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《中国科学技术大学》 2017年
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EAST-NBI高压电源安全巡检系统设计与研制

赵璐  
【摘要】:国家大科学工程EAST(全超导托卡马克核聚变实验装置)的NBI(中性束注入)加热系统100kV/100APSM高压电源具有"电压高、下扰强、占地大、远程操控"等特点。在核聚变实验期间,电源本身和电源现场存在众多安全风险,使得安全事件时有发生,而且前缺乏全面而有效的远程监控,因此难以及时发现各种安全隐患与前兆。针对实际需求,本文提出并研制了一种利用光纤进行信号远距离传输、由各种智能设备进行数据采集与控制的分布式巡检系统方案,并基于高性能DSP芯片TMS320F28335和Lab VIEW开发环境进行了软硬件开发。本文的主要工作为:(1)通过对巡检系统和高压电源具体需求的详细调研,提出了本系统具体需要实现的功能,并设计了系统的总体方案。(2)研制了基于DSP的安全巡检器。完成了 DSP和各种芯片的选型、硬件电路设计、异常声音检测算法研究和DSP程序的开发。实现的功能包括:现场人员探测、异常声音检测、可燃气体超标、火焰、温湿度信息的采集与处理,以及与之相关的语音告警、ID卡读取、与上位机通信等。(3)完成了通信设备和现场智能设备的研制或选型。研制了光电转换所用的"一对四"光转换器和光电平转换箱,并通过调研选择了合适型号的串口服务器和交换机,成功实现了可靠的光纤和以太网通信。选择干变温控器和UPS分别进行干变绕组温度和高压电源控制系统供电状态的监测与控制。此外,还进行电源模块内部状态的监控。(4)开发了基于LabVIEW的上位机软件。实现了上位机与各现场设备的通信、数据处理、显示、告警、历史数据的TDMS存储、参数设置等功能。(5)为了验证设计的合理性,对系统进行了测试。分别测试了安全巡检器和系统整体的功能,重点测试了声音信号的硬件采集、软件采样和异常声音检测算法。结果表明:本系统能够对各项安全目标进行有效的远程巡检,对EAST-NBI高压电源的安全风险控制、事故发生率和损失的降低具有重要价值。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TL631.24

【参考文献】
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1 赵璐;EAST-NBI高压电源安全巡检系统设计与研制[D];中国科学技术大学;2017年
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