专利名称：一种大电流整流器阀柜的状态检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于整流冶金行业的大电流整流器阀柜的状态检测装置。
背景技术：
大电流整流器阀柜的状态和量值主要包括各晶闸管支路的熔断器状态、各整流臂的母排温度以及水冷系统的水温、水压、流量、电导率等。如何检测上述整流器阀柜的各种运行状态和量值，行业内的一般做法如下1、采用PLC模块完成对上述量的采集每一只熔断器的常开或常闭状态节点一一对应引入PLC的I/O模块，母排温度和水温、水压、流量、电导率等信号引入PLC的ΑΙ/Α0模块，最终通过通讯模块将信息上传保护监控系统。高压大电流整流器阀柜中晶间管支路一般为几十个，所以此种方法配线量大。同时PLC单元投资也较大，一般在万元左右。2、熔断器状态检测与触发单元功能合成的方法，针对每一支晶闸管回路制作独立的触发和回馈模块，形成一路回馈信号，以光纤或配线的方式上送至监控系统。而其它温度、压力、流量、电导率值则通过4 20mA信号直接回送监控系统。此方法所用传输光纤或配线量与第1种相当，且距离较远，经济性差。3、熔断器状态检测的一般用采集常开点或者常闭点的方法。快速熔断器作为整流器中的重要保护器件，是整流器出现某些重要故障时主要保护措施之一，因此对其信号进行合理、可靠的判断并产生相应的动作十分重要；现有技术中，快速熔断器检测方法有以下几种1)检测熔断器常开节点国内的厂家大多采用常开节点开关量作为快熔断保护的方式，此方式动作明晰， 误动作少，但如果快熔微动开关本身损坏不能及时发现，当出现真故障时不能动作；解决此问题一般采用定期检修制度，但一些生产工艺长年不停车，无法进行检修；同时接线数量众多，一般要连接几十根甚至上百根电线，配线较困难，需求的I/O接口众多。2)检测熔断器常闭节点快速熔断器的信号一般是采用常闭节点，并在常闭节点上并接电阻，用检测模拟量电平的方法来进行单只和多只快速熔断器的判断；此方法的优点是电路简单、灵敏度高， 且当器件本身如微动开关出现故障时能动作，让运行人员及时知道；缺点是在大磁场且有振动的环境中，容易出现误动作；同时接线数量众多，与检测常开节点方法相同，配线困难， 需求的I/O接口众多。3)检测熔断器常开节点及检测晶闸管支路电流的方法快速熔断器常开节点信号+晶闸管支路电流信号综合处理方案，电路设计可以实现，但存在两方面的问题，其一，要安装支路电流检测环，相应增加了几万元设备成本，而整流器的紧凑设计方式很不方便安装支路电流检测环；其二，在如此大磁场中进行快熔断+ 支路电流综合判断，故障判断逻辑复杂，要设计专门电路，在此处的逻辑判断过程中有模拟量的采样和比对，其中必定要进行抗干扰设计，复杂磁场环境下不建议采用复杂电路。
3[0015]目前同时检测快速熔断器常开点与常闭点的方法由于接线数量会增加一倍，配线更加困难，同时需要配备更多的I/O检测模块，增加了投资，此种方法未见报道。在目前情况下，寻求一种简单可靠的检测方法成为研究的目标。采用扫描方法同时检测整流器装置中熔断器的常开节点和常闭节点的装置未见报道。
发明内容本实用新型的目的是提供一种大电流整流器阀柜的状态检测装置，该装置提高了在大电流整流器阀柜强磁场高振动下的熔断器状态检测的准确性，减少了整流柜体内的配线量，大大节约了生产成本；降低了设备的复杂性，提高了设备的抗干扰性，使设备运行更力口可靠。为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现一种大电流整流器阀柜的状态检测装置，包括FPGA中央处理器、晶闸管支路熔断器的状态扫描检测单元、水冷系统的水温、水压、流量及电导率采集单元、母排温度采集单元、状态指示及故障报警单元；所述晶闸管支路熔断器的状态扫描检测单元通过扫描方式同时检测熔断器常开节点与常闭节点的状态，将晶闸管各支路熔断器常开节点与常闭节点的状态信号输入FPGA 中央处理器；所述水冷系统的水温、水压、流量及电导率采集单元将采集的水冷系统水温、水压、流量及电导率信号输入FPGA中央处理器；所述母排温度采集单元将采集的母排温度信号输入FPGA中央处理器；所述FPGA中央处理器将接收的晶闸管支路熔断器状态信号、水冷系统水温、水压、流量及电导率信号、母排温度信号进行判断、处理；所述状态指示及故障报警单元接收FPGA中央处理器的指令，执行状态指示或故
障报警。所述的FPGA中央处理器连接通讯单元，通过通讯单元与监控系统进行通讯。所述的FPGA中央处理器连接按键输入及显示单元，实现指令输入及参数显示。所述的FPGA中央处理器连接存储单元。所述晶闸管支路熔断器的状态扫描检测单元包括扫描线、熔断器常开节点回复线、熔断器常闭节点回复线；扫描线以整流臂为单位，逐臂扫描熔断器辅助节点的公共端； 各整流臂同一位置熔断器的常开节点分别与熔断器常开节点回复线相连接，各整流臂同一位置熔断器的常闭节点分别与熔断器常闭节点回复线相连接，扫描线、熔断器常开节点回复线与熔断器常闭节点回复线另一端分别与FPGA中央处理器相连接。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是1)提高了在大电流整流器阀柜中产生的强振动下熔断器状态检测的准确性。2)减少了整流柜内的配线量，提高了生产效率。3)减少了 I/O配置数量，大大节约了生产成本。4)降低了设备的复杂性，提高了设备的抗干扰性，使设备运行更加可靠。
[0034]图1是一种大电流整流器阀柜的状态检测装置的结构原理图；图2是晶闸管支路熔断器的状态扫描检测单元的结构图；图3为大电流整流器拓扑图。
具体实施方式
见图1，一种大电流整流器阀柜的状态检测装置，包括FPGA中央处理器、晶闸管支路熔断器的状态扫描检测单元、水冷系统的水温、水压、流量及电导率采集单元、母排温度采集单元、状态指示及故障报警单元、通讯单元、按键输入及显示单元、存储单元。晶闸管支路熔断器的状态扫描检测单元通过扫描方式同时检测熔断器常开节点与常闭节点的状态，将晶闸管各支路熔断器常开节点与常闭节点的状态信号输入FPGA中央处理器；FPGA中央处理器将接收的晶间管支路熔断器状态信号、水冷系统水温、水压、流量及电导率信号、母排温度信号进行判断、处理；状态指示及故障报警单元接收FPGA中央处理器的指令，执行状态指示或故障报警。FPGA中央处理器通过通讯单元与监控系统进行通讯。FPGA中央处理器连接按键输入及显示单元，实现指令输入及参数显示。FPGA中央处理器连接存储单元，实现数据存储。见图2，晶闸管支路熔断器的状态扫描检测单元包括扫描线、熔断器常开节点回复线、熔断器常闭节点回复线，通过扫描方式同时检测熔断器常开节点与常闭节点来达到可靠检测熔断器状态的目的，同时减少了整个整流器阀柜的配线量。按熔断器的物理位置及电气原理构成矩阵，按图2所示搭建扫描矩阵。熔断器的辅助节点有三个输出端分别接至常开节点、常闭节点和公共端。扫描线Yl-Yn以整流臂为单位，逐臂扫描熔断器辅助节点的公共端；整流臂的每只熔断器的常开节点分别与回复线 R相连接，常闭节点分别与回复线C相连接。各整流臂同一物理位置的熔断器的常开节点、 常闭节点分别共用一根回复线。扫描线、熔断器常开节点回复线与熔断器常闭节点回复线另一端分别与FPGA中央处理器相连接。扫描线Y1-Yn以各整流臂为单位，逐臂扫描。有效扫描信号为0，低电平。回复线R1-Rm为熔断器常开节点回复线，熔断器正常状态时为1，高电平；熔断器故障时为0，低电平。回复线C1-Cm为熔断器常闭节点回复线，熔断器正常状态时为0，低电平；熔断器故障时为1，高电平。表1 熔断器状态判断逻辑
权利要求1.一种大电流整流器阀柜的状态检测装置，其特征在于，包括FPGA中央处理器、晶闸管支路熔断器的状态扫描检测单元、水冷系统的水温、水压、流量及电导率采集单元、母排温度采集单元、状态指示及故障报警单元；所述晶闸管支路熔断器的状态扫描检测单元通过扫描方式同时检测熔断器常开节点与常闭节点的状态，将晶闸管各支路熔断器常开节点与常闭节点的状态信号输入FPGA中央处理器；所述水冷系统的水温、水压、流量及电导率采集单元将采集的水冷系统水温、水压、流量及电导率信号输入FPGA中央处理器；所述母排温度采集单元将采集的母排温度信号输入FPGA中央处理器； 所述FPGA中央处理器将接收的晶间管支路熔断器状态信号、水冷系统水温、水压、流量及电导率信号、母排温度信号进行判断、处理；所述状态指示及故障报警单元接收FPGA中央处理器的指令，执行状态指示或故障报Sfc目。
2.根据权利要求1所述的一种大电流整流器阀柜的状态检测装置，其特征在于，所述的FPGA中央处理器连接通讯单元，通过通讯单元与监控系统进行通讯。
3.根据权利要求1或2所述的一种大电流整流器阀柜的状态检测装置，其特征在于，所述的FPGA中央处理器连接按键输入及显示单元，实现指令输入及参数显示。
4.根据权利要求1或2所述的一种大电流整流器阀柜状态检测装置，其特征在于，所述的FPGA中央处理器连接存储单元。
5.根据权利要求1或2所述的一种大电流整流器阀柜的状态检测装置，其特征在于，所述晶闸管支路熔断器的状态扫描检测单元包括扫描线、熔断器常开节点回复线、熔断器常闭节点回复线；扫描线以整流臂为单位，逐臂扫描熔断器辅助节点的公共端；各整流臂同一位置熔断器的常开节点分别与熔断器常开节点回复线相连接，各整流臂同一位置熔断器的常闭节点分别与熔断器常闭节点回复线相连接，扫描线、熔断器常开节点回复线与熔断器常闭节点回复线另一端分别与FPGA中央处理器相连接。
专利摘要本实用新型涉及一种大电流整流器阀柜的状态检测装置，包括FPGA中央处理器、晶闸管支路熔断器的状态扫描检测单元、水冷系统的水温、水压、流量及电导率采集单元、母排温度采集单元、状态指示及故障报警单元；晶闸管支路熔断器的状态扫描检测单元通过扫描方式同时检测熔断器常开节点与常闭节点的状态，将晶闸管各支路熔断器常开节点与常闭节点的状态信号输入FPGA中央处理器；FPGA中央处理器将接收的晶闸管支路熔断器状态信号、水冷系统水温、水压、流量及电导率信号、母排温度信号进行判断、处理。该装置提高了在大电流整流器阀柜强磁场高振动下的熔断器状态检测的准确性，减少了整流柜体内的配线量，大大节约了生产成本；降低了设备的复杂性，提高了设备的抗干扰性，使设备运行更加可靠。
文档编号G01R31/00GK202033441SQ20112013722
公开日2011年11月9日 申请日期2011年5月4日 优先权日2011年5月4日
发明者侯凌峰, 吴瑶, 周奇, 张普红, 林继如, 王兴, 王立春, 霍健, 黎军 申请人:北京荣科恒阳整流技术有限公司