可拆卸霍爾電流傳感器進行測量，參數確定依據同上條，具體如下HDC-5000C HK 輸入 0 5000A，輸出 0 4VHDC-1500EK 輸入 0 1500A，輸出 0 4V4、溫度傳感器陣列(以上以說明)[0029]另外，電量變送器輸入回路接線采用硅橡膠導線并串接熔斷器，規格如下硅膠線15kV，1. 5mm2，熔斷器RT18_32X/2，ΙΑ。圖2示出了電源板與通道板、采集板的連接圖。優選地，所述電源板采用 AC85485V或DC85-285V的交直流兩用電源。裝置內部有多個部件，對電源的要求不同，有各自的標稱電源電壓、精度及容量。本文主要在部件的層次上關注電源的分配，及其供電與返回路徑，不包括PCB板上的電源走線以及電源濾波方式、器件。在電源設計的過程中，主要目的是1.減少標稱電壓的個數，簡化電源設計；2.在開關電源的多路輸出間分配功耗， 以符合市場現有產品，避免定制開關電源。經初步規劃后，統計開關電源的多路輸出的電壓、容量。通過電源濾波器得到開關電源的輸出是+12V、1. 2k, -12V、0. 3A，+5V、4A。圖3示出了開關量通道的電路圖。優選地，所述開關量通道由通道板中的隔離的電源提供MV電壓，以便測量通道板的外部無源節點的狀態；裝置的內、外回路用光耦器件隔1 °優選地，所述采集板采用4層電路板，所述A/D是AD7656，所述DSP是德州儀器公司的 TMS320M8335。優選地，DSP通過RS-422通訊總線連接到工控計算機。由于RS-422總線支持較長的通訊距離，所以工控計算機可靠近DSP，也可遠離DSP。優選地，工控計算機采用嵌入式的硬件體系，采用上架式機箱。應具備較強的通訊、數據處理和圖形顯示能力。本實用新型采用的工控平板電腦的技術指標如下=Intel Pentium M 1. 4GHz,512M DDR SDRAM，120G硬盤；10/100Base-T LAN接口 ；LCD 顯示觸摸屏； 串行總線通訊接口 ；ECP打印機接口 ；USB閃盤/打印機接口，鍵盤/鼠標接口。本裝置及方法的主要功能為A、實時采集勵磁電壓、勵磁電流、磁場斷路器弧壓、各SiC非線性電阻組件支路電流、閥片表面溫度(單片或多片)。在正常及事故滅磁條件下，通過適當的觸發方式對這些數據進行采集及記錄。B、系統記錄的數據，不僅可反映SiC非線性滅磁電阻各支路電流的分配，同時還能累計各支路吸收的能量，便于較完整地了解滅磁能量在各支路中的分布。本裝置及方法的優點如下A、便于安裝系統各部分組件的安裝方式可根據滅磁裝置的原有結構進行針對性設計，可在機組檢修期間予以接入，不改變原有回路。例如采用可拆卸式穿心電流傳感器測量電流可避免拆解原回路電纜。B、安全可靠系統中的電壓量、分流器信號測量采用隔離耐壓5000V. AC的電量傳感器；各滅磁組件及母線電流測量采用穿心式霍爾傳感器；閥片表面溫度測量采用紅外傳感器陣列。這些方式可保證滅磁裝置的安全性能不因系統接入而降低。C、數據準確高保真、低噪聲快速響應勵磁信號測量傳感器的使用保證數據的可用性。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾， 均仍屬本實用新型技術方案的保護范圍。
權利要求1.碳化硅非線性電阻滅磁過程中在線監測的裝置，其特征在于該裝置包括VAD電壓電流開關量測量單元、溫度測量單元和工控計算機；VAD測量單元包括第一電源板、第一通道板、第一采集板，第一電源板為第一通道板和第一采集板供電，第一通道板包括模擬量通道和開關量通道，第一采集板包括A/D轉換器、鎖存器、DSP數字信號處理器、EEPROM電可擦可編程只讀存儲器、SRAM數據緩沖器，模擬量通道前端連接直流電壓變送器、直流電流變送器或霍爾電流傳感器，且后端與A/D轉換器連接，開關量通道與鎖存器連接，A/D和鎖存器分別通過I/O總線連接到DSP，DSP通過1 總線連接到EEPROM并通過外部數據總線連接到SRAM，DSP連接工控計算機；溫度測量單元包括第二電源板、第二通道板、第二采集板， 第二電源板為第二通道板和第二采集板供電，第二通道板上的模擬量通道的前后端分別連接紅外溫度傳感器和A/D,采集板包括A/D、DSP、EEPR0M，A/D通過I/O總線連接到DSP，DSP 通過1 總線連接到EEPROM并通過外部數據總線連接到SRAM，DSP連接工控計算機。
2.根據權利要求1所述的碳化硅非線性電阻滅磁過程中在線監測的裝置，其特征在于所述電源板采用AC85485V或DC85-285V的交直流兩用電源，通過電源濾波器得到開關電源的輸出是+12V、1. 2A，-12V、0. 3A，+5V、4A。
3.根據權利要求2所述的碳化硅非線性電阻滅磁過程中在線監測的裝置，其特征在于所述開關量通道由通道板中的隔離的電源提供MV電壓，以便測量通道板的外部無源節點的狀態；裝置的內、外回路用光耦器件隔離。
4.根據權利要求3所述的碳化硅非線性電阻滅磁過程中在線監測的裝置，其特征在于所述采集板采用4層電路板，所述A/D是AD7656，所述DSP是德州儀器公司的 TMS320F28335。
5.根據權利要求4所述的碳化硅非線性電阻滅磁過程中在線監測的裝置，其特征在于所有器件均采用Wbit或以上器件。
6.根據權利要求5所述的碳化硅非線性電阻滅磁過程中在線監測的裝置，其特征在于DSP通過RS-422通訊總線連接到工控計算機。
7.根據權利要求6所述的碳化硅非線性電阻滅磁過程中在線監測的裝置，其特征在于所述工控計算機接入以太網并采用上架式機箱，技術指標為化切1 Pentium M 1.4GHz、 512M DDR SDRAM、120G硬盤、10/100Base-T LAN接口、LCD顯示觸摸屏、串行總線通訊接口、 ECP打印機接口、USB閃盤/打印機接口、鍵盤/鼠標接口。
專利摘要公開了一種碳化硅非線性電阻滅磁過程中在線監測的裝置，包括VAD電壓電流開關量測量單元、溫度測量單元和工控計算機；VAD測量單元和溫度測量單元均包括電源板、通道板、采集板，采集板上的DSP通過通訊總線連接到工控計算機。碳化硅非線性電阻滅磁過程中的電壓、電流、無源節點狀態可以通過VAD測量單元實時采集數據，閥片表面溫度可以通過溫度測量單元實時采集數據，然后這些數據通過兩個DSP分別處理后送入工控計算機在線地記錄并監測。
文檔編號G01J5/00GK202013372SQ201020615210
公開日2011年10月19日 申請日期2010年11月19日 優先權日2010年11月19日
發明者劉守茹, 徐海峰, 樸順花, 李振, 王世彬, 程振江, 辛峰, 邵明航, 馬躍林, 高連偉 申請人:白山發電廠