本發(fā)明屬于加速器，具體涉及一種用于中性束注入加速器中電源故障連鎖保護(hù)系統(tǒng)，用于長脈沖運(yùn)行的高功率中性束注入器的連鎖保護(hù)，并且可以廣泛應(yīng)用于相關(guān)測試系統(tǒng)的連鎖保護(hù)。

背景技術(shù)：

1、加速器中電源連鎖保護(hù)作為在加速器技術(shù)領(lǐng)域的的一種保護(hù)手段，核心職責(zé)是在加速器電源遭遇突發(fā)故障時，能夠迅速地實(shí)施有力的干預(yù)，避免加速器設(shè)備出現(xiàn)重大安全事故。加速器電源上應(yīng)用連鎖系統(tǒng)有助于保護(hù)科學(xué)研究設(shè)備，防止意外事故的進(jìn)一步惡化。另外，聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)的反應(yīng)速度越快，在突發(fā)事件中提供的安全防護(hù)效果也就越顯著。

2、目前，不論是在國內(nèi)還是國際范圍內(nèi)，大部分的加速器電源都使用了連鎖保護(hù)系統(tǒng)，但由于目標(biāo)和設(shè)備的差異，這些系統(tǒng)之間仍然存在明顯的不同。在我國，隨著大型先進(jìn)反應(yīng)堆技術(shù)的發(fā)展，越來越多的核電機(jī)組將安裝并投入商業(yè)運(yùn)行，如何根據(jù)工程實(shí)際需求選擇合適的連鎖保護(hù)系統(tǒng)成為一個亟待解決的問題。因此，如何對中性束注入加速器中電源進(jìn)行連鎖保護(hù)是一個有待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中中性束注入加速器電源發(fā)生故障的連鎖保護(hù)的問題，提供了一種用于中性束注入加速器中電源故障連鎖保護(hù)系統(tǒng)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請采用以下技術(shù)方案：

3、一種用于中性束注入加速器中電源故障連鎖保護(hù)系統(tǒng)，包括：主控制器以及與主控制器連接的信號傳輸器，所述信號傳輸器的故障信號接收點(diǎn)連接有連鎖信號輸入電路，連鎖信號輸入電路的光纖傳感器接口與外部故障傳輸光纖連接，連鎖信號輸入電路的電源接口處有電壓轉(zhuǎn)換電路，電壓轉(zhuǎn)換電路連接有電源指示燈，電壓轉(zhuǎn)換電路與220v交流電源連接；所述信號傳輸器的復(fù)位信號輸出點(diǎn)連接有連鎖故障復(fù)位電路；所述信號傳輸器的故障信號發(fā)送點(diǎn)連接有連鎖信號輸出電路，連鎖信號輸出電路與外部故障報警信號光纖連接，所述連鎖信號輸入電路與連鎖信號輸出電路之間連接有故障信號鎖存電路，故障信號鎖存電路的鎖存信號輸出點(diǎn)連接連鎖故障報警電路。

4、本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果：

5、在加速器中電源故障連鎖保護(hù)系統(tǒng)中，連鎖保護(hù)系統(tǒng)將連鎖保護(hù)各子電路通過串聯(lián)、并聯(lián)的方式協(xié)同工作。當(dāng)中性束注入加速器中某臺設(shè)備的電源發(fā)生故障時，本臺電源將把故障信號通過電信號傳遞，將故障信息傳輸給本臺電源對應(yīng)的控制器，控制器把故障信息處理后下發(fā)到對應(yīng)的硬件電路中去，每一個單體電源對應(yīng)一個控制器和硬件電路，這使得當(dāng)多個單體電源同時發(fā)生故障時，故障信息通過通訊傳輸，經(jīng)過了好幾個控制器處理，產(chǎn)生了信息傳輸延時，因此使電源之間不能及時產(chǎn)生連鎖保護(hù)效應(yīng)，使得加速器電源系統(tǒng)里的設(shè)備不能及時得到保護(hù)。

6、本發(fā)明的電源故障連鎖保護(hù)系統(tǒng)通過主控制器連接的信號傳輸器，直接把單體電源的故障信息串聯(lián)連鎖起來，形成故障信息傳輸通道，通過一個主控制器來控制多個單體電源故障信號。這樣大大地提高了中性束注入加速器中電源的可靠性，加快了電源對故障的響應(yīng)速度，使電源能夠及時得到有效的連鎖保護(hù)，降低事故的發(fā)生率。

7、本發(fā)明的電源故障連鎖保護(hù)系統(tǒng)針對現(xiàn)場強(qiáng)磁場的特殊環(huán)境，采用光信號來傳輸故障信號，隔離了電磁干擾，進(jìn)一步提高了加速器電源工作的可靠性。

8、本發(fā)明的電源故障連鎖保護(hù)系統(tǒng)具有故障信號鎖存和復(fù)位功能，中性束注入加速器電源中有一臺單體電源故障信號存在時，由于連鎖保護(hù)系統(tǒng)的作用，其它單體電源都無法運(yùn)行，必須故障信號解除后，用主控制器下發(fā)復(fù)位指令，使所有電源復(fù)位后才可以正常運(yùn)行，在一定程度上保證了工作人員和電源的安全。

9、本發(fā)明的電源故障連鎖保護(hù)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計方案，可以根據(jù)單體電源的數(shù)量任意配置安裝進(jìn)行故障連鎖，使得安裝、調(diào)試和維護(hù)更為方便、快捷。

技術(shù)特征：

1.一種用于中性束注入加速器中電源故障連鎖保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，包括：主控制器（1）以及與主控制器（1）連接的信號傳輸器（6），所述信號傳輸器（6）的故障信號接收點(diǎn)連接有連鎖信號輸入電路（3），連鎖信號輸入電路（3）的光纖傳感器接口與外部故障傳輸光纖連接，連鎖信號輸入電路（3）的電源接口處有電壓轉(zhuǎn)換電路，電壓轉(zhuǎn)換電路連接有電源指示燈，電壓轉(zhuǎn)換電路與220v交流電源連接；所述信號傳輸器（6）的復(fù)位信號輸出點(diǎn)連接有連鎖故障復(fù)位電路（7），連鎖故障復(fù)位電路（7）與故障信號鎖存電路（5）連接；所述信號傳輸器（6）的故障信號發(fā)送點(diǎn)連接有連鎖信號輸出電路（4），連鎖信號輸出電路（4）與外部故障報警信號光纖連接，所述連鎖信號輸入電路（3）與連鎖信號輸出電路（4）之間連接有故障信號鎖存電路（5），故障信號鎖存電路（5）的鎖存信號輸出點(diǎn)連接連鎖故障報警電路（2）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于中性束注入加速器中電源故障連鎖保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括串聯(lián)的保險絲（fuse1）與220v交流電源；rs207整流橋，用于將220v交流電轉(zhuǎn)為直流電；第一電感（l1），與rs207整流橋串聯(lián)，用于通直流，阻交流；5v直流電壓模塊，包括并聯(lián)連接的第一電解質(zhì)電容（c1）、第二電解質(zhì)電容（c2）和第一二極管（tvs1），以及7805芯片，其中第一電解質(zhì)電容（c1）、第二電解質(zhì)電容（c2）和第一二極管（tvs1）并聯(lián)后與7805芯片連接，輸出穩(wěn)定的5v直流電壓；第二二極管（tvs2）、第三電解質(zhì)電容（c3）、第一濾波電容（c4）、第四電解質(zhì)電容（c5），并聯(lián)在220v交流電轉(zhuǎn)換出來的5v電源上，其中第二二極管（tvs2）負(fù)極、第三電解質(zhì)電容（c3）和第四電解質(zhì)電容（c5）正極與5v直流電源的正極相連，第二二極管（tvs2）正極、第三電解質(zhì)電容（c3）和第四電解質(zhì)電容（c5）負(fù)極與5v電源的負(fù)極相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于中性束注入加速器中電源故障連鎖保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述連鎖信號輸入電路（3）包括接收光纖頭（u1），接收光纖頭（u1）的vcc端子連接有第一電阻（r1），第二電阻（r2）與5v電源的正極連接，第二電阻（r2）的另一端與接收光纖頭（u1）的data端子連接；所述接收光纖頭（u1）的vcc端子與dgnd端子還串聯(lián)了第二濾波電容（c6），所述接收光纖頭（u1）的data端子還串聯(lián)連接了第三電阻（r3），第三電阻（r3）與一號npn三極管（q1）的基極連接，一號npn三極管（q1）的集電極接地，一號npn三極管（q1）的發(fā)射極與第四電阻（r4）串聯(lián)后接到5v電源的正極，所述第四電阻（r4）連接5v電源的一端與dgnd之間串聯(lián)有第三濾波電容（c7），一號npn三極管（q1）的發(fā)射極還與邏輯芯片（u2）的邏輯信號輸入端連接，邏輯芯片（u2）的連鎖信號故障邏輯判斷輸出點(diǎn)連接信號傳輸器（6）的故障信號接收點(diǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于中性束注入加速器中電源故障連鎖保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述連鎖信號輸出電路（4）包括發(fā)送光纖頭（u3），發(fā)送光纖頭（u3）的anode端子，anode端子與信號傳輸器（6）的故障信號發(fā)送點(diǎn)和位于發(fā)送光纖頭（u3）內(nèi)部的第一發(fā)光二極管（d1）的陽極連接，所述發(fā)送光纖頭（u3）的anode端子連接有第九電阻（r9），第九電阻（r9）一端與5v電源連接，另一端與第四濾波電容（c8）連接，所述第四濾波電容（c8）與第一發(fā)光二極管（d1）的陰極并聯(lián)接地。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于中性束注入加速器中電源故障連鎖保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述故障信號鎖存電路（5）包括與一號npn三極管（q1）集電極連接的第五電阻（r5），第五電阻（r5）連接有鎖存器芯片（u4）的零線n端口接地，鎖存器芯片（u4）的電源輸入vcc端口接5v電源，鎖存器芯片（u4）的鎖存器輸出q端口與連鎖故障報警電路（2）連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于中性束注入加速器中電源故障連鎖保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：所述連鎖故障報警電路（2）包括與鎖存器芯片（u4）的鎖存器輸出端口連接的故障開關(guān)芯片撥動開關(guān)s，故障開關(guān)芯片信號輸出端口與第六電阻（r6）連接，第六電阻（r6）的另一端與二號pnp三極管（q2）的基極連接，二號pnp三極管（q2）的集電極接5v電源，二號pnp三極管（q2）的發(fā)射極連接第七電阻（r7），第七電阻（r7）與故障報警二極管（d3）的陽極連接，故障報警二極管（d3）的陰極接地。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于中性束注入加速器中電源故障連鎖保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述連鎖故障復(fù)位電路（7）包括與信號傳輸器（6）的復(fù)位信號傳輸點(diǎn)連接的第八電阻（r8），第八電阻（r8）的另一端與三號npn三極管（q3）的基極連接，三號npn三極管（q3）的集電極連接5v電源，三號npn三極管（q3）的發(fā)射極連接地，并且在發(fā)射極端并連繼電器（k），發(fā)射極輸出復(fù)位信號，控制繼電器（k）本體的旋轉(zhuǎn)簧片，從繼電器（k）本體的常閉接點(diǎn)旋轉(zhuǎn)連接到繼電器（k）本體的常開接點(diǎn)，接入信號傳輸器（6）的復(fù)位信息。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于中性束注入加速器中電源故障連鎖保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：所述信號傳輸器（6）與主控制器（1）通訊連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于中性束注入加速器中電源故障連鎖保護(hù)系統(tǒng)，包括：主控制器以及與主控制器連接的信號傳輸器，信號傳輸器的故障信號接收點(diǎn)連接有連鎖信號輸入電路，連鎖信號輸入電路的光纖傳感器接口與外部故障傳輸光纖連接；信號傳輸器的復(fù)位信號輸出點(diǎn)連接有連鎖故障復(fù)位電路；所述信號傳輸器的故障信號發(fā)送點(diǎn)連接有連鎖信號輸出電路，連鎖信號輸出電路與外部故障報警信號光纖連接，連鎖信號輸入電路與連鎖信號輸出電路之間連接有故障信號鎖存電路，故障信號鎖存電路的鎖存信號輸出點(diǎn)連接連鎖故障報警電路。本發(fā)明采用光信號的方式在單體電源之間傳輸故障信息，實(shí)現(xiàn)了電源之間的電磁隔離，進(jìn)一步提高了電源系統(tǒng)工作的可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：張亮,劉偉,梁立振,劉敖,胡光年
受保護(hù)的技術(shù)使用者：合肥綜合性國家科學(xué)中心能源研究院（安徽省能源實(shí)驗室）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19