专利名称：一种换流阀阀基电子设备自监测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及高压直流输电(HVDC)领域，特别涉及一种换流阀阀基电子设备自监 测系统。
背景技术：
在高压直流输电中，换流阀阀基电子设备是对换流阀的第一级监控设备。该设备 按照接收到的极控系统控制命令直接实现对换流阀的触发、闭锁等操作，并实时收集各个 晶闸管级的上报信息，反馈给极控系统。所以阀基电子设备运行的正常与否对整个系统的 运行至关重要。这就要求首先在阀基电子设备出现偶然的运行异常时能进行必要的自动复 位，其次在阀基电子设备内部任一板卡出现不可自恢复的故障时，能通过其他板卡将故障 板块的位置准确上报给人机界面，并显示在人机交互界面上，便于运行人员监视。目前已运行的直流工程中，阀基电子设备虽然均有自检测及上报功能，但普遍不 能达到定位故障板块的功能，板卡内的自恢复功能也不完善。本发明对这部份功能进行了
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发明内容
本发明的目的是提出一种换流阀阀基电子设备内部控制板卡运行状态的自监测 系统。为提高阀基电子设备内部各种控制板卡运行的可靠性，及为运行人员提供方便的 人机显示。本设计方法对板卡自检及板卡间的互检进行分别设计并将两种方法相结合，能 准确上报板卡的运行状态及出故障板卡位置。为运行人员提供方便的监视方法。依据本发明的一种换流阀阀基电子设备自监测系统，其特征在于包括控制保护系 统和阀基电子设备；阀基电子设备内部包括若干主控板和若干检测板；所述若干主控板和若干检测板 集成在一个机箱内构成阀基电子设备的基本功能单元；阀基电子设备由若干个所述基本功 能单元构成；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，检测板上包括第三微 控制器芯片；板卡间的自监测包括软件上通过板卡上微控制芯片间交互检测脉冲完成板卡间 互检，以及硬件上通过看门狗电路完成对微控制器运行死机时的微控制器强制复位；主控 板上的第一微控制器芯片实时检测第二微控制器芯片的工作状况，第一微控制器芯片每隔 一定的间隔时间就发送脉冲给第二微控制器芯片，第二微控制器芯片无延时地把收到的脉 冲返回给第一微控制器芯片；如果第一微控制器芯片收到返回的脉冲，代表第二微控制器芯片正常工作，否则 向控制保护系统发送切换请求命令；第二微控制器芯片实时检测第一微控制器芯片的工作 状况，若连续多个间隔时间都没有收到检测脉冲，判断第一微控制器芯片故障，向控制保护系统发送切换请求命令；控制保护系统的微控制器与主控板上第一微控制器芯片之间也传 送上述规则交互检测脉冲，主控板通过第一微控制器芯片对检测板的不同输出口来定位故 障检测板的编号；其中，板卡内自检通过软硬件结合的方式来达到，硬件上，每块板卡配置硬件看门 狗电路，软件上由板卡上的主控芯片内部产生不断翻转的脉冲信号，并将该信号发送给看 门狗电路，用于更新看门狗硬件，当板卡能正常运行监控程序时，硬件看门狗就会不断被更 新，当微控制芯片发生程序跑飞的问题时，看门狗电路便不能被更新，看门狗随即发出强制 复位信号给主控芯片，使板卡得到强制复位。其中，板卡间的互检通过临近板卡间互相传递检测信号来完成，当板卡不能监测 到临近板卡的检测信号时，开始计时，当计时结束仍然没有检测信号回报时，则判断板卡故 障，并由该板卡将临近板卡的编号上报给主控板，由主控板上报给自监测系统的人机界面。其中，阀基电子设备内各个板卡都有对应的内部识别编码，在板卡互检过程中，每 块板卡都实时与相邻的两块板卡间进行着检测脉冲的发送和接收工作，在任一板卡出现运 行问题时，临近板卡将会把故障板卡的识别编码插入到阀基电子设备的网络通讯事件中， 在控制保护对阀基电子设备的下个巡检周期中，阀基电子设备将上报故障板卡位置码，操 作人员通过人机界面即可获得故障板卡的故障运行信息。本发明技术方案的优点是1、板卡内自监视方法板卡内自检是通过软硬件结合的方法来达到。当板卡能正常运行监控程序时，硬 件看门狗就会不断被更新。当主控芯片发生程序跑飞等问题时，看门狗电路便不能被更新， 看门狗随即发出强制复位信号给主控芯片，使板卡得到强制复位。这种板内的自监视能使 板卡在出现意外故障时能得到及时的复位，减小偶然事件带来的板卡进入死循环而完全不 能工作的可能性。2、板卡间互检上报方法。板卡间互检测通过临近板卡间互相传递检测信号来完成。板卡间互检可以使故障 板卡位置信息及时上传给控制保护，是运行人员获得阀基电子设备板卡故障信息的有效方 法。


下面结合附图对本发明进一步说明。图1是主控板上的微控制器1实时检测微控制器2间的自检脉冲编码示意图。图2是板卡内部自监测的硬件电路。从处理器发出的看门狗刷新信号直接驱动 “WDI(P18)”信号。当处理器发出的WDI信号不正常时将由IMP706强制产生复位脉冲信号。 处理器将得到及时复位。
具体实施例方式本发明的阀基电子设备的自检系统设计方法分两部分板卡内自检及板卡间自检。图1是主控板上的微控制器1实时检测微控制器2间的自检脉冲编码示意图。微控制器1每隔5ms发送IOOus的脉冲给微控制器2，微控制器2无延时地把收到的脉冲返回 给微控制器1，微控制器2无延时返回脉冲的程序为主程序的一部分，若微控制器1收到返 回的IOOus脉冲，代表微控制器2正常工作，否则向控制保护系统发送切换请求命令。微控 制器2实时检测微控制器1的工作状况，若连续20ms没有收到IOOus的检测脉冲，判断微 控制器1故障，向控制保护系统发送切换请求命令。板卡内自检是通过软硬件结合的方法来达到，硬件上，每块板卡配置硬件看门狗 电路，见附图2。软件上由板卡上的主控芯片内部产生不断翻转的脉冲信号，并将该信号发 送给看门狗电路，用于更新看门狗硬件。当板卡能正常运行监控程序时，硬件看门狗就会不 断被更新。当主控芯片发生程序跑飞等问题时，看门狗电路便不能被更新，看门狗随即发出 强制复位信号给主控芯片，使板卡得到强制复位。板卡间互检测通过临近板卡间互相传递检测信号来完成。当板卡不能监测到临近 板卡的检测信号时，开始计时，当计时结束仍然没有检测信号回报时，则判断板卡故障，并 由本板卡将临近板卡的编号上报给主控板，由主控板上报给极控系统的人机界面。此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来 说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅 是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。
权利要求
1.一种换流阀阀基电子设备自监测系统，其特征在于包括控制保护系统和阀基电子设备；阀基电子设备内部包括若干主控板和若干检测板；所述若干主控板和若干检测板集成 在一个机箱内构成阀基电子设备的基本功能单元；阀基电子设备由若干个所述基本功能单 元构成；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)，检测板上包括第 三微控制器芯片(3)；板卡间的自监测包括软件上通过板卡上微控制芯片间交互检测脉冲完成板卡间互 检，以及硬件上通过看门狗电路完成对微控制器运行死机时的微控制器强制复位；主控板 上的第一微控制器芯片(1)实时检测第二微控制器芯片(2)的工作状况，第一微控制器芯 片(1)每隔一定的间隔时间就发送脉冲给第二微控制器芯片O)，第二微控制器芯片(2)无 延时地把收到的脉冲返回给第一微控制器芯片(1)；如果第一微控制器芯片(1)收到返回的脉冲，代表第二微控制器芯片(2)正常工作，否 则向控制保护系统发送切换请求命令；第二微控制器芯片(2)实时检测第一微控制器芯片 (1)的工作状况，若连续多个间隔时间都没有收到检测脉冲，判断第一微控制器芯片(1)故 障，向控制保护系统发送切换请求命令；控制保护系统的微控制器与主控板上第一微控制 器芯片(1)之间也传送上述规则交互检测脉冲，主控板通过第一微控制器芯片(1)对检测 板的不同输出口来定位故障检测板的编号。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于板卡内自检通过软硬件结合的方式来达到， 硬件上，每块板卡配置硬件看门狗电路，软件上由板卡上的主控芯片内部产生不断翻转的 脉冲信号，并将该信号发送给看门狗电路，用于更新看门狗硬件，当板卡能正常运行监控程 序时，硬件看门狗就会不断被更新，当微控制芯片发生程序跑飞的问题时，看门狗电路便不 能被更新，看门狗随即发出强制复位信号给主控芯片，使板卡得到强制复位。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于板卡间的互检通过临近板卡间互相传递检测 信号来完成，当板卡不能监测到临近板卡的检测信号时，开始计时，当计时结束仍然没有检 测信号回报时，则判断板卡故障，并由该板卡将临近板卡的编号上报给主控板，由主控板上 报给自监测系统的人机界面。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于阀基电子设备内各个板卡都有对应的内部识 别编码，在板卡互检过程中，每块板卡都实时与相邻的两块板卡间进行着检测脉冲的发送 和接收工作，在任一板卡出现运行问题时，临近板卡将会把故障板卡的识别编码插入到阀 基电子设备的网络通讯事件中，在控制保护对阀基电子设备的下个巡检周期中，阀基电子 设备将上报故障板卡位置码，操作人员通过人机界面即可获得故障板卡的故障运行信息。
全文摘要
本发明涉及高压直流输电(HVDC)领域，具体涉及一种换流阀阀基电子设备自监测系统。依据本发明的自监测系统对板卡自检及板卡间的互检进行分别设计并将这两种设计方法相结合，能准确上报板卡的运行状态及出故障板卡位置。提高了阀基电子设备内部各种控制板卡运行的可靠性，并且为运行人员提供了方便的人机显示系统。
文档编号G01R31/00GK102095952SQ20101056072
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月26日 优先权日2010年11月26日
发明者王华锋, 郝长城, 魏晓光 申请人:中国电力科学研究院