EAST裝置高壓電源介紹
發(fā)布時(shí)間:2013-11-05 作者:楊志剛 字體大小:大 中 小 【 關(guān)閉 】
我們知道,從電氣革命以后,機(jī)電是不分家的,有機(jī)必有電。我們把機(jī)械比作人體的骨骼和肌肉,那么電就是附在骨骼和肌肉上的血管,電源就是大心臟,不斷為機(jī)械提供源動(dòng)力。EAST超導(dǎo)托卡馬克核聚變?cè)囼?yàn)裝置就是一個(gè)復(fù)雜而龐大的機(jī)械裝置,它的運(yùn)轉(zhuǎn)就需要各種高功率電源提供驅(qū)動(dòng)力。
這些高功率電源擔(dān)負(fù)著向試驗(yàn)裝置提供各種不同規(guī)格的高功率電源,實(shí)現(xiàn)能量傳輸、功率轉(zhuǎn)換、運(yùn)行控制等重要任務(wù)。為等離子體的產(chǎn)生、約束、維持、加熱,以及等離子體電流、位置、形狀、分布和破裂的控制提供必要的工程基礎(chǔ)和控制手段。它對(duì)于裝置運(yùn)行的性能與安全,物理實(shí)驗(yàn)的成敗與效率,有著至關(guān)重要的作用。
這些高功率電源主要包括快控電源、極向場(chǎng)電源、縱場(chǎng)電源和輔助加熱高壓電源。
快控電源給裝置真空室內(nèi)的一組2匝位于裝置赤道面上下對(duì)稱而反向連接的常溫水冷線圈(簡(jiǎn)稱快控線圈)供電,形成等離子體垂直位移控制的主動(dòng)控制。從而抑制等離子體固有(特別在大拉長(zhǎng)位形下)的垂直不穩(wěn)定性,控制等離子體在垂直方向的快速漂移,實(shí)現(xiàn)等離子體在垂直方向的平衡與定位。快控電源,實(shí)質(zhì)上是一個(gè)大容量的AC/DC/AC單相逆變電源。系統(tǒng)組成主要有:高壓斷路器,整流變壓器,AC/DC整流器,DC/AC逆變器,濾波與鉗位,均流與保護(hù),電流引線,負(fù)載,以及監(jiān)測(cè)、控制、診斷與保護(hù)子系統(tǒng)。電源額定輸入容量是50MVA,額定輸入電壓 110/10KV。電源最高輸出電壓是±800V,額定輸出電流±2500A,100-150sec。
極向場(chǎng)電源給裝置內(nèi)十四個(gè)相互耦合布置的超導(dǎo)線圈供電,實(shí)現(xiàn)各種不同要求的等離子體位形、各種不同運(yùn)行模式下等離子體的產(chǎn)生、加熱、平衡與控制。每套極向場(chǎng)電源系統(tǒng)主回路由高壓開關(guān)柜、整流變壓器、整流器單元、晶閘管開關(guān)單元、失超保護(hù)單元、隔離開關(guān)單元、測(cè)量和控制系統(tǒng)等組成。電源輸出電壓10kV,輸出電流±15kA。
縱場(chǎng)電源是EAST縱場(chǎng)超導(dǎo)線圈的勵(lì)磁電源,它使EAST縱場(chǎng)超導(dǎo)線圈在等離子體中心產(chǎn)生穩(wěn)定的、低波紋度的最大為3.5T的縱向磁場(chǎng)。電源額定輸出電壓18V,額定輸出電流16kA。
輔助加熱高壓電源為各種輔助加熱裝置提供電能。輔助加熱裝置包括低雜波電流驅(qū)動(dòng)及加熱系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱LHCD),電子回旋共振加熱系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱ECRH),離子回旋共振加熱系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱ICRH)以及中性束注入加熱系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱NBI)。
低雜波電流驅(qū)動(dòng)及加熱系統(tǒng)包括4套-35kV/5.6MW的高壓電源和4套-50kV/15MW高壓電源,他們分別為EAST 2.45GHz和4.6GHz低雜波系統(tǒng)(即中國(guó)最大的微波爐)服務(wù)。
電子回旋共振加熱系統(tǒng)包括4套-60kV/12MW高壓電源,為EAST 140GHz電子回旋系統(tǒng)服務(wù)。
離子回旋共振加熱高壓電源,輸出電壓0~19.2kV,輸出電流20A。
中性束注入加熱高壓電源,輸出電壓100kV,輸出電流100A。

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