Научная статья на тему 'Устройства оперативной коммутации тока для системы электропитания ИТЭР'

Устройства оперативной коммутации тока для системы электропитания ИТЭР Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
101
23
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Соколова Анна Ильинична, Романова Марина Сергеевна, Комарова Екатерина Андреевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Устройства оперативной коммутации тока для системы электропитания ИТЭР»

Согласно последним отчетам iTrack и W3tech, безусловные лидеры на рынке сайтостроительства — это CMS WordPress, Joomla.

Список литературы

1. Рейтинг CMS по версии iTrack [Электронный ресурс]. URL: https://itrack.ru/research/cmsrate/#!cms-free-tab (дата обращения: 17.06.2019).

2. Использование систем управления контентом [Электронный ресурс]. URL: https://w3techs.com/technologies/overview/content_management/all (дата обращения: 17.06.2019).

УСТРОЙСТВА ОПЕРАТИВНОЙ КОММУТАЦИИ ТОКА ДЛЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ИТЭР

12 3

Соколова А.И. , Романова М.С. , Комарова Е.А.

1Соколова Анна Ильинична - студент магистратуры;

2Романова Марина Сергеевна - студент магистратуры;

3Комарова Екатерина Андреевна - студент магистратуры, кафедра электромеханики и робототехники, Государственный университет аэрокосмического приборостроения, г. Санкт-Петербург

По современным физическим представлениям, существует всего несколько фундаментальных источников энергии, которые могут быть освоены и использованы человечеством. Ядерные реакции синтеза - это один из таких источников энергии.

ИТЭР (ITER) — это проект международного экспериментального термоядерного реактора, задача которого продемонстрировать возможности коммерческого использования термоядерного синтеза, а также решить возможные физические и технологические проблемы, с которыми может столкнуться человечество при использовании термоядерного синтеза.

Конструкция коммутационного сетевого блока (SNU) входит в состав системы питания ITER Coil Power Supply System (CPSS) [1].

Сетевые блоки (SNU) предназначены для прерывания высоких токов постоянного тока и генерации высокого напряжения, необходимого для пробоя и инициирования плазмы в начале каждого цикла работы ИТЭР. Это будет реализовано путем вставки резисторов последовательно со сверхпроводящими катушками с помощью главных автоматических выключателей (MCB). Два переключателя включения, включенные в SNU, будут использоваться для постепенного изменения напряжения, приложенного к катушкам, во время и после начальной фазы нарастания плазменного тока по командам из системы управления плазмой.

Каждый SNU должен содержать автоматический выключатель постоянного тока, который открывается по команде и отводит ток катушки в рассеивающий энергию разрядный резистор. Разрядный резистор должен быть подразделен на два подбанка R1 и R2, каждый из которых состоит из модульных параллельных элементов. Второй подбанк должен быть подключен последовательно с помощью резисторного переключателя (RMS), чтобы общее эффективное сопротивление уменьшалось в два этапа. SNU имеет резервный переключатель, который защищает другие SNU-переключатели в случае неисправности главного механического выключателя.

Резервные функции переключателя могут быть реализованы с помощью переключателей с одним режимом работы. После каждой операции эти переключатели могут потребовать замены некоторых частей, которые были

повреждены во время работы. Общее время работы главного выключателя SNU не должно превышать 20 мс. Период повторения между рабочими циклами SNU должен составлять не менее 1800 с.

Механические выключатели SNU могут выполнять 1500 операций, что соответствует приблизительно 1 году работы ITER без основного обслуживания (допускается только незначительное техническое обслуживание, такое как смазка или замена вспомогательных контактов, если таковые имеются). Общее число рабочих циклов SNU должно быть равно 30 000, что соответствует числу импульсов ITER на протяжении всего его жизненного цикла (при необходимости требуется техническое обслуживание).

Упрощенная схема SNU показана на рисунке 1. Каждый SNU состоит из двух групп оборудования: блока коммутации тока (CCU) и коммутационного сетевого резистора (SNR).

Рис. 1. Схема SNU

CCU состоит из следующих основных компонентов:

- Двухступенчатый размыкатель(BPOS);

- Тиристорный переключатель (TCB);

- Защитное замыкающее устройство многократного действия (BPMS);

- Резисторный переключатель (RMS).

Каждый из этих компонентов представляет собой автономное коммутационное устройство на основе одного или двух одиночных коммутаторов, установленных на раме с изоляционной пластиной и оснащенных вспомогательными компонентами для низковольтного питания, распределения охлаждающей воды и газа (при необходимости) и формирования сигнала.

BPOS вместе с TCB образуют функциональный блок, называемый главным автоматическим выключателем (MCB), который предназначен для передачи тока катушки в ветвь сетевого резистора (SNR).

Токовая коммутация, необходимая для инициирования плазмы в начале каждого рабочего цикла ИТЭР, выполняется в три этапа. Процесс начинается с открытия коммутатора быстрого выключателя (Fast Open (FOS)). Во-первых, ток передается от его механических контактов к подключенным параллельно низковольтным тиристорам. За несколько миллисекунд, когда тиристорный переключатель TH1 (часть TCB) включен, эти тиристоры блокируются обратным током, создаваемым разрядом конденсатора C1 через TH1 и контактами быстродействующего высоковольтного разъединителя (Fast Disconnect Switch (FDS)). В результате ток передается далее в ветвь TH1 и протекает через диод D1, что позволяет открывать FDS без тока. Наконец, конденсатор C2 разряжается через включенный TH2,

переключатель TH1 блокируется, и ток передается в банк резисторов R1 (часть SNR), подключенный параллельно CCU. Второй банк резисторов R2 может быть соединен параллельно R1 с помощью RMS во время фазы инициирования плазмы. Когда эта фаза закончена (через 3-15 с после пробоя), SNR шунтируется BPMS [2].

SNU охлаждается деионизированной водой, подаваемой центральной системой охлаждения медных цепей через систему водораспределения (CWC), установленную на раме механического коммутатора MSU. Все механические переключатели SNU будут постоянно подключены к централизованной системе, подающей сжатый газ к компонентам ITER (PBS65) через систему газораспределения (CGC), установленную на раме MSU. Расход воды, давление газа и параметры вспомогательных служб и компонентов будут постоянно контролироваться соответствующими локальными стойками управления (LCC) через интерфейс удаленного ввода-вывода, расположенный в блоках преобразования сигналов (SCC), установленных на рамах коммутатора.

Таким образом, в данной статье были рассмотрены одни из главных блоков оперативной коммутации тока для системы электропитания ИТЭР.

Список литературы

1. Фридман В. ITER как база для развития / Наше бессознательное сознание / В. Фридман, В. Беляков // № 3, 2014.

2. System integration of the iter switching networks, fast discharge units and busbars / Milani F., Benfatto I., Song I., Thomsen J., Roshal A. / Fusion Engineering and Design, 2011. Т. 86. № 6-8. С. 1476-1479.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.