KR100977470B1

KR100977470B1 - Method for detecting failure of power convert unit in nuclear power control system

Info

Publication number: KR100977470B1
Application number: KR1020080126204A
Authority: KR
Inventors: 천종민; 김춘경; 이종무; 권순만
Original assignee: 한국전기연구원
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2008-12-12
Publication date: 2010-08-23
Also published as: KR20100067701A

Abstract

본 발명은 원자로 출력제어시스템의 전력변환부에서 발생하는 고장에 대한 검출방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원자로 제어봉 구동장치의 각 전기자 코일에 전류를 전달하는 사이리스터 전력변환회로의 상고장을 제어봉 동작 구분없이 동일한 방법으로 상시 검출하여 신뢰성과 간편성을 증대한 사이리스터 전력변환회로의 고장검출방법에 관한 것이다.The present invention relates to a detection method for a failure occurring in a power conversion unit of a nuclear reactor output control system. More specifically, the control rod operation is divided into failures of a thyristor power conversion circuit that transmits current to each armature coil of a reactor control rod drive device. The present invention relates to a failure detection method of a thyristor power conversion circuit which is always detected by the same method and increases reliability and simplicity.

이를 위하여 본 발명은 (a) 사이리스터 삼상반파변환기를 갖는 전력변환회로의 출력인 전기자 코일 전압을 일정 시간 간격으로 샘플링하여 다수의 출력 전압 데이터로 저장하여 일정 시간 동안의 전압 데이터를 획득하는 단계; (b) 상기 (a)단계에서 일정 시간 동안 획득한 전압 데이터를 일정값 사이로 스케일 조정하여 정규화한 다음 기준 템플릿 파형과 교차상관하여 그 결과값을 구하는 단계; (c) 상기 교차상관 결과값들을 서로 비교하여 급감한 결과값이 있는지 판단하는 단계; (d) 상기 (c)단계에서 판단 결과, 급감한 결과값이 있으면 전력변환회로에 상고장이 발생한 것으로 판단하는 단계; (e) 상기 (c)단계에서 판단 결과, 급감한 결과값이 없으면 전력변환회로가 정상 동작중인 것으로 판단하는 단계; 및 (f) 고장 알림 장치를 이용하여 전력변환회로의 고장 발생 사실을 알리는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 사이리스터 전력변환회로의 고장검출방법을 제공한다.To this end, the present invention comprises the steps of (a) sampling the armature coil voltage, which is the output of the power conversion circuit having a thyristor three-phase half-wave converter at a predetermined time interval to store as a plurality of output voltage data to obtain voltage data for a predetermined time; (b) scaling and normalizing the voltage data acquired for a predetermined time in step (a) between predetermined values, and then correlating with the reference template waveform to obtain a result value; (c) comparing the cross-correlation result values with each other to determine whether there is a sudden decrease in result values; (d) determining that an abnormality has occurred in the power conversion circuit if there is a sudden decrease result as a result of the determination in step (c); (e) determining that the power conversion circuit is in normal operation when there is no sudden decrease result as a result of the determination in step (c); And (f) informing the fact that a failure of the power conversion circuit occurs by using the failure notification device.

전력변환회로, 삼상반파변환기, 사이리스터, 교차상관, 고장검출 Power conversion circuit, three phase half wave converter, thyristor, cross correlation, fault detection

Description

원자로 출력제어시스템 전력변환부의 고장검출방법{Method for detecting failure of power convert unit in nuclear power control system}Method for detecting failure of power convert unit in nuclear power control system

원자로 출력제어시스템에 의하여 제어되는 제어봉 구동장치는 전자력을 이용하여 제어봉 집합체를 인출 및 삽입시킴으로써 원자로 내의 핵반응을 제어하여 원자로의 열적 출력을 조절하는 역할을 한다.The control rod driving device controlled by the nuclear reactor output control system controls the nuclear reaction in the nuclear reactor by controlling the nuclear reaction in the nuclear reactor by drawing and inserting the control rod assembly using the electromagnetic force.

제어봉 구동장치는 통상 전자기 잭(jack) 형식으로 구성되어 직류 전류로 여자되는 전기자 코일(혹은 코일)에 의해 기구들이 동작하게 된다.The control rod drive is usually configured in the form of an electromagnetic jack and the mechanisms are operated by an armature coil (or coil) that is excited by a direct current.

제어봉 구동장치의 각 코일에 전류를 공급하는 전력변환회로에 고장이 발생 하면 제어봉이 정상적으로 이동하지 못하거나 추락할 우려가 있고, 이는 원자로 출력제어에 악영향을 미치게 된다. If a failure occurs in the power conversion circuit for supplying current to each coil of the control rod drive device, the control rod may not move normally or fall, which adversely affects the reactor output control.

이러한 이유로 원자로 제어봉 구동장치용 전력변환회로의 고장을 상시로 정확하게 검출하여 신뢰성과 간편성을 향상시킬 수 있는 고장검출방법이 요구되고 있다.For this reason, there is a demand for a failure detection method capable of accurately detecting a failure of a power conversion circuit for a reactor control rod driving device at all times to improve reliability and simplicity.

사이리스터에 의한 삼상반파변환기로 구성된 전력변환회로에서 발생 가능한 고장들의 종류에는 퓨즈 고장 등으로 인하여 사이리스터가 도통되지 않아서 상이 빠져 구동되거나, 사이리스터가 다이오드처럼 동작하는 등의 오동작이 있는데 이들을 상고장이라고 부르며, 이러한 상고장을 검출하기 위하여 원자로 제어봉 제어시스템에서는 맥동 검출기를 사용하였다.The types of faults that can occur in power conversion circuits composed of three-phase half-wave converters by thyristors include malfunctions such as thyristors not conducting due to fuse failures, or thyristors behave like diodes. These are called faults. A pulsation detector was used in the reactor control rod control system to detect faults.

기존 맥동 검출기의 고장판단방법을 살펴보면, 제어봉이 한 스텝 이동하기 위해서는 제어봉 구동장치에 있는 다수의 코일을 정해진 시퀀스대로 교대로 여자시켜 각 코일에 의해 구동되는 기구들이 차례로 동작하게 되며, 코일 별로 정해진 시퀀스 동작을 얻기 위해서는 코일의 전류 레벨 조정이 필요하고, 이를 위하여 삼상반파변환기의 사이리스터 점호각을 조절한다.In the fault detection method of the conventional pulsation detector, in order to move the control rod one step, the multiple coils in the control rod drive are alternately excited in a predetermined sequence, and the mechanisms driven by the respective coils are operated in sequence. In order to obtain the operation, it is necessary to adjust the current level of the coil. For this, the thyristor firing angle of the three-phase half-wave converter is adjusted.

전류 레벨을 높이기 위하여 점호각을 앞으로 당겼을 경우에 상 빠뜨림 고장이 발생하거나 전류 레벨을 낮추기 위하여 점호각을 뒤로 늦추었을 경우에 다이오드 동작 고장이 발생하면 부하로 연결된 코일의 전압 파형에서는 고장 전과 고장 후의 맥동 크기에서 큰 차이를 보인다. 이러한 큰 차이를 고려하여 임계치를 설정하고 고장 판단의 기준으로 정한다.If a pull-out angle occurs when the firing angle is pulled forward to increase the current level, or the diode operation failure occurs when the firing angle is delayed backward to lower the current level, the voltage waveform of the coil connected to the load before and after the failure There is a big difference in the subsequent pulsation size. In consideration of such a large difference, a threshold is set and a criterion for failure determination is made.

그러나, 원자로 제어봉 제어시스템에서 사용되는 기존의 맥동 검출기는 코일 전류 레벨이 변하는 시점에서만 고장 여부를 판단하므로 상시 고장 검출을 수행하지 못하며, 아날로그 회로로 구성되어 복잡하고 시간경과에 따라 성능 열화가 수반되며 유지보수가 어려운 문제가 있다. However, the existing pulsation detector used in the reactor control rod control system does not always perform failure detection because it determines the failure only when the coil current level changes, and it is composed of analog circuits and is complicated and time-consuming. There is a problem that is difficult to maintain.

등록특허 제522391호는 사이리스터로 구성된 전력변환회로의 출력 전압 파형을 분석하여 그 주파수 정보를 통해 전력변환회로의 고장 여부를 판단하는 장치 및 방법을 제시하고 있다. 즉, 직류 전압 파형의 주파수 정보를 알기 위하여 푸리에 변환을 수행하고 각 차수 고조파 항을 찾아서 그 차수 고조파를 중심으로 일정범위 내의 주파수들의 스펙트럼 크기들을 비교하여 최대값을 찾으며, 이렇게 찾은 최대값들을 다시 비교하여 이들 중의 최대값을 찾고 그 최대값에 해당하는 주파수와 이미 결정된 기본파 성분과 비교한다. 이 과정을 통해 최종 최대값 선택으로 결정된 주파수가 이미 결정된 기본파 성분이면 정상 운전으로 판단하고 그렇지 않으면 고장으로 판단한다.Korean Patent No. 532391 proposes an apparatus and method for analyzing an output voltage waveform of a power conversion circuit composed of a thyristor and determining a failure of the power conversion circuit based on the frequency information. In other words, to find the frequency information of the DC voltage waveform, Fourier transform is performed, each harmonic term is found, the spectral magnitudes of frequencies within a certain range are found around the harmonics, and the maximum values are found. Find the maximum value among them and compare it with the frequency corresponding to the maximum value and the fundamental wave component. Through this process, if the frequency determined by the selection of the final maximum value is already determined fundamental wave component, it is regarded as normal operation, otherwise it is determined as a failure.

그러나, 등록특허 제522391호는 제어봉 동작을 정지 모드와 이동 모드로 구분하여, 정지 모드에서는 기존의 맥동 크기 비교 방법을 사용하고 이동 모드에서는 푸리에 변환을 이용하여 전력변환회로의 고장 여부를 판단하므로, 제어봉을 상시 감시하는 이점이 있으나 제어봉 동작 모드 별로 고장 검출 방법을 달리하는 번거로움이 있다.However, Patent No. 523991 divides the control rod operation into a stop mode and a moving mode, so that the conventional pulsation magnitude comparison method is used in the stop mode and the Fourier transform is used in the move mode to determine whether the power conversion circuit is broken. There is an advantage to monitor the control rods at all times, but there is a hassle of changing the failure detection method for each control rod operation mode.

등록특허 제603217호는 원자로의 제어봉 제어계통의 전력변환회로의 고장 검출 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 전력변환회로의 정상 동작에 따른 출력 전압 파형의 맥동 주파수와 고장 시 출력 전압 파형의 맥동 주파수의 차이를 웨이블릿 변환으로 검출하여 상고장을 진단한다. 즉, 전력변환회로의 삼상반파변환기 입력인 교류 전원의 주파수가 f이면 삼상반파변환기에 의해 출력되는 직류 전압의 정상 상태 맥동 주파수는 3f가 된다. 그러나 변환이 제대로 이루어지지 못했을 경우에는 3f보다 작은 맥동 주파수를 가지게 되고, 이러한 사실에 착안하여 맥동 주파수를 웨이블릿 변환 기법으로 읽어서 전력변환회로의 이상 유무를 판단한다. Patent No. 603217 relates to an apparatus and a method for detecting a failure in a power conversion circuit of a control rod control system of a nuclear reactor. The pulsation frequency of the output voltage waveform and the pulsation frequency of the output voltage waveform at the time of failure are described. Diagnose the failure by detecting the difference by wavelet transform. In other words, if the frequency of the AC power source that is the three-phase half-wave converter input of the power conversion circuit is f, the steady state pulsation frequency of the DC voltage output by the three-phase half-wave converter is 3f. However, if the conversion is not done properly, it has a pulsation frequency of less than 3f. In view of this fact, the pulsation frequency is read by the wavelet conversion technique to determine the abnormality of the power conversion circuit.

그러나, 상기 등록특허 제603217호는 2회의 웨이블릿 변환을 실시한 다음 각각에 대하여 2-norm 값(Euclidean norm이라고도 하며, 일정부분 계수값들 모임의 대표 크기를 결정하기 위하여 각 계수값을 제곱하고 이를 모두 더한 후 그 결과에 제곱근을 취한 값)을 계산하여 비교하는 방법으로 고장을 검출하고 등록특허 제522391호에 비하여 제어봉 동작 모드를 구분하지 않는 이점이 있으나, 전력변환회로의 상고장 검출은 보다 신속/정확하게 수행되어야 하므로 더욱 간단하고 짧은 연산 시간을 갖는 검출방법이 요구된다.However, the Patent No. 603217 discloses two-norm values (Euclidean norm) for each of two wavelet transforms, and then squares each coefficient value to determine a representative size of a collection of coefficient values. In addition, there is an advantage of detecting the failure by a method of calculating and comparing the square root of the result) and comparing the control rod operating modes as compared to the Korean Patent No. 523991. However, the detection of the failure of the power conversion circuit is faster and more accurate. Since it must be performed, a simpler and shorter detection method is required.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 사이리스터로 구성된 전력변환회로의 삼상반파변환기에 의한 전기자 코일의 출력 전압 파형에서 대표적인 정상 상태 전압 파형을 기준 템플릿으로 설정하고, 현재의 출력 전압 파형과 기준 템플릿 파형을 서로 교차상관한 결과값이 정상값에 비하여 65% 이 하로 급감하면 상고장 발생으로 판단하여 제어봉 동작 모드의 구분없이 고장을 상시로 검출할 수 있는 원자로 출력제어시스템 전력변환부의 고장검출방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been invented to solve the above problems, the representative steady-state voltage waveform in the output voltage waveform of the armature coil by the three-phase half-wave converter of the power conversion circuit composed of the thyristor is set as a reference template, the current output voltage If the result of cross-correlation between the waveform and the reference template waveform decreases to less than 65% from the normal value, it may be regarded as a malfunction and the failure of the reactor power control system of the reactor output control system that can always detect the failure without distinguishing the control rod operation mode. Its purpose is to provide a detection method.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 (a) 사이리스터 삼상반파변환기를 갖는 전력변환회로의 출력인 전기자 코일 전압을 일정 시간 간격으로 샘플링하여 다수의 출력 전압 데이터로 저장하여 일정 시간 동안의 전압 데이터를 획득하는 단계; (b) 상기 (a)단계에서 일정 시간 동안 획득한 전압 데이터를 일정값 사이로 스케일 조정하여 정규화한 다음 기준 템플릿 파형과 교차상관하여 그 결과값을 구하는 단계; (c) 상기 교차상관 결과값들을 서로 비교하여 급감한 결과값이 있는지 판단하는 단계; (d) 상기 (c)단계에서 판단 결과, 급감한 결과값이 있으면 전력변환회로에 상고장이 발생한 것으로 판단하는 단계; (e) 상기 (c)단계에서 판단 결과, 급감한 결과값이 없으면 전력변환회로가 정상 동작중인 것으로 판단하는 단계; 및 (f) 고장 알림 장치를 이용하여 전력변환회로의 고장 발생 사실을 알리는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로 출력제어시스템 전력변환부의 고장검출방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention (a) sampling the armature coil voltage, which is the output of the power conversion circuit having a thyristor three-phase half-wave converter at a predetermined time interval to store a plurality of output voltage data to store the voltage data for a predetermined time Obtaining; (b) scaling and normalizing the voltage data acquired for a predetermined time in step (a) between predetermined values, and then correlating with the reference template waveform to obtain a result value; (c) comparing the cross-correlation result values with each other to determine whether there is a sudden decrease in result values; (d) determining that an abnormality has occurred in the power conversion circuit if there is a sudden decrease result as a result of the determination in step (c); (e) determining that the power conversion circuit is in normal operation when there is no sudden decrease result as a result of the determination in step (c); And (f) informing the fact that a failure of the power conversion circuit occurs by using the failure notification device.

바람직하게, 상기 교차상관 결과값이 정상값에 비하여 65% 이하로 감소하면 급감한 것으로 결정하는 것을 특징으로 한다.Preferably, when the cross-correlation result value is reduced to 65% or less compared to the normal value, it is determined that the sharp decrease.

본 발명에 따른 고장검출방법은 디지털 시스템에서 전력변환회로의 고장 감시 기능을 소프트웨어적으로 구현하여 기존의 아날로그 장치에 비해 효율성이나 간편성을 증대하며, 전류 제어의 전 영역에 대하여 고장 검출을 수행하므로 신뢰성을 높일 수 있다.The fault detection method according to the present invention implements a fault monitoring function of a power conversion circuit in a digital system in software, thereby increasing efficiency and simplicity in comparison with existing analog devices, and performing fault detection for all areas of current control. Can increase.

그리고, 사이리스터 전력변환회로의 고장 발생 전후의 전압 파형의 변화를 판별할 수 있는 교차상관식을 이용하여 제어봉 동작 모드의 구분없이 모든 조건에서 동일한 방법을 적용하여 상고장을 정확하게 검출할 수 있다.In addition, by using the cross-correlation equation that can determine the change in the voltage waveform before and after the failure of the thyristor power conversion circuit, it is possible to accurately detect the failure by applying the same method under all conditions regardless of the control rod operation mode.

또한, 단 1회의 교차상관 실시로 기존에 비해 전력변환회로의 고장검출을 위한 연산시간을 단축하면서 원자로 출력 제어를 정상적으로 수행할 수 있다.In addition, by performing only one cross-correlation, it is possible to perform the reactor output control normally while shortening the calculation time for fault detection of the power conversion circuit as compared to the conventional method.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백히 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present disclosure, and the singular forms “a”, “an” and “the” include plural forms unless the context clearly indicates otherwise.

본 발명의 실시 예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 설명에 있어서 종래의 기술과 동일한 부분에 대하여 중복되는 설명은 생략되는 것도 있다.There may be a plurality of embodiments of the present invention, and overlapping descriptions of the same parts as in the prior art may be omitted.

본 발명은 원자로 제어봉 구동장치의 각 전기자 코일에 전류를 공급하는 출력제어시스템의 전력변환회로에 고장이 발생하면, 전기자 코일의 출력 전압 파형이 정상 상태의 출력 전압 파형과 맥동 크기나 주파수 등에서 서로 다른 형태를 갖게 되므로, 정상 상태의 출력 전압 파형으로부터 기준 템플릿 파형을 정하고 현재의 출력 전압 파형을 서로 교차상관하여, 상관관계 정도가 높아서 교차상관값이 큰 경우를 정상으로 판단하고 상관관계 정도가 낮아서 교차상관값이 작은 경우를 고장으로 판단하여 전력변환회로의 상고장을 검출한다.According to the present invention, when a failure occurs in a power conversion circuit of an output control system for supplying current to each armature coil of a reactor control rod drive device, the output voltage waveform of the armature coil is different from the output voltage waveform in the steady state and the pulsation magnitude or frequency. Since the reference template waveform is determined from the output voltage waveform in the steady state, and the current output voltage waveform is cross-correlated with each other, the case where the correlation is high and the cross correlation value is large is determined to be normal and the correlation is low. The case where the correlation value is small is judged to be a failure, and the failure of the power conversion circuit is detected.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 사이리스터 전력변환회로의 고장검출을 위한 전력 제어/감시부를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a power control / monitoring unit for fault detection of the thyristor power conversion circuit according to the present invention.

본 발명에 따른 고장검출방법은 3개의 사이리스터(4)로 구성된 삼상반파변환기(2)와 상기 사이리스터(4)들을 각각 점호시키는 게이트 드라이브(5)로 구성되는 원자로 출력제어시스템용 전력변환회로(3)의 고장을 검출하기 위한 방법으로서, 도 1과 같이 전동기/발전기 세트로 이루어진 교류입력전원부(1)로부터 공급되는 교류전력을 직류전력으로 변환하여 제어봉 구동장치(6)의 전기자 코일(7,8,9,10)에 공급하는 전력변환회로(3)의 고장 발생 여부를 판단하는 전력 제어/감시부(20)를 이용한다.The fault detection method according to the present invention comprises a three-phase half-wave converter (2) consisting of three thyristors (4) and a power conversion circuit (3) for a reactor output control system (3) consisting of a gate drive (5) for each of the thyristors (4). As a method for detecting a failure of the motor, armature coils (7, 8) of the control rod drive device (6) by converting the AC power supplied from the AC input power unit (1) consisting of a motor / generator set as DC power as shown in FIG. And a power control / monitoring unit 20 for determining whether a failure of the power conversion circuit 3 supplied to the controllers 9 and 10 occurs.

상기 전력 제어/감시부(20)는 전력변환회로(3)의 상고장 검출 이외에 전기자 코일(7,8,9,10)의 전류제어기능도 수행하며, 신호처리부(21)와 아날로그-디지털 변환기(22), 중앙처리장치(CPU)(23), FPGA(24), 메모리(25) 및 타이머 카운터(26) 등을 포함하여 구성된다.The power control / monitoring unit 20 performs a current control function of the armature coils 7, 8, 9, and 10 in addition to the detection of the failure of the power conversion circuit 3, and the signal processing unit 21 and the analog-to-digital converter ( 22), a central processing unit (CPU) 23, an FPGA 24, a memory 25, a timer counter 26, and the like.

여기서, 상기 신호처리부(21)는 변류기(19)를 통해 검출된 전기자 코 일(7,8,9,10)의 전류와 변압기(18)를 통해 검출된 전력변환회로(3)의 출력인 전기자 코일(7,8,9,10)의 직류 전압을 입력받아 저주파 필터링 스케일 조정을 하고, 상기 아날로그-디지털 변환기(22)는 신호처리부(21)를 거친 아날로그 신호들을 디지털 신호들로 변환한다.Here, the signal processor 21 is an armature which is the current of the armature coils 7, 8, 9, 10 detected through the current transformer 19 and the output of the power conversion circuit 3 detected through the transformer 18. The DC voltage of the coils 7, 8, 9 and 10 is input to adjust the low frequency filtering scale, and the analog-to-digital converter 22 converts the analog signals passed through the signal processor 21 into digital signals.

상기 중앙처리장치(23)는 아날로그-디지털 변환기(22)에서 출력되는 디지털 데이터를 받아서 교차상관식을 이용한 고장검출방법으로 전력변환회로의 상고장을 검출하며, 이는 DSP(Digital Signal Processor)로 구성될 수 있다.The central processing unit 23 receives the digital data output from the analog-to-digital converter 22 and detects the failure of the power conversion circuit by a failure detection method using a cross-correlation equation, which is configured as a DSP (Digital Signal Processor). Can be.

상기 FPGA(24)는 상기 아날로그-디지털 변환기(22)로부터 출력되는 디지털 신호를 입력받아 상기 전력변환회로(3)의 상고장 검출과 관련된 디지털 논리 구현을 수행한다.The FPGA 24 receives a digital signal output from the analog-to-digital converter 22 and implements digital logic related to the fault detection of the power conversion circuit 3.

상기 메모리(25)는 상기 중앙처리장치(23)에서의 신호처리 및 FPGA(24)에서의 디지털 논리구현과 관련된 소프트웨어 프로그램 및 각종 데이터를 저장한다.The memory 25 stores software programs and various data related to signal processing in the central processing unit 23 and digital logic implementation in the FPGA 24.

상기 타이머 카운터(26)는 상기 FPGA(24)를 거쳐 출력되는 중앙처리장치(23)로부터의 공급전력 제어관련 명령신호를 소정의 시간 간격으로 카운팅하여 출력한다.The timer counter 26 counts and outputs a supply power control related command signal from the central processing unit 23 outputted through the FPGA 24 at predetermined time intervals.

이하, 상기와 같이 구성된 사이리스터 전력변환회로의 고장검출을 위한 전력 제어/감시부의 동작 및 그에 의한 고장검출방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the power control / monitoring unit for fault detection of the thyristor power conversion circuit configured as described above and the fault detection method thereof will be described.

3개의 사이리스터(4)로 구성된 삼상반파변환기(2)의 입력인 교류전원의 주파수가 f라면 상기 삼상반파변환기(2)에 의해 출력되는 직류전압의 맥동주파수는 3f 가 되고, 한 상의 사이리스터가 도통되고 이전 상의 사이리스터가 차단되는 과정이 총 세 개의 상에서 발생하여 1/f초 동안 3회의 맥동이 발생하게 된다. 따라서 정상적으로 전력변환이 실시되는 전압파형에는 1/f초당 3회의 맥동이 생기게 된다.If the frequency of the AC power supply which is the input of the three-phase half-wave converter 2 composed of three thyristors 4 is f, the pulsation frequency of the DC voltage output by the three-phase half-wave converter 2 becomes 3f, and one phase thyristor is conducting. The thyristors of the previous phase are blocked, resulting in three phases, causing three pulsations in 1 / f seconds. Thus, three pulsations per 1 / f seconds occur in the voltage waveform where power conversion is normally performed.

도 2는 사이리스터 전력변환회로의 삼상반파변환기에서 상 빠짐 고장 발생시의 출력 전압 파형을 예시한 도면으로서, 상고장이 발생하기 전 정상상태의 전기자 코일의 출력 전압 파형(혹은 코일 전압 파형)(28)과 사이리스터가 도통되지 않는 상 빠짐 고장이 발생한 비정상 상태의 코일 전압 파형(29)을 보여준다. 3개의 사이리스터(4) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 사이리스터에 문제가 발생하여 도통되지 않으면 이전 상의 사이리스터가 계속 도통되면서 전체 평균 전압이 감소되어 전기자 코일에 흐르는 전류가 요구되는 전류 레벨로 상승하기 어려워진다.FIG. 2 is a diagram illustrating an output voltage waveform when a phase out failure occurs in a three-phase half-wave converter of a thyristor power conversion circuit, and an output voltage waveform (or coil voltage waveform) 28 of an armature coil in a steady state before phase failure occurs. The coil voltage waveform 29 in an abnormal state in which a phase-out failure occurs in which the thyristor is not conducted is shown. If a problem occurs in any one or two or more of the three thyristors (4), the conduction of the thyristors of the previous phase continues to conduct as the overall average voltage is reduced, making it difficult for the current flowing in the armature coil to rise to the required current level.

도 3은 삼상반파변환기의 사이리스터가 다이오드 동작하는 고장 발생시의 전기자 코일의 출력 전압 파형을 예시한 도면으로서, 사이리스터가 다이오드 동작하는 고장이 발생하기 전 정상상태의 코일 전압 파형(30)과 해당 고장이 발생한 경우의 코일 전압 파형(31)을 보여준다. 차단되어야 하는 사이리스터가 계속 도통되는 경우 이전 상의 사이리스터가 예정보다 빨리 차단되어 다음 상으로 넘어가게 되므로 전체 평균 전압이 상승하게 되고 전기자 코일에 흐르는 전류가 요구되는 전류 레벨로 하강하기 어렵게 된다.FIG. 3 is a diagram illustrating an output voltage waveform of an armature coil when a thyristor of a three-phase half-wave converter operates a diode. The coil voltage waveform 30 of the steady state and the corresponding failure before the thyristor operates a diode are generated. The coil voltage waveform 31 when generated is shown. If the thyristors to be interrupted continue to conduct, the thyristors of the previous phase will shut off faster than expected and move on to the next phase, resulting in an increase in the overall average voltage and difficulty in dropping the current through the armature coil to the required current level.

도 2 및 도 3과 같은 상고장은 제어봉 구동장치(6)의 코일 전류의 여자에 의한 전자기력으로 구동되는 기구에 오동작을 일으키는 원인이 된다.2 and 3 cause malfunctions in the mechanism driven by the electromagnetic force by the excitation of the coil current of the control rod drive device 6.

도 2의 그래프에 보여진 바와 같이, 삼상반파변환기의 사이리스터에 동작 이 상이 발생하여 상 빠짐 고장이 발생하게 되면 정상적인 상 이동이 실행되지 못하여 1/f초 동안 3회의 맥동이 발생하지 못하며 맥동의 크기가 (-)로 커지는 것을 알 수 있다. As shown in the graph of Fig. 2, if a phase shift failure occurs due to a malfunction in the thyristor of the three-phase half-wave converter, normal phase shift is not performed and three pulsations do not occur in 1 / f seconds and the magnitude of the pulsation is increased. You can see that it grows to negative (-).

그리고, 도 3의 그래프에 보여진 바와 같이, 사이리스터가 다이오드로 동작하는 고장이 발생하게 되면 역시 1/f초 동안 3회의 맥동이 발생하지 못하며 맥동의 크기가 (+)로 커지는 것을 알 수 있다. And, as shown in the graph of Figure 3, if the failure of the thyristor acts as a diode can be seen that the pulsation does not occur three times in 1 / f seconds and the magnitude of the pulsation increases to (+).

즉, 전력변환회로의 사이리스터(4) 고장으로 인해 정상적인 변환이 이루어지지 못하면 전기자 코일(7,8,9,10)의 출력 전압 파형이 3f보다 적은 맥동 주파수를 갖게 되고 맥동 크기도 상대적으로 증가하게 된다.That is, if normal conversion cannot be made due to the failure of the thyristor 4 of the power conversion circuit, the output voltage waveform of the armature coils 7, 8, 9 and 10 will have a pulsation frequency less than 3f and the pulsation magnitude will also increase relatively. do.

정상 상태에서의 전기자 코일(7,8,9,10)의 출력 전압 파형들은 1/f초 동안 3회의 맥동이 발생하며 같은 점호각에서 동일한 맥동 크기를 갖으므로, 일정 시간 동안의 출력 전압 파형들을 서로 비교하면 파형이 유사하므로 상관관계 정도가 높게 측정되고, 정상 상태의 출력 전압 파형과 고장 상태의 출력 전압 파형을 서로 비교하면 파형이 상이하므로 상관관계 정도가 상대적으로 낮게 측정된다.The output voltage waveforms of the armature coils 7, 8, 9, and 10 in steady state generate three pulsations in 1 / f seconds and have the same pulsation magnitude at the same firing angle. Compared with each other, the correlation is high because the waveforms are similar, and when the output voltage waveform in the steady state and the output voltage waveform in the fault state are compared with each other, the correlation is relatively low.

이렇게 두 파형 간에 상관관계를 산출하기 위하여 아래 수학식 1과 같은 교차상관(cross correlation)식을 이용할 수 있으며, 본 발명은 이러한 교차상관식을 사용하여 정상 상태의 기준 템플릿 파형과 현재 출력 전압 파형 간의 교차상관 결과값이 크면 상관관계 정도가 높으므로 사이리스터를 정상 상태로 판단하고 교차상관 결과값이 작으면 상관관계 정도가 낮으므로 고장 상태로 판단하여 전력변환회로의 고장을 검출한다.In order to calculate the correlation between the two waveforms, a cross correlation equation such as Equation 1 below can be used, and the present invention uses the cross correlation equation between the steady state reference template waveform and the current output voltage waveform. If the cross-correlation result is large, the correlation degree is high. Therefore, the thyristors are judged to be in a normal state. If the cross-correlation result value is small, the correlation degree is low.

여기서, 상기 기준 템플릿 파형은 전기자 코일의 정상적인 출력 전압 파형에서 선출한 대표값으로 통상적인 방법에 의해 설정할 수 있다.Here, the reference template waveform is a representative value selected from the normal output voltage waveform of the armature coil and can be set by a conventional method.

실제 시스템에서 전기자 코일의 출력 전압은 이산적으로 샘플링되므로 본 발명은 상기 수학식 1과 같은 이산 형태의 교차상관식을 적용하는 것이 바람직하다.In an actual system, the output voltage of the armature coil is sampled discretely, so the present invention preferably applies a discrete cross-correlation equation such as Equation 1 above.

본 발명에 따른 실시예에서 전기자 코일의 출력 전압은 약 0.56msec마다 샘플링되며 총 30개의 샘플링 데이터를 이용하여 교차상관을 실시한다. In the embodiment according to the present invention, the output voltage of the armature coil is sampled about 0.56 msec and cross-correlation is performed using a total of 30 sampling data.

여기서, V0는 기준 템플릿 파형이고 V는 현재 출력 전압 파형이며, 이들은 모두 최대값 '1'과 최소값 '-1'로 실제 전압 파형을 스케일 조정하여 정규화하고 직류 오프셋 성분이 '0'이 되도록 조정하여 파형 간에 비교가 용이하도록 한다.Where V0 is the reference template waveform and V is the current output voltage waveform, and these are all normalized by scaling the actual voltage waveform to a maximum value of '1' and a minimum value of '-1' and adjusting the DC offset component to be '0'. Make it easy to compare between waveforms.

따라서, 본 발명은 현재 출력 전압 파형이 상기 기준 템플릿 파형과 유사하여 수학식 1의 교차상관 결과값이 크면 정상 상태로 판단하고, 상기 기준 템플릿 파형과 상이하여 수학식 1의 교차상관 결과값이 상대적으로 작으면 고장 상태로 판단할 수 있다.Accordingly, the present invention determines that the current output voltage waveform is similar to the reference template waveform and is a normal state when the cross-correlation result value of Equation 1 is large, and that the cross-correlation result value of Equation 1 is relatively different from the reference template waveform. If it is small, it can be judged as a fault condition.

도 4는 본 발명에 따라 교차상관식을 이용하여 사이리스터의 상고장 검출방법을 개략적으로 나타낸 도면으로서, 실제 전기자 코일의 출력 전압 파형을 -1과 1 사이로 스케일 조정하여 정규화한 현재 출력 전압 파형(32)과 역시 정규화한 기준 템플릿 파형(33)을 교차상관하여 계산된 결과(35)를 이용하여 사이리스터의 상고장 을 검출하는 방식을 보여준다.FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a method for detecting phase failure of a thyristor using a cross-correlation method according to the present invention. The current output voltage waveform 32 is normalized by scaling an output voltage waveform of an actual armature coil between -1 and 1. FIG. And also show a method of detecting the failure of the thyristor using the result 35 calculated by cross-correlating the normalized reference template waveform 33.

이때 교차상관한 결과값(35)이 갑자기 작아지면 정상 상태와 상관관계 정도가 낮은 파형이 발생한 것이므로 상고장이 발생한 것으로 판단한다. At this time, if the cross-correlation result value 35 suddenly decreases, it is determined that an abnormality has occurred because a waveform having a low correlation with the steady state has occurred.

이하, 본 발명에 따른 사이리스터 전력변환회로의 고장검출방법을 실시예에 따라 정리하면 다음과 같다.Hereinafter, the fault detection method of the thyristor power conversion circuit according to the present invention is summarized as follows.

도 5는 본 발명에 따른 사이리스터 전력변환회로의 고장검출방법을 나타내는 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a fault detection method of the thyristor power conversion circuit according to the present invention.

먼저 0.56msec마다 샘플링된 전기자 코일의 출력 전압에 대한 샘플링 데이터 30개를 저장하여 1/60초(약 16.67msec) 동안의 전압 데이터를 얻는다(S100).First, 30 sampling data regarding the output voltage of the armature coil sampled every 0.56 msec are stored to obtain voltage data for 1/60 second (about 16.67 msec) (S100).

상기 30개의 샘플링 데이터를 -1과 1 사이의 값으로 스케일 조정하여 정규화하고(S110), 기준 템플릿 파형과 정규화한 상기 샘플링 데이터를 서로 교차상관하여 교차상관 결과값(2-norm)을 얻는다(S120).The 30 sampling data are scaled to a value between -1 and 1 and normalized (S110), and the cross-correlation result value (2-norm) is obtained by cross-correlating the reference template waveform and the normalized sampling data (S120). ).

상기 교차상관 결과값들 중 급히 감소하는 결과값이 있는지 확인하여(S130), 급히 감소하는 결과값이 없으면 전력변환회로가 정상 동작중인 것으로 판단하고(S140), 상기 교차상관 결과값들 중 정상값에 비하여 65% 이하로 급감하는 교차상관 결과값이 있으면 전력변환회로에 상고장이 발생한 것으로 판단하고(S150), 고장 알림 장치 등을 이용하여 고장 발생 사실을 전달한다(S160).Check whether there is a rapidly decreasing result value among the cross-correlation result values (S130). If there is a cross-correlation result value that is drastically reduced to 65% or less, it is determined that a failure has occurred in the power conversion circuit (S150), and the failure is transmitted using a failure notification device (S160).

다시 말해, 상기 샘플링 데이터들을 기준 템플릿 파형과 교차상관한 결과값들 중 대부분이 정상값이고 일부 급감하는 값이 나타날 수 있는데, 이때 정상값과 비교하여 65% 이하로 감소한 경우 급감한 것으로 결정하고 상고장이 발생한 것으로 판단할 수 있게 된다.In other words, most of the results of cross-correlating the sampling data with the reference template waveform may be normal values, and some sudden decreases may occur. It can be determined that this has occurred.

도 6은 본 발명에 따른 고장 검출 결과를 예시한 도면으로서, 제어봉 정지시 전력변환회로(3)에 상 빠짐 고장이 발생한 경우 정규화한 전기자 코일의 현재 출력 전압 파형 및 교차상관 결과값을 보여준다.FIG. 6 is a diagram illustrating a failure detection result according to the present invention, and shows a current output voltage waveform and a cross-correlation result value of a normalized armature coil when a phase out failure occurs in the power conversion circuit 3 when the control rod stops.

제어봉 정지시에는 상부 집게(13)만 구동축(17)을 잡고 있으며 상 빠짐 고장이 발생하면 상부 집게 코일(8)의 전류값이 감소하고, 결국 상부 집게 전기자(12)의 전자기력이 약화되어 상부 집게(13)가 구동축(17)을 잡을 수 없게 되면서 제어봉이 추락하게 된다. 정상 상태 전압 파형(43)과 기준 템플릿 파형(33)의 교차상관 결과값(45)은 큰 값을 갖지만, 고장 상태 전압 파형(44)은 상대적으로 작은 교차상관 결과값(46)을 갖으므로 이렇게 교차상관 결과값이 급감하는 것을 통해 상고장이 발생하였음을 알 수 있다.When the control rod is stopped, only the upper tong 13 holds the drive shaft 17, and if an out of phase failure occurs, the current value of the upper tong coil 8 decreases, and eventually the electromagnetic force of the upper tong armature 12 weakens, The control rod falls as the 13 cannot grasp the drive shaft 17. The cross-correlation result 45 of the steady state voltage waveform 43 and the reference template waveform 33 has a large value, but the fault state voltage waveform 44 has a relatively small cross-correlation result 46, so The sharp decrease in the cross-correlation result indicates that a failure occurred.

도 7은 본 발명에 따른 고장 검출 결과를 예시한 도면으로서, 제어봉 정지시 삼상반파변환기의 사이리스터가 다이오드 동작 고장이 발생한 경우 정규화한 코일 전압 파형 및 교차상관 결과값을 보여준다.FIG. 7 is a diagram illustrating a fault detection result according to the present invention. The thyristor of a three-phase half-wave converter when the control rod stops shows normalized coil voltage waveforms and cross-correlation result values when a diode operation failure occurs.

제어봉 정지시 다이오드 동작 고장이 발생하면 상부 집게 코일(8)의 전류값이 증가하고 이 상태가 계속되면 상부 집게 코일(8)이 과열되어 손상될 우려가 있다. 정상 상태 전압 파형(47)과 기준 템플릿 파형(33)의 교차상관 결과값(49)은 큰 값을 갖지만, 고장 상태 전압 파형(48)은 상대적으로 작은 교차상관 결과값(50)을 갖으므로 이렇게 교차상관 결과값이 급감하는 것을 통해 상고장이 발생하였음을 알 수 있다.If a diode operation failure occurs when the control rod stops, the current value of the upper tong coil 8 increases, and if this state continues, the upper tong coil 8 may be overheated and damaged. The cross-correlation result 49 of the steady-state voltage waveform 47 and the reference template waveform 33 has a large value, but the fault-state voltage waveform 48 has a relatively small cross-correlation result 50, so The sharp decrease in the cross-correlation result indicates that a failure occurred.

도 8은 제어봉 이동(삽입 이동)시 상부 집게 코일의 전류 및 정규화 전압 파형과 본 발명에 따른 교차상관 결과를 보여주는 도면으로서, 전력변환회로가 정상 동작하면 제어봉을 삽입하는 한 스텝 이동동작에서 기준 전류 레벨(51)이 정해진 시퀀스로 변할 시 실제 코일 전류(52)가 이를 정상적으로 추종한다. 그리고, 정규화 전압 파형과 기준 템플릿 파형(33)과의 교차상관 결과(53,54,55,56)는 기준 전류 레벨이 변하면서 다소 차이를 보이지만 큰 변화없이 큰 값을 유지한다.8 is a diagram showing the cross-correlation result according to the present invention and the normalized voltage waveform of the upper tong coil during control rod movement (insertion movement), and the reference current in one step movement operation of inserting the control rod when the power conversion circuit operates normally. When the level 51 changes in a predetermined sequence, the actual coil current 52 follows it normally. The cross-correlation results 53, 54, 55, and 56 of the normalized voltage waveform and the reference template waveform 33 show a slight difference as the reference current level changes, but maintain a large value without a large change.

도 9는 본 발명에 따른 고장 검출 결과를 예시한 도면으로서, 제어봉 이동시 상 빠짐 고장이 발생(약 0.5초에서 발생)한 경우의 상부 집게 코일(8)의 전류값 및 정규화 전압 파형과 교차상관 결과를 보여준다.FIG. 9 is a diagram illustrating a failure detection result according to the present invention, in which the current value and the normalized voltage waveform of the upper tong coil 8 when a phase-fall failure occurs when the control rod moves (about 0.5 seconds) are cross-correlated. Shows.

도 9에서 상부 집게 코일의 전류 파형은 도 8의 정상 상태 전류 파형과 비교할 때 0.5초에서 상 빠짐 고장이 발생하여 전력변환회로가 비정상적으로 동작하게 되고, 이에 따라 실제 코일 전류(58)가 기준 전류 레벨(57)을 추종하지 못하고 더 낮은 레벨에 머므르게 된다.In FIG. 9, the current waveform of the upper tong coil has a phase-out fault at 0.5 seconds when compared with the steady state current waveform of FIG. 8, causing the power conversion circuit to operate abnormally. Accordingly, the actual coil current 58 is referred to as the reference current. You can't follow level 57 and stay at a lower level.

정규화 전압 파형에서도 0.5초 이후에 상 빠짐 고장으로 인해 전압 파형이 변하는 것(59,60)을 확인할 수 있으며, 정규화 전압 파형과 기준 템플릿 파형(33)과의 교차상관 결과값이 상 빠짐 고장 발생 전(61)에는 큰 값을 유지하다가 고장 발생 이후 사이리스터의 점호각이 앞서는 경우(62,64)에 큰 폭의 하락 추세를 보이고 사이리스터의 점호각이 뒤지는 경우(63,65)에는 하락에서 소폭 상승 추세를 보 이지만 정상 상태에 비하여 매우 작은 값임을 확인할 수 있다.In the normalized voltage waveform, it can be seen that the voltage waveform changes (59,60) due to phase-out failure after 0.5 seconds, and the cross-correlation result between the normalized voltage waveform and the reference template waveform 33 is missing phase before failure occurs. In the case of (61), if the thyristor's firing angle is ahead (62,64) after the failure, it shows a large downward trend, and if the thyristor's firing angle is behind (63,65), the trend is slightly upward. It can be seen that the value is very small compared to the normal state.

따라서 정상 상태에 비하여 교차상관 결과값이 현저히 감소하였으므로 상 빠짐 고장이 발생하였다고 판단할 수 있다.Therefore, the cross-correlation result is significantly reduced compared to the normal state, so it can be judged that the phase out failure occurred.

도 10은 본 발명에 따른 고장 검출 결과를 예시한 도면으로서, 제어봉 이동시 다이오드 동작 고장이 발생(0.5초에서 발생)한 경우 상부 집게 코일의 전류 및 정규화 전압 파형과 교차상관 결과값을 보여준다.FIG. 10 is a diagram illustrating a fault detection result according to the present invention, and shows a cross-correlation result value with a current and normalized voltage waveform of an upper tong coil when a diode operation fault occurs (0.5 seconds) when a control rod moves.

이는 도 8의 정상 상태 전류 파형과 비교할 시 0.5초에서 다이오드 동작 고장이 발생하여 전력변환회로가 비정상적으로 동작하면 실제 코일 전류(67)가 기준 전류 레벨(66)을 추종하지 못하고 더 높은 레벨에 머므르는 것을 확인할 수 있다.This is because when the diode operation failure occurs in 0.5 seconds compared to the steady state current waveform of FIG. 8 and the power conversion circuit operates abnormally, the actual coil current 67 does not follow the reference current level 66 and stays at a higher level. It can be confirmed.

정규화 전압 파형에서도 0.5초 이후 다이오드 동작 고장 발생으로 인해 전압 파형이 변하는 것(68,69)을 확인할 수 있으며, 정규화 전압 파형과 기준 템플릿 파형(33)과의 교차상관 결과값이 다이오드 동작 고장 발생 전(70)에는 큰 값을 유지하다가 고장 발생 이후에는 사이리스터의 점호각이 뒤지는 경우(71,72)에 큰 폭의 하락 추세를 보이고 사이리스터의 점호각이 앞서는 경우(73,74)에는 하락에서 소폭 상승 추세를 보이지만 정상 상태에 비하여 작은 값임을 확인할 수 있다.In the normalized voltage waveform, it can be seen that the voltage waveform changes (68,69) due to the diode operation failure after 0.5 seconds, and the cross-correlation result of the normalized voltage waveform and the reference template waveform 33 is before the diode operation failure occurs. If the thyristor's firing angle falls behind (71,72) after the breakdown, it keeps a large value at (70), and if the thyristor's firing angle is ahead (73,74), it rises slightly from the drop. Although the trend is shown, it can be confirmed that it is smaller than the normal state.

따라서 정상 상태에 비하여 교차상관 결과값이 현저히 감소하였으므로 다이오드 동작 고장이 발생하였다고 판단할 수 있다.Therefore, the cross-correlation result is significantly reduced compared to the normal state, so it can be determined that a diode operation failure has occurred.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상 을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.While the invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments thereof, the invention is not limited to these embodiments, and has been claimed by those of ordinary skill in the art to which the invention pertains. It includes all the various forms of embodiments that can be carried out without departing from the spirit.

도 1은 본 발명에 따른 사이리스터 전력변환회로의 고장검출을 위한 전력 제어/감시부를 나타내는 도면1 is a view showing a power control / monitoring unit for fault detection of a thyristor power conversion circuit according to the present invention

도 2는 사이리스터 전력변환회로의 삼상반파변환기에서 상 빠짐 고장 발생시의 출력 전압 파형을 예시한 도면2 is a diagram illustrating an output voltage waveform when a phase out fault occurs in a three-phase half-wave converter of a thyristor power conversion circuit.

도 3은 삼상반파변환기의 사이리스터가 다이오드 동작하는 고장 발생시의 전기자 코일의 출력 전압 파형을 예시한 도면3 is a diagram illustrating an output voltage waveform of an armature coil when a failure occurs in which a thyristor of a three-phase half-wave converter operates a diode;

도 4는 본 발명에 따라 교차상관식을 이용하여 사이리스터의 상고장 검출방법을 개략적으로 나타낸 도면4 is a diagram schematically illustrating a method for detecting faults in thyristors using cross-correlation according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 사이리스터 전력변환회로의 고장검출방법을 나타내는 흐름도5 is a flowchart illustrating a fault detection method of a thyristor power conversion circuit according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 고장 검출 결과를 예시한 도면6 is a diagram illustrating a failure detection result according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 고장 검출 결과를 예시한 도면7 is a diagram illustrating a failure detection result according to the present invention.

도 8은 제어봉 이동(삽입 이동)시 상부 집게 코일의 전류 및 정규화 전압 파형과 본 발명에 따른 교차상관 결과를 보여주는 도면8 is a view showing the current and normalized voltage waveform of the upper tong coil during control rod movement (insertion movement) and the cross-correlation result according to the present invention.

도 9는 본 발명에 따른 고장 검출 결과를 예시한 도면9 is a diagram illustrating a failure detection result according to the present invention.

도 10은 본 발명에 따른 고장 검출 결과를 예시한 도면10 is a diagram illustrating a failure detection result according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 입력전원부1: Input power supply

2 : 삼상반파변환기2: three-phase half-wave converter

3 : 전력변환회로3: power conversion circuit

4 : 사이리스터4 thyristor

6 : 제어봉 구동장치6: control rod driving device

7,8,9,10 : 전기자 코일7,8,9,10: armature coil

12 : 상부 올림 전기자12: upper raised armature

13 : 상부 집게13: upper tongs

17 : 구동축17 drive shaft

20 : 전력 제어/감시부20: power control / monitoring unit

21 : 신호처리부21: signal processing unit

22 : 아날로그-디지털 변환기22: analog to digital converter

23 : 중앙처리장치23: central processing unit

24 : FPGA24: FPGA

25 : 메모리25: memory

26 : 타이머 카운터26: timer counter

Claims

(a) 사이리스터 삼상반파변환기를 갖는 전력변환회로의 출력인 전기자 코일 전압을 일정 시간 간격으로 샘플링하여 다수의 출력 전압 데이터로 저장하여 일정 시간 동안의 전압 데이터를 획득하는 단계;(a) sampling the armature coil voltage, which is an output of the power conversion circuit having a thyristor three-phase half-wave converter, at a predetermined time interval and storing the armature coil voltage as a plurality of output voltage data to obtain voltage data for a predetermined time;

(b) 상기 (a)단계에서 일정 시간 동안 획득한 전압 데이터를 일정값 사이로 스케일 조정하여 정규화한 다음 기준 템플릿 파형과 교차상관하여 그 결과값을 구하는 단계;(b) scaling and normalizing the voltage data acquired for a predetermined time in step (a) between predetermined values, and then correlating with the reference template waveform to obtain a result value;

(c) 상기 교차상관 결과값들을 서로 비교하여 급감한 결과값이 있는지 판단하는 단계;(c) comparing the cross-correlation result values with each other to determine whether there is a sudden decrease in result values;

(d) 상기 (c)단계에서 판단 결과, 급감한 결과값이 있으면 전력변환회로에 상고장이 발생한 것으로 판단하는 단계;(d) determining that an abnormality has occurred in the power conversion circuit if there is a sudden decrease result as a result of the determination in step (c);

(e) 상기 (c)단계에서 판단 결과, 급감한 결과값이 없으면 전력변환회로가 정상 동작중인 것으로 판단하는 단계; 및(e) determining that the power conversion circuit is in normal operation when there is no sudden decrease result as a result of the determination in step (c); And

(f) 고장 알림 장치를 이용하여 전력변환회로의 고장 발생 사실을 알리는 단계;(f) informing the fact that a failure of the power conversion circuit occurs by using the failure notification device;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로 출력제어시스템 전력변환부의 고장검출방법.The failure detection method of the reactor output control system power conversion unit comprising a.

청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,

상기 교차상관 결과값이 정상 상태의 교차상관 결과값에 비하여 65% 이하로 감소하면 급감한 것으로 결정하는 것을 특징으로 하는 원자로 출력제어시스템 전력변환부의 고장검출방법.And if the cross-correlation result value is reduced to 65% or less than the cross-correlation result value of a steady state, the abrupt detection method is determined to decrease sharply.