專利名稱：一種換流閥閥基電子設(shè)備自監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓直流輸電(HVDC)領(lǐng)域，特別涉及一種換流閥閥基電子設(shè)備自監(jiān) 測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在高壓直流輸電中，換流閥閥基電子設(shè)備是對(duì)換流閥的第一級(jí)監(jiān)控設(shè)備。該設(shè)備 按照接收到的極控系統(tǒng)控制命令直接實(shí)現(xiàn)對(duì)換流閥的觸發(fā)、閉鎖等操作，并實(shí)時(shí)收集各個(gè) 晶閘管級(jí)的上報(bào)信息，反饋給極控系統(tǒng)。所以閥基電子設(shè)備運(yùn)行的正常與否對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的 運(yùn)行至關(guān)重要。這就要求首先在閥基電子設(shè)備出現(xiàn)偶然的運(yùn)行異常時(shí)能進(jìn)行必要的自動(dòng)復(fù) 位，其次在閥基電子設(shè)備內(nèi)部任一板卡出現(xiàn)不可自恢復(fù)的故障時(shí)，能通過其他板卡將故障 板塊的位置準(zhǔn)確上報(bào)給人機(jī)界面，并顯示在人機(jī)交互界面上，便于運(yùn)行人員監(jiān)視。目前已運(yùn)行的直流工程中，閥基電子設(shè)備雖然均有自檢測(cè)及上報(bào)功能，但普遍不 能達(dá)到定位故障板塊的功能，板卡內(nèi)的自恢復(fù)功能也不完善。本發(fā)明對(duì)這部份功能進(jìn)行了
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種換流閥閥基電子設(shè)備內(nèi)部控制板卡運(yùn)行狀態(tài)的自監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)。為提高閥基電子設(shè)備內(nèi)部各種控制板卡運(yùn)行的可靠性，及為運(yùn)行人員提供方便的 人機(jī)顯示。本設(shè)計(jì)方法對(duì)板卡自檢及板卡間的互檢進(jìn)行分別設(shè)計(jì)并將兩種方法相結(jié)合，能 準(zhǔn)確上報(bào)板卡的運(yùn)行狀態(tài)及出故障板卡位置。為運(yùn)行人員提供方便的監(jiān)視方法。依據(jù)本發(fā)明的一種換流閥閥基電子設(shè)備自監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括控制保護(hù)系 統(tǒng)和閥基電子設(shè)備；閥基電子設(shè)備內(nèi)部包括若干主控板和若干檢測(cè)板；所述若干主控板和若干檢測(cè)板 集成在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)構(gòu)成閥基電子設(shè)備的基本功能單元；閥基電子設(shè)備由若干個(gè)所述基本功 能單元構(gòu)成；所述主控板上包含第一微控制器芯片和第二微控制器芯片，檢測(cè)板上包括第三微 控制器芯片；板卡間的自監(jiān)測(cè)包括軟件上通過板卡上微控制芯片間交互檢測(cè)脈沖完成板卡間 互檢，以及硬件上通過看門狗電路完成對(duì)微控制器運(yùn)行死機(jī)時(shí)的微控制器強(qiáng)制復(fù)位；主控 板上的第一微控制器芯片實(shí)時(shí)檢測(cè)第二微控制器芯片的工作狀況，第一微控制器芯片每隔 一定的間隔時(shí)間就發(fā)送脈沖給第二微控制器芯片，第二微控制器芯片無延時(shí)地把收到的脈 沖返回給第一微控制器芯片；如果第一微控制器芯片收到返回的脈沖，代表第二微控制器芯片正常工作，否則 向控制保護(hù)系統(tǒng)發(fā)送切換請(qǐng)求命令；第二微控制器芯片實(shí)時(shí)檢測(cè)第一微控制器芯片的工作 狀況，若連續(xù)多個(gè)間隔時(shí)間都沒有收到檢測(cè)脈沖，判斷第一微控制器芯片故障，向控制保護(hù)系統(tǒng)發(fā)送切換請(qǐng)求命令；控制保護(hù)系統(tǒng)的微控制器與主控板上第一微控制器芯片之間也傳 送上述規(guī)則交互檢測(cè)脈沖，主控板通過第一微控制器芯片對(duì)檢測(cè)板的不同輸出口來定位故 障檢測(cè)板的編號(hào)；其中，板卡內(nèi)自檢通過軟硬件結(jié)合的方式來達(dá)到，硬件上，每塊板卡配置硬件看門 狗電路，軟件上由板卡上的主控芯片內(nèi)部產(chǎn)生不斷翻轉(zhuǎn)的脈沖信號(hào)，并將該信號(hào)發(fā)送給看 門狗電路，用于更新看門狗硬件，當(dāng)板卡能正常運(yùn)行監(jiān)控程序時(shí)，硬件看門狗就會(huì)不斷被更 新，當(dāng)微控制芯片發(fā)生程序跑飛的問題時(shí)，看門狗電路便不能被更新，看門狗隨即發(fā)出強(qiáng)制 復(fù)位信號(hào)給主控芯片，使板卡得到強(qiáng)制復(fù)位。其中，板卡間的互檢通過臨近板卡間互相傳遞檢測(cè)信號(hào)來完成，當(dāng)板卡不能監(jiān)測(cè) 到臨近板卡的檢測(cè)信號(hào)時(shí)，開始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)結(jié)束仍然沒有檢測(cè)信號(hào)回報(bào)時(shí)，則判斷板卡故 障，并由該板卡將臨近板卡的編號(hào)上報(bào)給主控板，由主控板上報(bào)給自監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的人機(jī)界面。其中，閥基電子設(shè)備內(nèi)各個(gè)板卡都有對(duì)應(yīng)的內(nèi)部識(shí)別編碼，在板卡互檢過程中，每 塊板卡都實(shí)時(shí)與相鄰的兩塊板卡間進(jìn)行著檢測(cè)脈沖的發(fā)送和接收工作，在任一板卡出現(xiàn)運(yùn) 行問題時(shí)，臨近板卡將會(huì)把故障板卡的識(shí)別編碼插入到閥基電子設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)通訊事件中， 在控制保護(hù)對(duì)閥基電子設(shè)備的下個(gè)巡檢周期中，閥基電子設(shè)備將上報(bào)故障板卡位置碼，操 作人員通過人機(jī)界面即可獲得故障板卡的故障運(yùn)行信息。本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)是1、板卡內(nèi)自監(jiān)視方法板卡內(nèi)自檢是通過軟硬件結(jié)合的方法來達(dá)到。當(dāng)板卡能正常運(yùn)行監(jiān)控程序時(shí)，硬 件看門狗就會(huì)不斷被更新。當(dāng)主控芯片發(fā)生程序跑飛等問題時(shí)，看門狗電路便不能被更新， 看門狗隨即發(fā)出強(qiáng)制復(fù)位信號(hào)給主控芯片，使板卡得到強(qiáng)制復(fù)位。這種板內(nèi)的自監(jiān)視能使 板卡在出現(xiàn)意外故障時(shí)能得到及時(shí)的復(fù)位，減小偶然事件帶來的板卡進(jìn)入死循環(huán)而完全不 能工作的可能性。2、板卡間互檢上報(bào)方法。板卡間互檢測(cè)通過臨近板卡間互相傳遞檢測(cè)信號(hào)來完成。板卡間互檢可以使故障 板卡位置信息及時(shí)上傳給控制保護(hù)，是運(yùn)行人員獲得閥基電子設(shè)備板卡故障信息的有效方 法。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是主控板上的微控制器1實(shí)時(shí)檢測(cè)微控制器2間的自檢脈沖編碼示意圖。圖2是板卡內(nèi)部自監(jiān)測(cè)的硬件電路。從處理器發(fā)出的看門狗刷新信號(hào)直接驅(qū)動(dòng) “WDI(P18)”信號(hào)。當(dāng)處理器發(fā)出的WDI信號(hào)不正常時(shí)將由IMP706強(qiáng)制產(chǎn)生復(fù)位脈沖信號(hào)。 處理器將得到及時(shí)復(fù)位。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的閥基電子設(shè)備的自檢系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法分兩部分板卡內(nèi)自檢及板卡間自檢。圖1是主控板上的微控制器1實(shí)時(shí)檢測(cè)微控制器2間的自檢脈沖編碼示意圖。微控制器1每隔5ms發(fā)送IOOus的脈沖給微控制器2，微控制器2無延時(shí)地把收到的脈沖返回 給微控制器1，微控制器2無延時(shí)返回脈沖的程序?yàn)橹鞒绦虻囊徊糠?，若微控制?收到返 回的IOOus脈沖，代表微控制器2正常工作，否則向控制保護(hù)系統(tǒng)發(fā)送切換請(qǐng)求命令。微控 制器2實(shí)時(shí)檢測(cè)微控制器1的工作狀況，若連續(xù)20ms沒有收到IOOus的檢測(cè)脈沖，判斷微 控制器1故障，向控制保護(hù)系統(tǒng)發(fā)送切換請(qǐng)求命令。板卡內(nèi)自檢是通過軟硬件結(jié)合的方法來達(dá)到，硬件上，每塊板卡配置硬件看門狗 電路，見附圖2。軟件上由板卡上的主控芯片內(nèi)部產(chǎn)生不斷翻轉(zhuǎn)的脈沖信號(hào)，并將該信號(hào)發(fā) 送給看門狗電路，用于更新看門狗硬件。當(dāng)板卡能正常運(yùn)行監(jiān)控程序時(shí)，硬件看門狗就會(huì)不 斷被更新。當(dāng)主控芯片發(fā)生程序跑飛等問題時(shí)，看門狗電路便不能被更新，看門狗隨即發(fā)出 強(qiáng)制復(fù)位信號(hào)給主控芯片，使板卡得到強(qiáng)制復(fù)位。板卡間互檢測(cè)通過臨近板卡間互相傳遞檢測(cè)信號(hào)來完成。當(dāng)板卡不能監(jiān)測(cè)到臨近 板卡的檢測(cè)信號(hào)時(shí)，開始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)結(jié)束仍然沒有檢測(cè)信號(hào)回報(bào)時(shí)，則判斷板卡故障，并 由本板卡將臨近板卡的編號(hào)上報(bào)給主控板，由主控板上報(bào)給極控系統(tǒng)的人機(jī)界面。此處已經(jīng)根據(jù)特定的示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來 說在不脫離本發(fā)明的范圍下進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶鎿Q或修改將是顯而易見的。示例性的實(shí)施例僅僅 是例證性的，而不是對(duì)本發(fā)明的范圍的限制，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求定義。
權(quán)利要求
1.一種換流閥閥基電子設(shè)備自監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括控制保護(hù)系統(tǒng)和閥基電子設(shè)備；閥基電子設(shè)備內(nèi)部包括若干主控板和若干檢測(cè)板；所述若干主控板和若干檢測(cè)板集成 在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)構(gòu)成閥基電子設(shè)備的基本功能單元；閥基電子設(shè)備由若干個(gè)所述基本功能單 元構(gòu)成；所述主控板上包含第一微控制器芯片(1)和第二微控制器芯片O)，檢測(cè)板上包括第 三微控制器芯片(3)；板卡間的自監(jiān)測(cè)包括軟件上通過板卡上微控制芯片間交互檢測(cè)脈沖完成板卡間互 檢，以及硬件上通過看門狗電路完成對(duì)微控制器運(yùn)行死機(jī)時(shí)的微控制器強(qiáng)制復(fù)位；主控板 上的第一微控制器芯片(1)實(shí)時(shí)檢測(cè)第二微控制器芯片(2)的工作狀況，第一微控制器芯 片(1)每隔一定的間隔時(shí)間就發(fā)送脈沖給第二微控制器芯片O)，第二微控制器芯片(2)無 延時(shí)地把收到的脈沖返回給第一微控制器芯片(1)；如果第一微控制器芯片(1)收到返回的脈沖，代表第二微控制器芯片(2)正常工作，否 則向控制保護(hù)系統(tǒng)發(fā)送切換請(qǐng)求命令；第二微控制器芯片(2)實(shí)時(shí)檢測(cè)第一微控制器芯片 (1)的工作狀況，若連續(xù)多個(gè)間隔時(shí)間都沒有收到檢測(cè)脈沖，判斷第一微控制器芯片(1)故 障，向控制保護(hù)系統(tǒng)發(fā)送切換請(qǐng)求命令；控制保護(hù)系統(tǒng)的微控制器與主控板上第一微控制 器芯片(1)之間也傳送上述規(guī)則交互檢測(cè)脈沖，主控板通過第一微控制器芯片(1)對(duì)檢測(cè) 板的不同輸出口來定位故障檢測(cè)板的編號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于板卡內(nèi)自檢通過軟硬件結(jié)合的方式來達(dá)到， 硬件上，每塊板卡配置硬件看門狗電路，軟件上由板卡上的主控芯片內(nèi)部產(chǎn)生不斷翻轉(zhuǎn)的 脈沖信號(hào)，并將該信號(hào)發(fā)送給看門狗電路，用于更新看門狗硬件，當(dāng)板卡能正常運(yùn)行監(jiān)控程 序時(shí)，硬件看門狗就會(huì)不斷被更新，當(dāng)微控制芯片發(fā)生程序跑飛的問題時(shí)，看門狗電路便不 能被更新，看門狗隨即發(fā)出強(qiáng)制復(fù)位信號(hào)給主控芯片，使板卡得到強(qiáng)制復(fù)位。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于板卡間的互檢通過臨近板卡間互相傳遞檢測(cè) 信號(hào)來完成，當(dāng)板卡不能監(jiān)測(cè)到臨近板卡的檢測(cè)信號(hào)時(shí)，開始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)結(jié)束仍然沒有檢 測(cè)信號(hào)回報(bào)時(shí)，則判斷板卡故障，并由該板卡將臨近板卡的編號(hào)上報(bào)給主控板，由主控板上 報(bào)給自監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的人機(jī)界面。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于閥基電子設(shè)備內(nèi)各個(gè)板卡都有對(duì)應(yīng)的內(nèi)部識(shí) 別編碼，在板卡互檢過程中，每塊板卡都實(shí)時(shí)與相鄰的兩塊板卡間進(jìn)行著檢測(cè)脈沖的發(fā)送 和接收工作，在任一板卡出現(xiàn)運(yùn)行問題時(shí)，臨近板卡將會(huì)把故障板卡的識(shí)別編碼插入到閥 基電子設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)通訊事件中，在控制保護(hù)對(duì)閥基電子設(shè)備的下個(gè)巡檢周期中，閥基電子 設(shè)備將上報(bào)故障板卡位置碼，操作人員通過人機(jī)界面即可獲得故障板卡的故障運(yùn)行信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及高壓直流輸電(HVDC)領(lǐng)域，具體涉及一種換流閥閥基電子設(shè)備自監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。依據(jù)本發(fā)明的自監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)板卡自檢及板卡間的互檢進(jìn)行分別設(shè)計(jì)并將這兩種設(shè)計(jì)方法相結(jié)合，能準(zhǔn)確上報(bào)板卡的運(yùn)行狀態(tài)及出故障板卡位置。提高了閥基電子設(shè)備內(nèi)部各種控制板卡運(yùn)行的可靠性，并且為運(yùn)行人員提供了方便的人機(jī)顯示系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G01R31/00GK102095952SQ20101056072
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者王華鋒, 郝長(zhǎng)城, 魏曉光 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院