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EAST装置高压电源介绍
2013-11-05| 作者:杨志刚 | 【

  我们知道,从电气革命以后,机电是不分家的,有机必有电。我们把机械比作人体的骨骼和肌肉,那么电就是附在骨骼和肌肉上的血管,电源就是大心脏,不断为机械提供源动力。EAST超导托卡马克核聚变试验装置就是一个复杂而庞大的机械装置,它的运转就需要各种高功率电源提供驱动力。

  这些高功率电源担负着向试验装置提供各种不同规格的高功率电源,实现能量传输、功率转换、运行控制等重要任务。为等离子体的产生、约束、维持、加热,以及等离子体电流、位置、形状、分布和破裂的控制提供必要的工程基础和控制手段。它对于装置运行的性能与安全,物理实验的成败与效率,有着至关重要的作用。

  这些高功率电源主要包括快控电源、极向场电源、纵场电源和辅助加热高压电源。

  快控电源给装置真空室内的一组2匝位于装置赤道面上下对称而反向连接的常温水冷线圈(简称快控线圈)供电,形成等离子体垂直位移控制的主动控制。从而抑制等离子体固有(特别在大拉长位形下)的垂直不稳定性,控制等离子体在垂直方向的快速漂移,实现等离子体在垂直方向的平衡与定位。快控电源,实质上是一个大容量的AC/DC/AC单相逆变电源。系统组成主要有:高压断路器,整流变压器,AC/DC整流器,DC/AC逆变器,滤波与钳位,均流与保护,电流引线,负载,以及监测、控制、诊断与保护子系统。电源额定输入容量是50MVA,额定输入电压 110/10KV。电源最高输出电压是±800V,额定输出电流±2500A,100-150sec。

  极向场电源给装置内十四个相互耦合布置的超导线圈供电,实现各种不同要求的等离子体位形、各种不同运行模式下等离子体的产生、加热、平衡与控制。每套极向场电源系统主回路由高压开关柜、整流变压器、整流器单元、晶闸管开关单元、失超保护单元、隔离开关单元、测量和控制系统等组成。电源输出电压10kV,输出电流±15kA。

  纵场电源是EAST纵场超导线圈的励磁电源,它使EAST纵场超导线圈在等离子体中心产生稳定的、低波纹度的最大为3.5T的纵向磁场。电源额定输出电压18V,额定输出电流16kA。

  辅助加热高压电源为各种辅助加热装置提供电能。辅助加热装置包括低杂波电流驱动及加热系统(简称LHCD),电子回旋共振加热系统(简称ECRH),离子回旋共振加热系统(简称ICRH)以及中性束注入加热系统(简称NBI)。

  低杂波电流驱动及加热系统包括4套-35kV/5.6MW的高压电源和4套-50kV/15MW高压电源,他们分别为EAST 2.45GHz和4.6GHz低杂波系统(即中国最大的微波炉)服务。

  电子回旋共振加热系统包括4套-60kV/12MW高压电源,为EAST 140GHz电子回旋系统服务。

  离子回旋共振加热高压电源,输出电压0~19.2kV,输出电流20A。

  中性束注入加热高压电源,输出电压100kV,输出电流100A。

 
 

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