双通道绝对值报警器故障机理分析与诊断方法研究

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能源是现代社会经济发展的重要基础,随着我国的电力系统朝着大容量、超高压、远距离发展,如何保证电力系统的安全、稳定地运行显得十分重要。在我国的核电事业中,由于仪控卡件原因导致的停堆停机相关的事件有多起。从2006年开始的五年中,电路板引起停堆减载等事故共112次,其中停堆48次,减载40次,约530万MWe时的发电损失。因此,对核电站仪控卡件进行可靠性检测试验研究,是非常有必要的,本文研究的双通道绝对值报警器是仪控类卡件的其中一种。本文的主要研究内容及成果如下:
  (1)充分分析了仪控类卡件的工作原理以及对其模块进行划分,以双通道绝对值报警卡件为例进行了详细介绍,为电站人员的日常维护、故障维修提供了大量的参考资料。
  (2)探讨了故障模式与影响(FMEA)分析方法,并将它应用到了电路的硬故障诊断过程中。通过FMEA方法,可以生成网表,其包含了丰富的卡件信息。通过Pspice软件实现电路的故障影响分析,将故障数据自动导出,实现全过程的自动化流程。
  (3)本文提出了一种改进的故障诊断方法。传统的故障诊断方法是由FMEA分析和FTA法构成的,FMEA分析是一种事前行为,对卡件的故障模式进行分析,并得到FMEA报告,而FTA法是一种事后行为,利用FMEA报告对发生的故障进行诊断。FMEA报告是一种语言化的表述,不利于计算机的分析,FTA法需要人工的建立故障诊断树,且不同人建立的诊断树不一样。本文将FMEA报告转换成数值计算中的依赖矩阵,再利用AO*算法生成故障诊断树,该故障诊断树具有最优的测试路径,能以最快的速度隔离故障。另外在单故障诊断的基础上,分析了每种故障模式的测试集和隐含故障,得到了卡件的多故障诊断系统拓扑图,同样通过该拓扑图可使多故障诊断的测试代价最小,测试成本最低。
  (4)在科研项目的基础上,对双通道绝对值报警卡件的软故障进行了预研,提出了基于泰勒展开的区间分析方法。以卡件二阶滤波电路为例,选取需要研究的电路特性和元器件变参数,从数学的角度计算电路特性与变参数之间的关系。根据元器件变参数区间,求得电路特性的区间近似解,从而根据计算出的区间近似解研究元器件的可靠性。最后通过仿真验证了该方法的可行性。
  (5)对卡件整体系统方案进行设计,对软件系统的功能进行了设计,根据软件功能需求设计了软件界面,对软件系统结构进行了分析,实现了对卡件电路进行在线仿真、故障诊断的功能。
  
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