JPS62113204A - 電力インタ−フエ−ス回路 - Google Patents

電力インタ−フエ−ス回路

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JPS62113204A
JPS62113204A JP61260513A JP26051386A JPS62113204A JP S62113204 A JPS62113204 A JP S62113204A JP 61260513 A JP61260513 A JP 61260513A JP 26051386 A JP26051386 A JP 26051386A JP S62113204 A JPS62113204 A JP S62113204A
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JP
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power
voting device
load
interface circuit
voting
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JP61260513A
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English (en)
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ロバート・エドワード・ヘイガー
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Westinghouse Electric Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
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Publication date
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    • G21D—NUCLEAR POWER PLANT
    • G21D3/00—Control of nuclear power plant
    • G21D3/04—Safety arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B9/00—Safety arrangements
    • G05B9/02—Safety arrangements electric
    • G05B9/03—Safety arrangements electric with multiple-channel loop, i.e. redundant control systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は概して、電源から、通常消勢されているプラ
ント・プロセス設備への電力の供給を制御する電力イン
ターフェース回路に関し、特に軽水加圧型原子カシステ
ムにおけるポンプやバルブなどを制御する電力インター
フェース回路に関するものである。
１走技】！Ｉト１ 原子カシステムにおける設備のようなプラント・プロセ
ス装備は通常、冗長センサからの入力信号を受ける冗長
の附勢回路によって制御される。
通常附勢される回路及び通常消勢される回路の双方のた
めの２アウト・オブ４票決電力インターフェース回路の
従来の例が第１図に示されている。このような冗長回路
が２アウト・オブ３票決に対してどのように使用され得
るかという例が、Ｇ１１ｌｅｔ等に発行された米国特許
第４．２００，８６４号明細書に記載されている。この
明細書には、２アウト・オブ３票決はリレーを使用して
行われているが、しかしながら、２アウト・オブ３票決
はまたＲｙａｎ等に発行された米国特許第４，１８４゜
５１４号明細書に記載されているようにバルブであって
も可能である。
臨界的なプラント処理設備に対して従来の制御回路によ
って設けられている冗長性に加うるに、かかる制御回路
はそれらの信頼性を一層改善するよう検査可能であるよ
うに従来から設計されている。普通このような検査はオ
ペレータの手動による介在を必要とし、この結果、前述
の米国特許第４．２００．８６４号明細書によれば１つ
の論理回路を検査するために数時間を必要とする。この
ようなオペレータによって制御される検査を取り除くた
めに、ラインプリタ（Ｂ　ｏｌｃａｖａｇｅ　　等に発
行された米国特許第４．３１７，４１２号明細書参照）
及び通信回路網（Ｔａｋｅｚｏｅに発行された米国特許
第４．３２０．５０８号明細書参照）のようなユニット
が示唆されてきた。しかしながらプラント・プロセス設
備のための電力インチ−フェイス回路に対しては、従来
のシステムはＷｅｉｎｅｒ等に発行された米国特許第４
，２７２．７２５号明細書に記載されているように接点
の状態の自己検査に制限され、そして回路動作を検査す
ることは含んでいない。
自動検査能力を有する電力インターフェース回路を作る
ためには少なくとも２つの問題を克服しなければならな
い。第１の問題の分野は冗長回路の複雑さにある。上述
の米国特許４．２００．８６４号明細書に記載された手
動の動作にとって代わるために、複−１な自動検査が提
案されてきており、これは例えばＫｅａｔｓに発行され
た米国特許第４．４２２．１４０号明８害に記載された
マルチプレクサ検査である。
第２の問題の分野は、アクチュエータの動作を検査する
ことと、アクチュエータによって制御される装置の不慮
の事故を避けることとの間の競合である。原子カシステ
ムにおける多くの装置は、もう１つのく独立した）シス
テムが正当に動作するのに失敗した緊急情況においての
み動作されるよう設計されているｒフェールセーフ」の
型のものである。このようなｒフェールセーフｊシステ
ムは非常に信頼性があることを要求され、従って検査可
能であるのが好ましい。しかしながらこのようなシステ
ムの不慮の附勢は原子炉の部分もしくは全体の運転停止
を引き起こし、これは数週間もしくはそれ以上の再機動
期間を必要とする。
Ｂ　ｅｖｉｌａｃｑｕａ等に発行された米国特許第３．
４３７．５５６号明細書に記載された通常の検査回路は
、リレーを使用した従来のシステムの例であるが、これ
はシステノ、の全検査と不慮の附勢の阻止との間で妥協
しなけれはなちない。
化朋！１１床 この発明は、欠陥許容の電力インターフェース回路を提
供することであり、この欠陥許容の電力インターフェー
ス回路は、 該電力インターフェース回路によって制御される、通常
は消勢されているプロセス制御装置を附勢することなく
自動検査を可能とし、 入力信号に応答してプロセス制御装置を制御するよう該
回路の能力に影響されない自動検査を可能とし、 該電力インターフェース回路に接続された１０セス制御
装置を制御するよう回路の能力を検査するための電流セ
ンサの最少数の数を含んでいる欠陥許容型電力インター
フェース回路を提供している。
さらにこの電力インターフェース回路には、２アウト・
オブｎ票決が設けられており、その２アウト・オン１票
決型の電力インターフェース回路は、リレーもしくは電
力半導体によって制御される消勢された負荷を附勢する
ことなく、各々可能な信号結合に対して検査されること
ができ、　　　　□電流もしくは電流レベルの変化を検
出するセンサを含んでいる。
この発明の広い範囲においては、複数個の入力信号が負
荷への電力の接続の容易性を示すように使用され、前記
負荷が附勢されるべきであるということを前記入力信号
のｎの内の少なくとも輸が示す時、電力線から前記負荷
に電力を与えるための電力インターフェース回路におい
て、＋１の入力信号の少なくともｍが附勢を示す時に前
記電力線から前記負荷に電力を供給するための票決器手
段と、 前記票決器手段の通常の動作中前記電力線から。
前記票決器手段に直接電力を供給するための直接電力手
段と、 前記票決器手段が検査されていてかつ前記Ｉ】の入力信
号のすべてが正常動作を示している時、前記票決器手段
に減少した電力を供給するための電力減少手段と、 前記票決器手段及び前記負荷間に動作的に接続され、前
記票決器手段を通って流れる電流を検出する電流センサ
手段と、 を備えたことを特徴とする電力インターフェース回路が
提供される。
このため以下には通常消勢された負荷に電力を与えるた
めの電力インターフェース回路が記載される。該電力イ
ンターフェース回路は１１人力信号を受けそして制御信
号が発生されるべきであるということを少なくとも…の
入力信号が示した時にスイッチを使用して制御信号を発
生ずる票決器を含んでいる。票決器はまた、該票決器を
検査するためにｎの入力信号に対応した２倍の１１の独
立した信号を受ける。電力インターフェース回路はまた
票決器が検査されていない時、または＋１の入力信号の
いずれかが発生されている時にスイッチに電力を供給す
るための直流電力手段を含んでいる。
検査を行うために、電力インターフェース回路は、負荷
を附勢するなめに必要とされる電力よりも少ない減少さ
れた電力をスイッチに供給するための電力減少手段と、
電力減少手段によって供給される電流を検出するための
電流センサとを含んでいる。
この発明のより詳細な理解は、添付図面と共に一実施例
として与えられる以下の好適な実施例の説明から得られ
るであろう。
ゝｔ　　　の；■ この発明の一実施例が第２図に示されている。
２アウト・オブ３票決器（ｖｏｔｅｒ）　２１０は、３
つの入力信号ａ、ｂ及びＣを受け、それらの内のいずれ
か２つが、票決器２１０に負荷２１５を附勢させるよう
にする。第２図の実施例において、論理信号接続は、リ
レーもしくは電力半導体のようなスイッチ２２０に対し
て左側に示されており、他方、電力接続は右側に示され
ている。５ボルト・システムにおいて使用され得るリレ
ーの一例は、ボッタ（ｐｏｔｔｅｒ）及びブルームフィ
ールド（ＢｒｕｎｆｉｅＩｄ）から入手可能なＪＲＥＩ
ＤＡ１５である。
スイッチ２２０に対する論理及び電力接続は、論理及び
電力信号が通常電気的に絶縁されているので別々に示さ
れている。このような絶縁もしくは分離を提供するため
の多くの方法があり、これら方法は、スイッチ２２０の
接続によって示される論理動作を行うための論理ゲート
もしくは適当なプログラム化されたマイクロプロセッサ
と、負荷に電力を供給するよう光アイソレータを介して
論理ゲートに接続される１つまたは２つ以上の電力半導
体とを使用することを含んでいる。
スイッチ２２０は大文字、例えばＡまたは（Ａ）でもっ
て示されており、対応の入力信号は例えばａで示されて
おり、スイッチは閉じることによってこれら入力信号に
応答する。ずなわちそれらスイッチは通常開いている、
すなわち常開スイッチである。スイッチ２２０はオア・
ゲート２２５によって出力される信号によって附勢され
、該オア・ゲート２２５は入力信号ａ、ｂ及びＣと、Ｉ
Ｎ置によって製造された８８／４０単一基板コンピユー
タのようなマイクロプロセッサ検査システム２３０から
の検査信号とを受ける。スイッチ２２０は通常、常開ス
イッチを含む直流供給手段２４０を介して電力線２３５
からの電力を供給される。
電力インターフェース回路が検査されるべき時、検査シ
ステム２３０はスイッチ信号Ｘをその通常の論理ｒｌＪ
信号から論理ｒＱＪ信号に変える。オア・ゲート２４５
の出力は、入力信号ａ、ｂ及びＣのすべてが、スイッチ
２２０の消勢を示している論理ｒ□、の値を供給してい
る限り、論理１’　ＯＪであるであろう、それ故インバ
ータ２５０の出力は論理「１１である。検査中、スイッ
チ信号Ｘがインバータ２５５によって反転される時、ア
ンド・ゲート２６０の出力は論理ｒＱＪからｆｉｌに変
化するであろう。それ故常閉スイッチ２４０は、検査中
、入力信号ａ、ｂまたはＣの１つが負荷２１５の附勢を
示さない限り開いている。
スイッチ２４０が開いている時、スイッチ２２０は、抵
抗２６５及び２７０を含む電力減衰用手段を介して電力
が供給される。抵抗２６５及び２７０の値は、スイッチ
２２０の対のいずれかが検査システム２３０からの検査
信号によって附勢されている時に、負荷２１５に供給さ
れる電流が負荷を附勢するには不十分であるように選ば
れる。例えば、ＪＲＥＩＤＡ１５リレーを使用している
時、抵抗２６５及び２７０はそれぞれ１０キロオーム及
び５０キロオームであって良い。従って電流センサ２７
５を使用してスイッチ２２０の対の各々を検査すること
が可能であり、この場合電流センサとしては、ミネアポ
リス・ハネウェルのマイクロスイッチ部門（Ｍｉｎｎｅ
ａｐｏｌｉｓ　Ｈｏｎｅｗｅｌｌ。
Ｍｉｃｒｏ−ｓｕ＋１ｔｃｂ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）によ
って製造されるＣ３ＬＡ８Ｐ１のような線形電流センサ
であって良い。
抵抗２７０を含まない電力インターフェース回路を使用
してスイッチ２２０を検査することが可能であるであろ
う、しかしながら抵抗２７０はスイッチ２２０及び２４
０のすべてが開いている時に電流検出器２８０（これも
Ｃ３ＬＡ８Ｐ１であって良い）を通して小電流が流れる
ように含められている。電流検出器２８０及び抵抗２７
０を含めると、スイッチ２４０の状態の検査を行うこと
が可能であり、これにより、検査の開始時スイッチ２４
０が開いていて負荷２１５が検査中事故で附勢されるこ
とがないということを、そして検査が完了した後スイッ
チ２４０が閏じられたということを確実にすることがで
きる。
電流センサ２８０を含めそれが充分に感度を有している
ならば、電流センサ２７５を使用しないで電力インター
フェース回路を検査することも可能である。この過程を
下の表１を参照して説明する。スイッチ２４０が閉じら
れている時、電流検出器２８０は短絡回路でもって分路
され、それ放電流検出器２８０によって検出される電流
はゼロ（０）ボルトである。スイッチ２２０及び２４０
のすべてが開いている時、電流検出器２８０によって検
出される電流は抵抗２６５及び２７０を通って流れる電
流に基づく中間の値（Ｉ）を取るであろう。スイッチ２
４０が開いていてがつスイッチ２２０の対の少なくとも
１つ、すなわちＡ及びＢ、（Ａ＞及び（Ｃ）、または（
Ｂ）及びＣが閉じている時、電流検出器２８０によって
検出される電流は、閉じられたスイッチ２２０の対と負
荷２１５（これは抵抗２７０よりも非常に低い抵抗値を
有する）とにより抵抗２７０を分路することにより、高
い値（Ｈ）であるであろう。示された結果が出力として
得られない場合にはいつでも、負荷の事故的な附勢を避
けるために検査は中断される。
表１ Ａ　（Ａ）　Ｂ　（Ｂ）　Ｃ（Ｃ）　Ｘ　Ｉ、１２Ｉ３
ＩＣｔ　　ｏ　　ｏ　　ｏ　　ｏ　　ｏ　　ｏ　　ｔ　
　ｏｏｏ。
４０１００００００００ｒ ９１０１００００１００Ｈ １１０００１１００００１Ｈ 第２Ｉ７Ｉに示されるように電流検出器２７５及び２８
０によって検出された電流は検査システム２３０に供給
され、それ故、表１に示される検査が行われ得る。電流
検出器２７５及び２８０の４つのすべてが含められてい
る場合には、電流検出器が正当に動作しているというこ
とを確認することが可能である。なぜならば、電流検出
器２８０によって示されるレベルが、電流検出器２７５
によって示される電流の検査結果を確認するという冗長
の検査結果情報を提供するからである。第２図は２アウ
ト・オフ３票決電力インターフェース回路を示している
が、それの基本設計は、２アウト・オブｎの票決のどの
ような電力インターフェース回路に対しても働くであろ
う。
この発明の多くの特徴及び長所が上述の詳細な説明から
明らかであり、特許請求の範囲は、この発明の本当の精
神及び範囲内にある回路の特徴及び長所のすべてを包含
するよう意図されている。
さらに多くの変更及び変化が当業者には容易に為される
であろうので、この発明を図示しかつ説明した構成及び
動作そのものに制限しようとするものではなく、従って
すべての適当な変更及び同等物がこの発明の範囲および
精神内にあるものと理解されたい。
【図面の簡単な説明】
第１図は、通常附勢される負荷及び通常消勢されろ負荷
の双方のための従来の２アウト・オブ４票決電力インタ
ーフェースを示すブロック回路図、第２図はこの発明の
一実施例による電力インターフェース回路を示す。図に
おいて、２１０は票決器、２１５は負荷、２２０はリレ
ー、２３０は検査システム、２３５は電力線、２４０は
常閉スイッチ、２６５及び２７０は抵抗、２７５及び２
８０は電流検出器である。 特許出願人　　ウェスチングハウス・エレクトリック・
コーポレーション

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）複数個の入力信号が負荷への電力の接続の容易性
    を示すように使用され、前記負荷が附勢されるべきであ
    るということを前記入力信号のｎの内の少なくともｍが
    示す時、電力線から前記負荷に電力を与えるための電力
    インターフェース回路において、 ｎの入力信号の少なくともｍが附勢を示す時に前記電力
    線から前記負荷に電力を供給するための票決器手段と、 前記票決器手段の通常の動作中前記電力線から前記票決
    器手段に直接電力を供給するための直接電力手段と、 前記票決器手段が検査されていてかつ前記ｎの入力信号
    のすべてが正常動作を示している時、前記票決器手段に
    減少した電力を供給するための電力減少手段と、 前記票決器手段及び前記負荷間に動作的に接続され、前
    記票決器手段を通って流れる電流を検出する電流センサ
    手段と、 を備えたことを特徴とする電力インターフェース回路。
  2. （２）前記電力減少手段は、前記電力線及び前記票決器
    手段に動作的に接続された第１の抵抗を含む特許請求の
    範囲第１項記載の電力インターフェース回路。
  3. （３）前記ｍは２に等しくかつ前記票決器手段はｎ対の
    スイッチを有し、スイッチの対は前記直接電力手段及び
    電力減少手段と、前記負荷との間に並列に動作的に接続
    され、 前記電流センサ手段はｎ個の出力電流検出器を備え、そ
    の各々はスイッチの対の１つと前記負荷とに動作的に接
    続され、 ている特許請求の範囲第１項記載の電力インターフェー
    ス回路。
  4. （４）前記票決器手段、前記直接電力手段及び前記電流
    センサ手段に動作的に接続され、前記票決器手段に対し
    て検査信号を発生し、次に検査が完了した時前記直接電
    力手段が前記票決器手段に電力を供給するようにするこ
    とによって、前記直接電力手段が前記票決器手段への電
    力の供給を停止するようにした後、前記票決器手段を自
    動的に検査するようにしたマイクロプロセッサ検査シス
    テムをさらに備えている特許請求の範囲第１項記載の電
    力インターフェース回路。
JP61260513A 1985-10-31 1986-10-31 電力インタ−フエ−ス回路 Pending JPS62113204A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US06/793,381 US4683105A (en) 1985-10-31 1985-10-31 Testable, fault-tolerant power interface circuit for normally de-energized loads
US793381 1985-10-31

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