汽轮机轴振大保护信号接口装置的制作方法

本发明涉及汽轮机安全监视系统和四重化汽轮机保护系统之间的汽轮机轴振大保护信号接口装置。属于信号传输领域。

背景技术：

在三门、海阳等核电项目中，汽轮发电机组共有11个轴承，汽轮机安全监视系统分别在每轴承两侧的x向和y向分别监视汽轮机的轴振动参数，因此就形成了11个轴振动信号(x向)和11个轴振动信号(y向)。汽轮机安全监视系统需要将监视到的22个轴振大报警信号(包括x向和y向)和22个轴振大跳机信号(包括x向和y向)送给四重化的汽轮机保护系统，完成轴振大保护跳机逻辑运算。汽轮机安全监视系统与四重化汽轮机保护系统之间的轴振大保护信号接口功能是通过在汽轮机安全监视系统和四重化汽轮机保护系统之间增加一个继电器扩展柜实现的，该继电器扩展柜具有22个轴振大报警信号“一分四”扩展继电器和22个轴振大跳机信号“一分四”扩展继电器，分别负责将汽轮机安全监视系统机柜输出的22个轴振大报警信号和22个轴振大跳机信号扩展成88个轴振大报警和88个轴振大跳机信号，继电器扩展柜再将扩展后的88个轴振大报警和88个轴振大跳机信号输出给四重化汽轮机保护系统完成轴振大跳机功能的逻辑运算，现有技术方案如图1所示。该接口技术方案结构复杂，接口信号繁多，成本高，故障点多，可靠性低，且具有不便于汽轮机安全监视和保护系统运行维护的缺点。

技术实现要素：

本发明是为了解决现有的继电器扩展柜结构复杂，接口信号繁多，故障点多，可靠性低，且存在不便于汽轮机安全监视和保护系统运行维护缺点的问题。现提供汽轮机轴振大保护信号接口装置。

汽轮机轴振大保护信号接口装置，它包括两个继电器卡框架1和四个继电器卡2，

两个继电器卡框架1的结构相同，每个继电器卡框架1的前表面均开有两个继电器卡插槽3，每个继电器卡2通过一个继电器卡插槽3进入一个继电器卡框架1内，两个继电器卡框架1相邻侧壁连接在一起，使两个继电器卡框架1连接成一整体；

四个继电器卡2的结构均相同，每个继电器卡2均包括rs232编程组态接口7、继电器卡控制器主板8、继电器卡继电器板9、控制器11和固态继电器12，

每个继电器卡2的前面板上设置有rs232编程组态接口7，外部设备通过该rs232编程组态接口7对继电器卡2输入软件逻辑编程组态，

每个继电器卡控制器主板8上设置有一个控制器11，每个控制器11用于接收11个轴振大跳机信号和22个轴振大报警信号，并对输入的11个轴振大跳机信号和22个轴振大报警信号按照软件逻辑编程组态进行处理，输出驱动指令，

且每个继电器卡框架1内的两个控制器11接收的11个轴振大跳机信号的类型不同，

继电器卡继电器板9上设置有固态继电器12，固态继电器12用于接收控制器11发出的驱动指令，以使继电器动作输出完成控制器输出的指令。

本发明的有益效果为：

本申请实现了汽轮机轴振大保护信号接口装置软、硬件的一体化、模块化和小型化，本申请的汽轮机轴振大保护信号接口装置可与汽轮机安全监视系统安装在同一个机柜中。

本申请优化了汽轮机安全监视系统与四重化汽轮机保护系统之间的轴振大保护信号的接口方案，使接口装置与四重化汽轮机保护系统之间的接口信号从176个减少到16个，从而极大地减少了四重化汽轮机保护系统开关量信号输入卡的数量；取消了原技术方案中的继电器扩展柜，从而避免了汽轮机安全监视系统机柜与继电器扩展柜之间的柜间信号接线和继电器扩展柜的外部电源线，最大限度降低了现场施工的工作量，节省了成本。

本申请在软、硬件结构和功能上采用了冗余设计，极大提高了接口信号的可靠性，有效地减小了机组轴振大跳机保护误动和拒动的风险。

本申请与现有技术方案相比，可将轴振大跳机保护信号输出的响应时间缩短47.5ms。

本申请具有价格低廉、实现方便、结构简单、维护方便、可靠性高的优点；本申请的接口装置可以优化汽轮机安全监视系统与四重化汽轮机保护系统之间的轴振大保护信号的接口方案，起到简化接口结构，降低成本，提高接口可靠性，便于汽轮机安全监视和保护系统运行维护的作用。

附图说明

图1为现有技术方案的原理示意图；

图2为具体实施方式一所述的汽轮机轴振大保护信号接口装置的结构示意图；

图3为图2中继电器卡的结构放大图；

图4为具体实施方式一所述的汽轮机轴振大保护信号接口装置的整体结构示意图；

图5为具体实施方式一所述的汽轮机轴振大保护信号接口装置的电路原理图；

图6为控制器的控制逻辑原理图。

具体实施方式

具体实施方式一：参照图1至图6具体说明本实施方式，本实施方式所述的汽轮机轴振大保护信号接口装置，它包括两个继电器卡框架1和四个继电器卡2，

两个继电器卡框架1的结构相同，每个继电器卡框架1的前表面均开有两个继电器卡插槽3，每个继电器卡2通过一个继电器卡插槽3进入一个继电器卡框架1内，两个继电器卡框架1相邻侧壁连接在一起，使两个继电器卡框架1连接成一整体；

四个继电器卡2的结构均相同，每个继电器卡2均包括rs232编程组态接口7、继电器卡控制器主板8、继电器卡继电器板9、控制器11和固态继电器12，

每个继电器卡2的前面板上设置有rs232编程组态接口7，外部设备通过该rs232编程组态接口7对继电器卡2输入软件逻辑编程组态，

每个继电器卡控制器主板8上设置有一个控制器11，每个控制器11用于接收11个轴振大跳机信号和22个轴振大报警信号，并对输入的11个轴振大跳机信号和22个轴振大报警信号按照软件逻辑编程组态进行处理，输出驱动指令，

且每个继电器卡框架1内的两个控制器11接收的11个轴振大跳机信号的类型不同，

继电器卡继电器板9上设置有固态继电器12，固态继电器12用于接收控制器11发出的驱动指令，以使继电器动作输出完成控制器输出的指令。

本实施方式中，两个继电器卡框架1在结构和功能上互为冗余，两个继电器卡框架1在安装时可通过背部的框架连接孔18进行合并连接，并通过每个框架上的安装孔17固定到机柜中的托架上。每个继电器卡框架1分别有2个继电器卡插槽，用于安装继电器卡，为保继电器卡能顺利地插入插槽，并与继电器卡框架1背板上的信号连接器5准确连接，在每个插槽上部和下部分别设计了1个继电器卡安装滑道。为保证该接口装置与汽轮机安全监视系统和四重化汽轮机保护系统的信号传输，在每个框架背板上设计了1组信号连接器5和1组共用输出信号端子排6。

继电器卡是该接口装置的重要功能部件，继电器卡前面板具有rs232编程组态接口，通过该rs232编程组态接口，可利用笔记本电脑中的编程软件实现对a30继电器卡的软件逻辑编程组态。

为方便继电器卡的插拔安装，在继电器卡框架1前面板的上方和下方分别设计了继电器卡安装手柄。

如图5和图6所示，每个继电器卡框架1上的2块继电器卡完成“任意一个轴振大跳机信号”&“除本身轴振大报警信号之外，任意一个轴振大报警信号”的轴振大跳机判断逻辑。

将其中一个继电器卡框架上的两个继电器卡分别命名为一号继电器卡和二号继电器卡，将另一个继电器卡框架上的两个继电器卡分别命名为三号继电器卡和四号继电器卡；

其中，一号继电器卡完成1#—11#轴振动大(x向)跳机判断逻辑的运算，二号继电器卡完成1#—11#轴振动大(y向)跳机判断逻辑的运算，待判断完成之后，一号继电器卡输出8个相同的轴振大(x向)综合跳机开关量信号，二号继电器卡输出8个相同的轴振大(y向)综合跳机开关量信号。一号继电器卡输出的8个相同的轴振大(x向)综合跳机信号和二号继电器卡输出的8个相同的轴振大(y向)综合跳机信号通过该继电器卡框架背板上的印刷电路板分别进行并联，并通过8付共用端子排输出，即实现了“1#～11#轴振大跳机(x向)”和“1#～11#轴振大跳机(y向)”的“或”逻辑输出。该继电器卡框架背板上的8付共用端子排直接向四重化汽轮机保护系统输出8个“1#～11#轴振大跳机”的综合信号。

同理，另一个继电器卡框架的硬件配置结构和软件逻辑组态与其中一个继电器卡框架1完全相同，三号继电器卡完成1#—11#轴振动大(x向)跳机判断逻辑的运算，四号继电器卡完成1#—11#轴振动大(y向)跳机判断逻辑的运算。该继电器卡框架背板上的8付共用端子排也直接向四重化汽轮机保护系统输出8个“1#～11#轴振大跳机”的综合信号。

实施例1：

如附图2所示，该接口装置主要包括两个型号为if30的继电器卡框架1和4块型号为a30的继电器卡2。

两个型号为if30的继电器卡框架1在功能和结构上互为冗余，并可通过框架背板上的框架连接孔18进行合并连接；

两个型号为if30的继电器卡框架1合并连接之后，可安装到汽轮机安全监视系统机柜的托架上，并通过框架安装孔17进行固定。

框架固定好之后，将4块型号为a30的继电器卡2分别延a30继电器卡安装滑道4插入插槽5，并确认每块型号为a30的继电器卡2信号连接器10确实与a30继电器卡插槽连接器5连接完好；

按照附图5完成汽轮机安全监视系统、汽轮机轴振大保护信号接口装置和四重化汽轮机保护系统之间的信号接线，并完成汽轮机轴振大保护信号接口装置上电工作；

按照附图6的a30继电器卡控制器逻辑原理图，利用笔记本电脑和数据线，通过a30继电器卡前面板上的rs232编程组态接口7为每块型号为a30的继电器卡2写入“轴振大跳机判断逻辑程序”。

具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的汽轮机轴振大保护信号接口装置作进一步说明，本实施方式中，每个继电器卡2还包括一个继电器卡信号连接器10，

每个继电器卡框架1的背部嵌有两组继电器卡插槽连接器5，

每个继电器卡控制器主板8和每个继电器卡继电器板9各通过一个继电器卡信号连接器10插入一个继电器卡插槽连接器5中。

具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式二所述的汽轮机轴振大保护信号接口装置作进一步说明，本实施方式中，每个继电器卡框架1还包括继电器卡安装滑道4和共用输出信号端子排6，

每个继电器卡框架1的内顶面和内底面上分别设置有两个继电器卡安装滑道4，每个继电器卡2分别沿每个继电器卡框架1内顶面上的一个继电器卡安装滑道4和内底面上的一个继电器卡安装滑道4插入到一个继电器卡插槽3中，使每个继电器卡2与一组继电器卡插槽连接器5连接；

所述控制器输出的指令通过共用输出信号端子排6输出。

具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一所述的汽轮机轴振大保护信号接口装置作进一步说明，本实施方式中，每个继电器卡2还包括继电器卡输出通道led指示灯13、控制器状态led指示灯14和电源状态led指示灯15，

继电器卡输出通道led指示灯13、控制器状态led指示灯14和电源状态led指示灯15均设置在继电器卡2的前面板上，

继电器卡输出通道led指示灯13，用于显示固态继电器12的工作状态，

控制器状态led指示灯14，用于显示继电器卡控制器主板8的工作状态，

电源状态led指示灯15，用于显示电源的开关状态。

具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式四所述的汽轮机轴振大保护信号接口装置作进一步说明，本实施方式中，每个继电器卡2上的固态继电器12有16个，继电器卡输出通道led指示灯13为16个，每个继电器卡输出通道led指示灯13用于显示一个固态继电器12的工作状态。