Virtual instrument for controlling and monitoring digitalized power supply in SSRF

The Shanghai Synchrotron Radiation Facility (SSRF) needs extremely precise power supplies for their various magnets. A digital controller is being developed for the power converters of the SSRF power supply (PS). In the digital controller, a fully digital pulse-width modulator (PWM) directly controls the power unit insulated gate bipolar transistor (IGBT) of the PS. A program in LabVIEW language has been developed to control and monitor the digital PS via serial communication (RS232) from a PC and to modify its parameters as well. In this article, the software design of the virtual instrument for controlling and monitoring digitalized PS and its associated functions are described, and the essential elements of the program graphical main-VI and sub-VI source code are presented and explained. The com- munication protocol and the structure of the developed system are also included in this article.

单摆永磁直驱式波浪能发电装置的性能研究

为解决海洋仪器的长期能源供应问题,基于永磁材料的电磁特性,结合易于起振的摆式俘能机制,提出了一种与小体积球形浮标相结合的永磁式波浪能发电装置。详细论述了装置的发电原理和设计方案,推导了装置在波浪激励下的运动模型。依靠AQWA与Maxwell软件进行了联合仿真并对装置进行了参数优化,最终仿真结果表明:在波浪入射角度β=0°,波浪周期T=3.5s,波浪高度H=0.6m的波况下摆锤做周期T_(p)=2s,幅值A_(p)=15°的往复振荡运动,单相绕组产生的感应电动势最大可达27.7V,最佳输出功率为2.07W,可有效满足海洋仪器的供电要求。

地震背景噪声功率谱密度及概率密度函数的计算及其Matlab实现

介绍了地震背景噪声功率谱密度及概率密度函数计算方法及涉及的一些概念,以台站实际数据为例,给出了应用Matlab计算噪声功率谱密度及其概率密度函数的程序算法,该方法直接输入文本格式数据,计算台基噪声功率谱概率密度函数;以洛阳地震台24小时的连续波形记录为例,详细叙述了原始数据去仪器响应、计算功率谱密度、倍频程计算和噪声功率谱密度的概率密度函数计算实现的全过程。该方法编程简单,适用于单台噪声水平评估,在野外台站的快速勘选中具有潜在应用价值。

星载GNSS-R检测太湖水华可行性分析

星载全球导航卫星系统反射信号(GNSS-R)属于被动遥感技术,具有数据重访周期高、全天时、全天候、信号源丰富等优势。基于此,研究星载GNSS-R检测太湖水华的可行性。星载GNSS-R可以有效检测反射面的粗糙程度,通过使用相干反射表征反射面的粗糙度,研究不同风速区间内相干反射与蓝藻水华的关系。利用2020年4—8月美国气旋全球导航卫星系统(CYGNSS)数据,计算CYGNSS镜面反射点的时延多普勒图(DDM)功率比。以“哨兵-3”卫星水色遥感仪器(OLCI)影像最大特征峰高度(MPH)算法反演出的太湖叶绿素浓度作为参照,与欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的风速产品进行时空间线性匹配,分析发现,在1~2.5 m/s风速区间内,叶绿素浓度达到0.1 mg/L以上时,极易引起镜面反射点发生相干反射,且功率比与叶绿素浓度的相关系数为0.84,具有良好的相关性。实验结果证明了利用星载GNSS-R的功率比及相关特性实现太湖水华检测的可行性。

可变形特征融合网络的设计及在复杂天气电力设备图像处理中的应用

针对复杂天气环境下电力设备图像模糊而造成电力设备识别与检测受到严重影响的问题,设计了可变形特征融合网络来实现图像清晰化,从而提高复杂天气环境下电力设备的检测精度。将可变形注意力作为编码器-解码器组件引入U-Net架构中。将特征融合中间件作为连接上下文信息的桥梁,以此整合上下文信息并保留更多的空间细节信息。以指针式仪表图像为例,进行了指针式仪表图像去雨和指针式仪表自动读数实验。实验结果表明,所设计网络在指针表图像去雨方面有良好的效果,并提高了去雨后指针表的读数精度。

面向对象测试方法在核电站仪控服务器软件测试中的研究与应用

核电站仪控服务器软件是由面向对象程序语言实现的核电专用设备软件,具有面向对象软件独有的特性,如抽象、继承、封装、多态等,使其与面向过程语言实现的软件相比更加灵活、复杂、多变,增加了测试的复杂度,增加了测试的难度,使得传统的测试技术在核电站仪控服务器软件的测试中越来越困难,越来越难以保证测试的充分性、完整性。为此,结合核电站仪控系统服务器软件运算过程复杂的特点,提出了一种针对核电站仪控服务器软件的面向对象测试方法,探讨了面向对象测试技术在核电站仪控系统非安全级软件确认测试中的可行性,为核电软件测试人员提供了软件测试的新思路。

电站仪用压缩空气供应系统冷却塔防冻措施优化

针对田湾核电站二期工程仪用压缩空气供应系统的冷却塔防冻问题,通过梳理系统流程、冷却塔工作原理及其防冻措施,结合现场发生的防冻问题,提出一系列优化措施。研究结果表明,通过完善设备保温、优化防冻回路逻辑、改进设备防风措施和紧急情况下的运行干预策略,可以有效降低仪用压缩空气供应系统因冰冻导致的不可用风险,从而确保核电站的安全稳定运行。

海事国际影响力分析与评价模型构建

通过分析评价海事国际影响力的关键因素,在构建评价指标体系结构模型的基础上,对我国及国外知名海事主管机关国际影响力进行评价,分析出我国海事国际影响力现状,并从强化能力建设、全面有效履约、增强国际表现、提升宣介能力四个方面提出对策。

电厂热控仪表故障及预防措施研究

电厂热控仪表用于监测和控制各种热控参数,确保电厂的安全运行和高效发电。然而,由于长期使用和环境影响,热控仪表存在故障风险。为确保热控仪表运行的稳定性,以电磁流量计、压差流量计等热控仪表的常见故障问题为例,分析故障的原因和检修处理措施,并提出具体的故障预防措施。期望该研究为相关从业人员提供参考与借鉴,进而保障电力系统的可靠性和稳定性。

基于YOLOv8和DeepLabv3+的指针仪表读数识别

指针仪表作为一种重要的检测工具在核电领域中被广泛使用,针对不同类型、不同距离条件下指针仪表读数识别准确性低和检测速率低下的问题,提出了一种基于YOLOv8和DeepLabv3+的仪表读数识别方法。为了提高DeepLabv3+模型的图像输入质量,选择了推理速度快且准确的YOLOv8检测器定位仪表区域并裁剪后作为输入图像用于仪表识别。针对仪表指针识别准确率低和检测速度慢的问题,在DeepLabv3+模型的基础上,将骨干网络替换为MobileNetv3,并设计ECA+模块将其SE模块替换,降低模型参数的同时提高识别精度;将解码器的4倍上采样替换为两个2倍上采样,浅层特征图与编码器相应尺寸的特征进行拼接融合,并引入CBAM模块,提高指针分割的准确性。试验阶段,采用自制核电厂指针式仪表图像数据集,实验结果表明,该方法在仪表精度为2.5的级别下达到了94%的识别准确率,平均误差为1.542%,平均总耗时为0.57 s,具有较好的性能表现。

基于超级电容的智能电能表长寿命后备电源设计

智能电能表的进一步发展要求在外部供电电源中断后具有一定时间的远程通信能力,以便电能表数据的备份与停电等重要事件上报。作为常规后备电源的电池与电解电容都存在弊端,前者使用寿命较低,后者容量太小。文章首先用超级电容寿命估计理论论述了满足新一代电能表16年设计寿命的可行性,给出了满足寿命要求的超级电容备用电源充电电路设计,并解决了储能电容的待机能力,最后针对微功耗电路难以用常规仪器测量的现实,使用Spice模拟电路仿真工具分析了电路功能,并进行了实际电路试验,验证了电路方案的可行性。文章对市电供电的智能互联仪表设备的备用电源设计具有一定的借鉴意义。

核电仪控设备的辐射抗扰度试验

旨在分析核电站仪控设备在电磁干扰环境下的辐射抗扰度,确保设备在潜在辐射环境中保持高度的可靠性与稳定性。针对小电流仪器(如热电偶和压力传感器),建立了简化的干扰模型,并从理论上评估了线缆中可能产生的最大感应电动势。结果表明,无保护的小信号设备易受电磁干扰,产生的感应电流可能超过试验中设定的阈值。因此,建议实施保护策略(如去耦钳安装、增加线缆电感、使用屏蔽、接地线缆等),以降低感应电流和电动势的干扰。该研究结果为核电站仪控设备的设计和运行提供了重要的参考值,确保了设备在复杂电磁环境中的可靠性。

配电侧智能电能表Modbus通信规约一致性研究

由于配电侧智能电能表的制造厂家不同、型号繁杂,所用Modbus通信格式各异,增加了配电系统的集成难度。通过分析各类电能表的功能,对比各种电参量在各类电能表中的表示格式,以及研究各类电能表Modbus-RTU通信协议的报文格式,阐明了电能表通信规约的制定过程。提出了规约检测装置的设计方案,包括硬件设计和软件设计,并设计了一套规约检测装置。测试结果表明,该规约能够满足预期的要求。

DCY-Ⅰ型地电场仪的工频干扰抑制机制

为更好地抑制工频干扰对观测信号的影响,在分析工频干扰的来源、分类及其对观测的影响等基础上,对比分析常用的工频共模与工频串模干扰抑制方法,并在DCY-Ⅰ型地电场观测仪器的设计中采用过采样与多级数字滤波等方法抑制工频串模干扰,采用两级浮地的方式抑制工频共模干扰,对工频干扰起到了很好的抑制效果。

基于CANDU型核电站的高精度线性电源分析设计

40 V仪用直流电源国产化势在必行。在对电源应用场景和性能指标深入分析的基础上,设计出一款具有高可靠性、高性能、符合人机交互工学界面等特点的电源,第三方核级抗震试验、型式试验、老化试验、EMC试验结果表明该款40 V仪用直流电源的各项指标可完全比拟原用国外产品,并在电源安全防护和人机交互方面具有更好的性能。

冷冻机组仪表及控制系统故障原因分析及对策

针对苯乙烯装置冷冻机组运行中存在的仪表及控制系统故障率高的问题,分析其原因,包括现场检测仪表设计选型不当、单点联锁仪表可靠性低、现场可编程控制器(PLC)市电供电不稳、PLC中央处理器(CPU)、输入输出模块(I/O单元)、通讯单元、供电模块非冗余设计,PLC现场运行环境恶劣等。通过采取现场检测仪表设计改型、单点联锁逻辑变更为二取二联锁逻辑、机组控制由PLC改为分散控制系统(DCS)控制、现场仪表供电由市电改为不间断电源(UPS)等措施,冷冻机组仪表及控制系统故障引起机组非计划停机次数降为零,为苯乙烯装置安稳长运行提供了保障。

火电机组热工仪表运行状态实时控制系统设计

该文设计火电机组热工仪表运行状态数据自采集及实时控制系统。构建火电机组热工仪表运行状态数据自采集与控制系统总体框架,现场仪表层结合热工仪表与各类传感器、执行器采集火电机组运行状态数据后,基于深度神经网络(DNN)动态前馈的过热蒸汽控制模型实现过热器出口温度的精准控制,利用网络通信层的工业以太网模块实现各层数据的传输与交互,通过上位机实现控制结果展示。实验结果表明,该系统的控制平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)值分别为0.3℃、0.4℃;在不同入侵攻击下,可实现系统数据的安全传输与交互。

微功耗大气电场仪的设计与实现

针对旋转式地面电场仪能耗大、信号微弱、易受电磁干扰等问题,设计了一种新型微功耗大气电场传感器。该传感器通过驱动电子开关模拟传统传感器的屏蔽和去屏蔽过程,从而减小仪器能耗,延长电池持续供电时间。采用I/V转换器将传感器感应到的2路电流信号转为电压信号,并经过差分信号放大电路来消除工频干扰和共模影响。通过四阶带通滤波器进行滤波,进一步提高信噪比,并通过同步相敏检波器处理后得到了与场强成正比例关系的直流电压。经过16位模数转换器采样,测得大气场强的大小,试验验证了该系统在-50~50 kV/m场强范围内,测量分辨力可达10 V/m,测量线性度小于1%。

核电厂核级测量仪表调试方法优化探讨

保证核级测量仪表的精准度,才能促进核电机组安全稳定运行。针对核级测量仪表的调试问题进行研究,采用文献总结法、案例分析法,从核级测量仪表调试的重要性入手,针对通道验证试验、量程修正试验提出优化方法,并对优化效果进行评价。研究结果显示通过优化调试方法,不仅提高了仪表调试效率和准确性,而且实现了调试管理的智能化,可在实际工作中推广应用。

光学双基站空间定位测量系统在核电厂波动管安装中的应用研究

在核电厂运行过程中,作为稳压器与主管道热段连接的通道,稳压器可通过波动管调节主回路系统冷却剂的工作压力,避免因压力过高或过低而引发事故。波动管安装施工涉及管线长,焊口多,安装精度要求高,需要进行精确的组对和安装过程控制。本文主要描述了采用自主研发的高精密光学双基站空间定位测量系统实现波动管安装的工艺方法,从测量控制网布设、波动管本体尺寸测量、接管管嘴测量、模拟组对等方面开展应用研究,通过模拟组对可提前确定管道坡口的预制加工尺寸,相较于实际拼接后再进行手工量取的传统方式,能够大幅缩短现场施工工期,同时对波动管本体尺寸进行了重复性测量,其3次测量结果互差最大为0.11 mm,满足核电厂三维测量两次互差小于0.3 mm的精度要求,验证了该系统能够较好地满足现场使用需求。