正如一个人恰当地指出的那样:“在ITER项目中,如果大厅里有凳子,那么她的祖母一定是用with制成的,并带有内部冷却通道,而她的腿是用钽合金制成的,一根是从日本进口的,另外三根是从美国进口的。” 这个项目似乎已经创建,因此任何设备都是破纪录的且令人惊奇的。
ITER磁铁电源系统的电气布线,包括开关设备。今天的简短故事是有关将快速连接和断开ITER超导线圈的系统以及另一个工程复杂性的消息,特别是自三月份通过执行此任务的设备的资格测试以来。
对于初学者来说,有关ITER磁性系统的电气知识有一点。 国际托卡马克将拥有48个超导磁体,即:
- 18个环形线圈(TF),串联电连接,但每对线圈都有一个快速能量释放装置(FDU)
- 6个中央螺线管(CS)模块独立连接
- 6个极向线圈(PF)独立连接
- 9对校正线圈(CC),独立连接
ITER磁系统图您可能会猜到,需要一个独立的连接来在不同的线圈中产生不同的电流(=磁场强度),以便控制等离子体(其位置,形状,电流等)。 电流有两种控制方式:首先,通过一组功能强大的整流器(数十兆瓦,总计约250兆瓦)来平滑地产生和改变线圈中的电流;其次,通过短时插入一个电阻器(当然,总功率为2.5吉瓦(! ),这就是线圈电路中的ITER),以消除其中的部分能量。
ITER磁铁与电源的连接的详细示意图电阻插入操作是启动托卡马克的一种经典方法。 在这种情况下,极向线圈和中央螺线管中磁场的急剧变化会产生涡旋电场,该电场穿透等离子体,并在其中产生环形电流,这是等离子体限制系统的一部分。
一个ITER电阻器组装模块-风冷钢,2兆瓦当前的英雄-SNU(交换网络单元),该电阻已在2017年3月的NIIEFA上进行了测试(并且,而且
更在乎的
是ITER磁铁电源系统 ),它负责将电阻器引入线圈电路。 在ITER中将总共安装8个SNU(在CS以及线圈PF1和PF6上)。
创建SNU的主要困难是高达60千安培的电流和开关线圈的大电感,这会导致在触点断开时出现8.5千伏的电压。 考虑到电路的极低电阻,断路器会产生一个用60 kA电流点燃的电弧,该电弧立即使其无法使用。 而且我们需要3万次关机的开关资源。
死胡同? 不,我们可以使事情复杂得多!

这是SNU方案。 不幸的是,我们必须理解许多缩写词,但让我们尝试一下:因此,SNR与插入线圈电路的电阻是相同的,首先它们与电路平行,电流从整流器流向FOS和FDS隔离开关形成的线圈。 底部是晶闸管反脉冲模块TCB,由两个相同的电路TH1,TH2组成,并与FOS和FDS-FMS接触器和EPMS紧急开关隔离器并联。
现实中的SNU(红色和蓝色的圆柱体)是FOS和FDS,从下面可以看到盒子TH1,TH2和气动自动化。ff 如果您解释它是如何工作的,可能会更清楚:
因此,最初,电流流经封闭的FOS和FDS。
1.首先,RMS关闭,将SNR电阻并联连接-但是,由于主电流电路的电阻小得多,因此什么也没有发生。
2.此外,气动装置打开FOS的时间少于5毫秒,并且第一次以0.25毫秒的电流将电流传送到包围它的晶闸管T(这是防止电弧产生的必要条件)。
3.同时,晶闸管开关TH1触发,通过连接点L1和FDS对电容器C1放电,并使通过晶闸管T和FDS的电流归零。
4.通过该设备的所有电流都将转移到晶闸管组TH1,从而允许您打开FDS,这是将FOS晶闸管与8.5 kV电压隔离所必需的,该电压将在电流转移到能量提取电阻SNR时出现。
5.在C1放电并打开FDS后,需要关闭TH1-为此,请使用第二条链C2-TH2(分别需要二极管D1短路C1)。
6.之后,线圈电流将流过SNR电阻,从而产生所需的电压浪涌。
我希望这一点很清楚:)该开关的主要功能之一是超快速气动断路器和接触器(FOS,FDS,FMS)-运行速度比传统断路器快约10倍。

模型和实时中的FOS,FMS和FDS。 取悦这些设备的高品质性能。如您所见,连同串行SNU的原型一起,对它的控制系统进行了测试(关于ITER设备控制系统整体结构的文章),有两个按钮或一个拨动开关(ITER),控制电路由2个模块化PLC和几个开关。

有趣的是,几年前ABB为完全不同的目的开发了一种类似的设备-切断高压直流电源线的分支。 尽管ABB混合动力开关的问题有所不同(中等电流下的电压非常高),但它的发展被认为是使用
直流电源线传输能量的解决方案领域的一场革命。