大电流系统控制器的设计及其稳定性分析

为在设计核聚变装置EAST纵场电源控制器时,确保电源系统的稳定度和准确度满足设计要求,从大电流系统数学模型着手,建立了系统的传递函数,结合仿真和实验结果,分析了控制器参数的变化对电源系统稳定性的影响。得出当负载为大的电感时,若使用强的积分效果,很可能导致系统不稳定,故在满足系统准确度的前提下,可使用P控制作为这类负载的调节器,同时对于并联电源,均流参数的选择必须保证系统是稳定的。     

基于EAST超导纵场线圈的换流分析

先进超导托卡马克(EAST)是一个磁约束核聚变装置,其中,纵场线圈的额定储能接近300 MJ,一旦发生失超没有及时地进行保护,后果将是灾难性的,因此可靠的纵场线圈失超保护措施对于EAST至关重要。从纵场线圈的能量泄放途径着手,在确保纵场线圈焦耳积分满足要求的前提下,详细地阐述了换流的方案和开关的连锁控制。理论分析和实验证明,它们不仅能保护纵场线圈的安全,而且能可靠地保护纵场电源;二次换流方案的采用,降低了开关分断直流电弧的难度,提高了开关的使用寿命,它对超导储能设备和大电感负载的换流具有一定的借鉴作用。     

基于国际热核聚变试验堆项目的智能变电站预制式电气舱分析

国际热核聚变试验堆(ITER)是一个磁约束核聚变装置,基于该装置的高压变电站的二次设备采用预制式电气舱进行集成,适应当前国家电网智能化建设的趋势,是国内变电站研究和发展的主要方向。对ITER脉冲高压变电站(PPEN)预制式电气舱设计进行了分析,预制式电气舱通过箱式封装和电气设备模块化集成,实现了二次设备优化组合和"即插即用",同时充分考虑到舱内通风、照明、温湿度控制、屏柜电缆布置等因素,在实际应用中大大降低了安装和运营成本。     

链式STATCOM直流侧电容电压平衡控制

由于链式STATCOM直流侧电容器相互独立,如何使这些电容器上的电压保持一致是装置安全可靠运行需要解决的关键问题。从能量的角度,通过研究链式STATCOM直流侧电容的电压变化过程,解释了电容电压不平衡现象产生的机理。通过simulink进行了仿真验证。另外,还研究了开关脉冲循环换位对直流侧电容电压不平衡的抑制作用,但是当STATCOM链节单元的并联损耗不同时,开关脉冲循环换位就不能够抑制电容电压不平衡。提出了开关脉冲排序换位的方法,即使STATCOM链节单元损耗不同,也能够使电容电压趋于平衡。仿真结果表明,开关脉冲排序换位能够有效地抑制电容电压不平衡。     

CFETR 110 kV电缆接地方案研究

  目的  中国聚变工程实验堆（CFETR）旨在论证稳态燃烧等离子体的工程可行性。站内110 kV高压供配电系统通过电缆等设备为超导磁体电源和无功补偿系统供电，因此高压电缆的稳定工作对实验的开展至关重要。  方法  电缆正常运行需要考虑金属护层感应电势和环流，在对金属护层接地方式充分调研计算后，确定站内110 kV高压XLPE电缆交叉互联接地。利用ANSYS Maxwell软件对三相电缆进行建模，仿真护层感应电压；最后将仿真结果代入Simplorer所构建的等效电路。  结果  其仿真结果显示护层感应电势和环流满足国家标准要求。  结论  为110 kV电缆护层设计的交叉互联接地方案安全可靠，能够确保电缆长期稳定工作。     

EAST纵场电源滤波技术研究

在EAST纵场电源中通常采用低通滤波器滤去高频干扰信号,为分析低通滤波环节对纵场电源的动态特性和稳态特性的影响,在均流环节和反馈环节分别引入了低通滤波器,在建立纵场电源的传递函数后利用频率的分析方法得到了开环系统的波特图,进而得到电源系统的动稳态特性。研究结果表明:引入低通滤波器改变了电源系统的传递函数,不仅会影响电源系统的动态特性,而且会影响电源系统的稳定性。即使是同一滤波器,当负载的特性改变时电源系统的稳定性也会发生改变。另外,引入低通滤波器对电源系统有一定的滞后作用,故对系统的稳定裕度提出一定的要求,因此在电源系统中应该合理的选择滤波器才能取得相应的滤波效果。     

EAST纵场电源均流技术

EAST纵场电源由两组双反星形整流电路直接并联而成,要求单组电源的环流和两组电源之间的环流必须满足规定.从纵场电源的数学模型着手,通过谐波分析得到产生环流的原因,对于单组电源的环流,通过改变电路的阻抗特性来抑制,而对于两组电源之间的环流,则通过控制的方法进行动态调节.仿真和实验结果证明,该方案能在保证纵场电源稳定的前提下,取得良好的均流效果.     

基于环流分析的纵场电源均流控制器的设计

EAST纵场电源由两组双反星形整流电路并联而成,两组电源的环流必须满足其要求.从纵场电源数学模型着手,通过电路分析,得到环流和电源参数、均流控制器参数的关系式,再依据此关系式和环流的要求设计出相应的均流控制器参数.理论分析和实验结果表明,这种利用电路分析设计出均流控制器的方法.对于并联电源系统参数的设计具有一定的指导意义.     

基于ITER-PPEN的预制舱载荷分析

预制式电气舱内部结构复杂,外部尺寸较大,将会在法国ITER现场长期使用。根据ITER现场地理位置和自然条件情况,用有限元软件分析和计算了在各种载荷组合工况下,结构的应力值和变形量,验证了此预制式电气舱能够承受所安装设备产生的组合载荷,具备足够的强度,满足室外安装和长期存放的要求。     

ITER PPEN 66kV电压互感器设计及误差补偿分析

本文中作者对PPEN(脉冲功率电网)66kV电压互感器进行了设计,给出了电压互感器额定磁密和爬电距离选择方法,并分析了引起电压互感器误差的主要原因。