BEPCII 电源系统运行总结及 下一步工作计划 加速器中心电源组

Presentation on theme: "BEPCII 电源系统运行总结及 下一步工作计划 加速器中心电源组"— Presentation transcript:

1 BEPCII 电源系统运行总结及 下一步工作计划--2013 加速器中心电源组
2013年08月03日 1

2 内容提要： 2012年夏季检修 运行维护 故障维修 存在问题及改进 2

3 2012年夏季检修 ： 对储存环160Q、IQ2、IQ3 、OQ2、OQ 3、LMS等 磁铁电源以及输运线 B铁电源的冷却风扇进行了更 换，共计约30台 ； 为便于物理组调束，将输运线公共段TCQ1、2、 3、4四块磁铁由串联供电模式改变为独立供电模 式。利用平时不用的3台校正磁铁电源 TCBV1、 TCBV2、TCBH2 分别为 TCQ2、TCQ3、TCQ4 进 行供电，同时控制组更新了中控电源操作页面。 3

4 2012年夏季检修 ： BEPC试验束B1磁铁电源在夏季检修期间完成了安 装就位，远控调试以及系数校正，在本轮运行中已 投入正式使用。 4

5 2012年夏季检修 ： BEPCII磁铁电源在线快速检测及诊断系统的电缆 铺设（协助控制组） ； 直线直流电源负载测量；
校正子电源电缆极性调换 ； 备件电源检修 总体设备工况检查及设备清扫 5

6 运行维护： 调换IQ2与IQ3磁铁的励磁电源 原来IQ2磁铁的励磁电源额定电流值是230A， IQ3磁 铁的励磁电源额定电流值是150A。在实际调束中， IQ3两块磁铁（R3IQ03和R4IQ03）需要更大的励 磁电流。应物理组需求，将IQ2与IQ3的励磁电源进 行了调换，并保持其它接口均不变。 6

7 运行维护： BII磁铁电源在线快速检测及诊断系统的调试
本课题是由控制组主导，电源组协助。主要针对运行 中加速器束流不稳定和丢束现象，对储存环电源设 备进行高稳定度、高分辨率的快速在线实时检测。 该系统已经完成超导厅、东厅和西厅的本地连接， 并进行了初步调试。目前正在进行的主要工作是处 理实际电源接入后遇到的干扰问题和数据库的编 写。 7

8 运行维护： BII磁铁电源在线快速检测及诊断系统的调试 8

9 运行维护： 电源输出电流稳定度测试（正电子环） 2013年4月7日15时-2013年4月8日16时 9

10 运行维护： 电源输出电流稳定度测试（正电子环） 2013年4月7日15时-2013年4月8日16时 10

11 运行维护： 电源输出电流稳定度测试（正电子环） 2013年5月15日-16日用在线快速检测及诊断系统测量 11

12 故障维修： chopper电源电流掉电或失控； 超导磁铁电源故障； 注入系统故障； 其它电源故障； 电网波动引起的系统设备掉电； 12

13 故障维修： chopper电源电流掉电或失控：
2012年9月12、23日 ，2013年3月8、13、29日 1#Q chopper电源机柜掉 电； 2012年9月23日、25日 11#Q chopper电源机柜掉电； 2012年11月6日 8#Q chopper电源机柜标准化时掉电； 2012年11月21日 3#S chopper电源机柜掉电； 2012年12月13日 10#Q chopper电源机柜掉电； 2013年1月12、15日 6#Q chopper电源机柜掉电； 2013年3月21日 4#Q chopper电源机柜标准化时掉电； 13

14 故障维修： 处理方法1：本地复位，重新开机（多数情况） 处理方法2：更换电源备件 处理方法3：更换PSI
处理方法4：屏蔽chopper电源发给直流源的故障信号 故障原因1：电源器件老化，易受干扰，工作不稳定 故障原因2：PSI与电源接口存在接触不良和干扰问题 14

15 故障维修： 超导磁铁电源故障： 低温系统故障引发超导磁铁电源掉电 2012年10月18日， 2013年2月10日；
低温系统故障引发超导磁铁电源掉电 年10月18日， 年2月10日； 超导磁铁失超引发超导磁铁电源掉电 年11月11、26日， 年2月22日，3月18日， 4月16日， 5月18日中控直接恢 复； 4月24日- 5月09日期间更是频繁失超10多次，大多发生在 白天，似与天气温度变化有关系； 2012年12月03日中控告知 SCQW电源给定值与电流回采值偏 差0.8A,造成工作点偏移。经查是电源DCCT的I/V转换板中滤 波电容 （瓷片电容）老化引起，进行更换后正常。 15

16 故障维修： 其它电源故障： 2012年9月29日，Q1b电源输出电流不稳，并且回采与给定相差60A，检查 发现是电流传感器故障，更换备件后正常； 2012年10月2日， R14OMB电源电流回采与给定差值较大问题，发现是电 源交流进线下桥一相的快熔保护器发热烧坏，造成缺相，更换备件后正 常； 2012年10月26日， TEB16电源可控硅冷却水套漏水； 2013年3月5日，R3OWBT电源无法升流到4.5A，总是过流报警。检修发 现电源过流比较电路工作异常，交由厂家返修。 2013年7月15日， R14OMB电源电流回采突然由940A降至600A左右，无 任何报警信号，电源控制值正常。几分钟后，电源回采又自行恢复。 16

17 故障维修： 注入系统故障： 2012年09月03日，更换E-K1闸流管 2012年12月19日，更换E+K2闸流管；
17

18 存在问题及改进 ： BEPCII电源系统日常检修和备件维护
18

19 存在问题及改进 ： BEPCII电源远控模拟接口设计
当前运行中电源系统处理的多数故障是与控制组的 PSI相关。由于缺少独立的远控接口及自检装置， 致使一些故障原因很难判断。目前已着手安排人员 进行电源远控模拟接口设计，用于电源设备的故障 自检以及新设备的远控功能调试。 19

20 实现功能 模拟量 数字量 电流给定 (±10V电气标准) 给定回采 (±10V电气标准) 电流回采 (±10V电气标准) 能够开、关主电
能够显示主电开关状态 能够显示辅电开关状态 其他显示和控制功能

21 硬件方案 ATmega128是ATMEL公司的8位系列单片机中配置最高的一款单片机，稳定性极高，应用极其广泛。 AD5542 DAC
电流给定 ATmega128 单片机 两路ADS1251 ADC 给定回采、电流回采 LCD12864液晶屏 显示设定值、回采和实际电流值 矩阵键盘设定电流参数 其他IO设定和显示 ATmega128是ATMEL公司的8位系列单片机中配置最高的一款单片机，稳定性极高，应用极其广泛。

22 软件方案 Flag 1 2 3 主程序流程图 中断程序流程图 开 始 10ms中断 系统初始化 刷新液晶屏 中 断 执行中断 结 束
开 始 10ms中断 系统初始化 Flag 刷新液晶屏 1 2 3 N DA输出 给定回采 电流回采 中 断 Flag=2 Flag=3 Flag=1 Y 执行中断 结 束 中断返回 主程序流程图 中断程序流程图

23 面板设计 设备操控面板 面板器件 远程控制装置 电流给定：00.00A 设定 给定回采：00.00A 量程 电流回采：00.00A 取消 1
2 3 4 其它状态 5 6 7 8 9 . OK ▲ ▼ ▼ ▼ 设备操控面板 面板器件

24 存在问题及改进 ： 对撞区超导磁铁电源PLC控制程序修改
24

25 改造方式 希望通过修改QPAIC的PLC程序，并配置触摸屏，记录最早发生故障的电源，以便于维护和排查。

26 改造思路和方法 思路： 由于PLC对输入故障信号的采集非实时，而是在采样周期只进行一次集中采集，这样就不存在之前考虑的“最早采样到的故障信号是受其它故障信号影响才发出的”情况。这样就能通过监视各状态点动作时间的先后来判断故障源。 只需对分点状态进行监视，不需对综合故障状态监视。对失超、磁铁故障、一级故障、二级故障、电源故障和主回路合这6种状态分别进行监视，增加PLC监视语句。 一旦某处出现故障，S_ODTS定时器就开始计时，并通过MOVE指令将定时器计时值转存到DBD数据寄存器中。 方法：

27 三、PLC程序修改 在原程序基础上共增加67段分语句

28 六、两种方式查找故障源 PLC在线监视变量表 触摸屏显示时间数据值

29 七、存在的问题 定时器分辨率和定时值之间相互制约 S7-300定时器的分辨率是自动选择比定时设定值低一个单位的时间基准。
要想分辨率高，监测时间就很有限，分析人员无法在短时间内赶到现场观察数据；要想定时时间长（＞17min），分辨率就会达到10s，这样监测就无意义。

30 七、存在的问题 解决办法 思路：不记录定时器时间数据值，只是通过指示灯显示，且只显示故障源对应的灯。
具体方法：各状态点设置100ms定时器，最先计时到100ms的定时器动作输出，使相应指示灯亮，同时通过M30.0常闭触点将其余所有状态点的定时器全部封锁，所对应的灯都不亮。

31 存在问题及改进 ： BEPCII直线加速器直流电源改造 工作进展： 对电源输出负载参数进行了精确测量，给出了不同电源的额 定电流和电压值；
对电源输出负载参数进行了精确测量，给出了不同电源的额 定电流和电压值； 完成电源设计方案的确定，同控制组确定了电源远控接口协 议，编写了电源合同和技术协议书； 初步完成了电源的功能及远控接口调试； 完成了电源的制作和出厂测试； 正在进行电源系数校正和在线安装。 31

32 存在问题及改进 ： 兼用模式性能提高项目中电源的研制 工作进展：
根据同步光束线的排布和经费预算，同物理组讨论确定对 1、4区12台垂直校正子电源进行改造； 同厂家进行了电源设计方案的讨论，确定了电源主体电路拓 扑、控制方式和接口，以及电源整体机械结构，编写了电源 合同和技术协议书； 完成了电源的制作和出厂测试； 目前电源正在进行远控调试和在线安装。 32

33 谢谢！ 联系方式 北京市 / 石景山区 / 玉泉路19号乙院 高能物理研究所 / 加速器中心5号厅 /