一种不间断电源系统板卡故障诊断和教学演示平台的制作方法

本实用新型属于板卡检测技术领域，具体涉及一种不间断电源系统板卡故障诊断和教学演示平台。

背景技术：

在核电厂中，不间断电源系统可以作为停堆棒、调节棒、机械吸收棒、主系统重要阀门等系统电源。在发生故障时，电厂缺少对电路板检测的必要手段，因此无法对故障点进行准确定位，导致缺陷不能及时有效处理，影响电厂的安全。鉴于以上原因，需要研发一套可以快速便捷检测板卡性能的装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的是设计一种不间断电源系统板卡故障诊断和教学演示平台，进行不间断电源系统板卡的性能分析、故障模拟和处置训练。

为达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：

一种不间断电源系统板卡故障诊断和教学演示平台，包括市电电压、旁路电压、空气开关部分、变压器、整流器、逆变器、调压按钮组、转换开关、信号测试组和线路板。所述空气开关部分包括市电输入开关、旁路输入开关、蓄电池隔离开关和输出开关。所述调压按钮组包括市电输入调压按钮和旁路调压按钮。

市电电压依次和市电输入开关、市电输入调压按钮、变压器、整流器、逆变器、转换开关、输出开关以及负载连接。旁路电压依次和旁路调压按钮、旁路输入开关以及转换开关连接。整流器和逆变器之间依次连接有蓄电池隔离开关和蓄电池。市电电压、旁路电压、整流器的输出电压以及逆变器的电压通过信号线分别与线路板、信号测试组连接，供测量和监视。

所述不间断电源系统板卡故障诊断和教学演示平台还设置有表计显示部分。表计显示部分包括市电输入电压表、调压输出电压表、旁路电压表、旁路电流表、直流电压表、直流电流表、输出电压表和输出电流表。其中市电输入电压表设置在市电输入开关和市电输入调压按钮之间。调压输出电压表设置在市电输入调压按钮和变压器之间。旁路电压表设置在旁路电压和旁路调压按钮之间。旁路电流表设置在旁路电压表和旁路调压按钮之间。直流电压表设置在整流器和蓄电池隔离开关之间。直流电流表设置在直流电压表和蓄电池隔离开关之间。输出电压表设置在逆变器和转换开关之间。输出电流表设置在输出电压表和转换开关之间。

市电输入调压按钮对市电输入的三相电每相各配有一个升压和一个降压按钮。市电输入调压按钮包括a相升压按钮、a相降压按钮、b相升压按钮、b相降压按钮、c相升压按钮和c相降压按钮。旁路调压按钮对旁路输入配有一个升压和一个降压按钮。

转换开关的型号是q050，作为由正常模式切换到检修模式操作使用。

线路板包括主控板、接口板、前盘操作及液晶显示板、交流电源板、直流电源板、外部接口板、一号继电器报警板和二号继电器报警板。市电电压、旁路电压、整流器的输出电压、逆变器的电压通过信号线与接口板连接，将数据传输至接口板。

主控板分别和接口板、前盘操作及液晶显示板、交流电源板、直流电源板、外部接口板、一号继电器报警板、二号继电器报警板连接。交流电源板分别和接口板、外部接口板连接。直流电源板分别和前盘操作及液晶显示板、一号继电器报警板、二号继电器报警板连接。一号继电器报警板、二号继电器报警板分别和前盘操作及液晶显示板单独连接。

优选地，所述主控板的型号是a070、接口板的型号是a071、前盘操作及液晶显示板的型号是a072、交流电源板的型号是a201、直流电源板的型号是a202、外部接口板的型号是a025、其中一号继电器报警板的型号是a077，二号继电器报警板的型号是a078。

信号测试组包括4个测量平台连接的外部电源的测试点、4个测量通过平台调压器调节后输送到不间断电源系统工作部分的市电输入电压的测试点、3个测量调压后的市电经过隔离变压器后进入整流器模块的电压值的测试点、12个用示波器测量6组双脉冲信号的测试点，2个测量整流器输出的直流电压的测试点、2个测试电解电容组构成的直流母线上的直流电压的测试点、2个用示波器测量平台不间断电源系统部分中逆变模块igbt输出的pwm波的测试点、2个测量经过交流电感滤波后的含有高频谐波的正弦波的测试点、2个测量经过输出隔离变压器以及电容滤波后逆变器输出电压的测试点、2个测量经过调压器调节后的旁路备用电源电压的测试点、2个测量整个平台输出的电压的测试点、8个使用示波器测量逆变模块igbt驱动脉冲信号的测试点、正接地和负接地。

信号测试组的测试点明细如下所述：测量市电输入a相的测试点、市电输入b相的测试点、市电输入c相的测试点、市电输入n的测试点、调压输出a相的测试点、调压输出b相的测试点、调压输出c相的测试点、调压输出n的测试点、整流输入a相的测试点、整流输入b相的测试点、整流输入c相的测试点、接地的测试点、脉冲1+的测试点、脉冲1-的测试点、脉冲2+的测试点、脉冲2-的测试点、脉冲3+的测试点、脉冲3-的测试点、脉冲4+的测试点、脉冲4-的测试点、脉冲5+的测试点、脉冲5-的测试点、脉冲6+的测试点、脉冲6-的测试点、整流输出脉冲+的测试点、整流输出脉冲-的测试点、直流+的测试点、直流-的测试点、inv-l的测试点、inv-n的测试点、invc-l的测试点、invc-n的测试点、输出l的测试点、输出n的测试点、旁路l的测试点、旁路n的测试点、总输出l的测试点、总输出n的测试点、pwm1+的测试点、pwm1-的测试点、pwm2+的测试点、pwm2-的测试点、pwm3+的测试点、pwm3-的测试点、pwm4+的测试点和pwm4-的测试点、正接地以及负接地。

本实用新型所取得的有益效果为：将待检测线路板替换本装置上对应的电路板，启动本装置，使用万用表等仪器检测该装置的电压、波形等信号，对相应功能模块的信号点进行测试，根据测量的结果对板卡的性能进行分析，快速判断被检测不间断电源系统板卡的性能，提高故障处理能力。通过调压按钮组可以模拟不间断电源系统市电电压超限、旁路电压超限故障，检测该装置的相应能力，还可以通过前盘按键的操作以及报警信息的查对，演示各种运行工况，让学员真实演练，掌握装置的操作和故障处理的方法，提高了培训教学的效果并降低了培训成本。

附图说明

图1为不间断电源系统板卡故障诊断和教学演示平台立体示意图；

图2为不间断电源系统板卡故障诊断和教学演示平台电气连接示意图；

图3为线路板示意图；

图4为信号测试组示意图；

图中：1为市电输入电压表；2为调压输出电压表；3为旁路电压表；4为旁路电流表；5为直流电压表；6为直流电流表；7为输出电压表；8为输出电流表；9为前盘操作及液晶显示部分；10为市电输入开关；11为旁路输入开关；12为蓄电池隔离开关；13为输出开关；14为市电输入调压按钮；14a为旁路调压按钮；15为转换开关；16为信号测试组；17为主控板；18为接口板；19为前盘操作及液晶显示板；20为交流电源板；21为直流电源板；22为外部接口板；23为一号继电器报警板；24为二号继电器报警板；25-72为信号测试组的各个测试点。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

如图1和图2所示，本实用新型提供的一种不间断电源系统板卡故障诊断和教学演示平台的工作原理为三相交流市电经过隔离变压器的调节，经过整流器形成直流电源，直流电源经过逆变器形成可靠稳定的三相交流电。

一种不间断电源系统板卡故障诊断和教学演示平台，包括市电电压、旁路电压、空气开关部分、变压器、整流器、逆变器、调压按钮组、转换开关15、信号测试组16和线路板。

所述空气开关部分包括市电输入开关10、旁路输入开关11、蓄电池隔离开关12和输出开关13。其中市电输入开关10控制将外部市电电源送至市电调压器作为不间断电源系统的市电输入电源。旁路输入开关11控制将旁路输入电源送至旁路调压器作为不间断电源系统的备用电源使用。输出开关13为负载供电，控制整个不间断电源系统板卡故障诊断和教学演示平台输出连接负载。

所述调压按钮组包括市电输入调压按钮14和旁路调压按钮14a。

市电电压依次和市电输入开关10、市电输入调压按钮14、变压器、整流器、逆变器、转换开关15、输出开关13以及负载连接。旁路电压依次和旁路调压按钮14a、旁路输入开关11以及转换开关15连接。整流器和逆变器之间依次连接有蓄电池隔离开关12和蓄电池。市电电压、旁路电压、整流器的输出电压以及逆变器的电压通过信号线分别与线路板、信号测试组16连接，供测量和监视。

所述不间断电源系统板卡故障诊断和教学演示平台还设置有表计显示部分。表计显示部分包括市电输入电压表1、调压输出电压表2、旁路电压表3、旁路电流表4、直流电压表5、直流电流表6、输出电压表7和输出电流表8。其中市电输入电压表1设置在市电输入开关10和市电输入调压按钮14之间，用于显示平台输入的三相市电的相电压值。调压输出电压表2设置在市电输入调压按钮14和变压器之间，用于显示输入市电经过调压器调节后输出的三相电压。旁路电压表3设置在旁路电压和旁路调压按钮14a之间，用于显示单相旁路电压。旁路电流表4设置在旁路电压表3和旁路调压按钮14a之间，用于显示旁路电源所带的负载电流。直流电压表5设置在整流器和蓄电池隔离开关12之间，用于显示不间断电源系统输出的直流电压值。直流电流表6设置在直流电压表5和蓄电池隔离开关12之间，用于显示直流带载后的电流值。输出电压表7设置在逆变器和转换开关15之间，用于显示不间断电源系统逆变输出的交流电压值。输出电流表8设置在输出电压表7和转换开关15之间，用于显示不间断电源系统输出带负载的交流电流值。

市电输入调压按钮14对市电输入的三相电每相各配有一个升压和一个降压按钮。市电输入调压按钮14包括a相升压按钮、a相降压按钮、b相升压按钮、b相降压按钮、c相升压按钮和c相降压按钮。通过按动升、降压按钮调节进入平台中充电器部分的三相工作电源电压值，由此可以模拟不间断电源系统市电超限故障。旁路调压按钮14a对旁路输入配有一个升压和一个降压按钮，通过按钮调节进入平台的备用电源电压值，可以模拟不间断电源系统旁路电压超限故障。

其中，转换开关15的型号是q050，作为由正常模式切换到检修模式操作使用。

如图3所示，线路板包括主控板17、接口板18、前盘操作及液晶显示板19、交流电源板20、直流电源板21、外部接口板22、一号继电器报警板23和二号继电器报警板24。市电电压、旁路电压、整流器的输出电压以及逆变器的电压通过信号线与接口板18连接，将数据传输至接口板18。

主控板17分别和接口板18、前盘操作及液晶显示板19、交流电源板20、直流电源板21、外部接口板22、一号继电器报警板23、二号继电器报警板24连接。交流电源板20分别和接口板18、外部接口板22连接。直流电源板21分别和前盘操作及液晶显示板19、一号继电器报警板23、二号继电器报警板24连接。一号继电器报警板23、二号继电器报警板24分别和前盘操作及液晶显示板19单独连接。

优选地，所述主控板17的型号是a070、接口板18的型号是a071、前盘操作及液晶显示板19的型号是a072、交流电源板20的型号是a201、直流电源板21的型号是a202、外部接口板22的型号是a025、其中一号继电器报警板23的型号是a077，二号继电器报警板24的型号是a078。

交流电源板a20120和直流电源板20221为各线路板提供电源。主控板a07017接受接口板18等外部信号，经过自身的控制程序，将调节、控制、报警灯指令传给各线路板，实现装置的整体控制。接口板a07118采集不间断电源系统的电压、电流、温度等信号，并接受来至主控板a07017的控制信号。一号继电器报警板23和二号继电器报警板24接收主控板17的命令，驱动报警信号。前盘操作及液晶显示板a07219显示装置的电流电压报警信息，通过按键可以实现装置模式的切换。当需要进行板卡功能分析时，将待检板卡安装在相对应位置，启动不间断电源系统板卡故障诊断和教学演示平台，测量对应的输出信号，根据测量结果，评价板卡的性能。

如图4所示，信号测试组16用于测量整个平台的输入输出电压值、整流器的脉冲信号、逆变模块控制的脉冲信号等。信号测试组16包括4个测量平台连接的外部电源的测试点25-28、4个测量通过平台调压器调节后输送到不间断电源系统工作部分的市电输入电压的测试点29-32、3个测量调压后的市电经过隔离变压器后进入整流器模块的电压值的测试点33-35、12个用示波器测量6组双脉冲信号的测试点37-48，2个测量整流器输出的直流电压的测试点49、50、2个测试电解电容组构成的直流母线上的直流电压的测试点51、52、2个用示波器测量平台不间断电源系统部分中逆变模块igbt输出的pwm波的测试点53、54、2个测量经过交流电感滤波后的含有高频谐波的正弦波的测试点55、56、2个测量经过输出隔离变压器以及电容滤波后逆变器输出电压的测试点57、58、2个测量经过调压器调节后的旁路备用电源电压的测试点59、60、2个测量整个平台输出的电压的测试点61、62、8个使用示波器测量逆变模块igbt驱动脉冲信号的测试点63-70、正接地71和负接地72。

信号测试组的测试点明细如下所述：测量市电输入a相的测试点25、市电输入b相的测试点26、市电输入c相的测试点27、市电输入n的测试点28、调压输出a相的测试点29、调压输出b相的测试点30、调压输出c相的测试点31、调压输出n的测试点32、整流输入a相的测试点33、整流输入b相的测试点34、整流输入c相的测试点35、接地的测试点36、脉冲1+的测试点37、脉冲1-的测试点38、脉冲2+的测试点39、脉冲2-的测试点40、脉冲3+的测试点41、脉冲3-的测试点42、脉冲4+的测试点43、脉冲4-的测试点44、脉冲5+的测试点45、脉冲5-的测试点46、脉冲6+的测试点47、脉冲6-的测试点48、整流输出脉冲+的测试点49、整流输出脉冲-的测试点50、直流+的测试点51、直流-的测试点52、inv-l的测试点53、inv-n的测试点54、invc-l的测试点55、invc-n的测试点56、输出l的测试点57、输出n的测试点58、旁路l的测试点59、旁路n的测试点60、总输出l的测试点61、总输出n的测试点62、pwm1+的测试点63、pwm1-的测试点64、pwm2+的测试点65、pwm2-的测试点66、pwm3+的测试点67、pwm3-的测试点68、pwm4+的测试点69和pwm4-的测试点70、正接地71以及负接地72。

如图3所示，本实用新型提供的一种不间断电源系统板卡故障诊断和教学演示平台主要针对主控板a070、a071接口板、a072前盘操作及液晶显示板、a201交流电源板、a202直流电源板、a025外部接口板、a077和a078继电器报警板的性能进行分析。

本实用新型提供的一种不间断电源系统板卡故障诊断和教学演示平台主要针对装置的性能进行做教学培训。使用时，将待测板卡置于前板，将重要输入输出信号进行引到端子排，进行测量和监视，能够准确测量板卡性能。

使用时，可以调节市电输入调压按钮14和旁路调压按钮14a，模拟不间断电源系统市电超限故障，监视装置的保护动作情况。

使用时，可以调节蓄电池端电压，模拟蓄电池故障，监视装置的自动切换情况。

使用时，可以通过前盘操作及液晶显示板a07219操作，实现装置的模式的切换功能。