高速高压交流绝缘监测研究

发布时间：2020-05-19 10:26

【摘要】：本课题从能源危机的大背景核聚变能源领域的发展出发,介绍了超导托卡马克装置EAST,阐述了EAST快控电源所起到的重要作用。而由于其输出功率巨大,能够输出数千伏高电压和数千安培高电流,其绝缘问题非常重要,本课题即是针对EAST快控电源输出母线进行的绝缘监测研究,适用于高速高压交流的工作环境。本文从多电平逆变技术入手,详细介绍了EAST快控电源系统的工作原理、结构拓扑、移相控制和输出特性,分析了其输出母线作为绝缘监测对象的特殊性。继而分析了当前绝缘监测技术在直流领域内的应用情况,阐述了直流系统的绝缘监测原理,由此推导出适用于EAST快控电源的高压高速交流绝缘监测技术。本文对高压高速交流绝缘监测装置的软硬件设计进行了详细的描述,并且叙述了研究过程中遇到的问题,以及解决问题造成的版本更新内容。文章就搭建的仿真平台模拟不同条件下的仿真实验,分析仿真波形,进行实验验证,证明了本设计对EAST快控电源进行绝缘监测的可行性,以及对高压高速交流环境的适用性。文章最后对本文进行了总结,并选定了下一步的工作方向。
【图文】：

托卡马克装置,主机

合肥工业大学硕士研究生学位论文形磁场装置[5]。上个世纪，为了争相引领受控热核聚变领域，各国纷纷加入托卡马克装置研究的大军，，在控制高温等离子体的稳定度以及提高核聚变发生率方面获得了实质性的进展。我国在核聚变领域的起步较晚，从早期的小型托卡马克装置 CT-6 到中型托卡马克装置 KT-5、HT-6B 等，不断的摸索过程中也积累了大量的经验。90 年代开始，我国陆续开展了对大中型托卡马克装置的探索，如 HL_1M 装置、HT-7 装置，都取得了重大突破，极大提高了我国托卡马克装置的研究水平。

托卡马克,实验装置

图 1.2 EAST 托卡马克实验装置Fig1.2 EAST Tokamak experimental device.2 EAST 快控电源系统及其绝缘监察.2.1 EAST 快控电源系统EAST 作为世界首个全超导托卡马克，被誉为 “东方超环”，其实验目标够实现 1 兆安电流、1000 秒放电、1 亿度高参数等离子体的稳定运行，为 IT中国未来进行独立设计建设运行聚变堆奠定坚实的基础，为有朝一日实现稳效运行的核聚变，造福全世界人类做出贡献。EAST 装置的主机是一个轴对环形系统，主要由极向磁场、环向磁场、真空室及其内部构件、冷屏和外真瓦构成，聚变反应时需要通过对环向磁场和极向磁场的综合控制来约束等离在反应堆中的位置[6][7][8]。而为了增强磁场对等离子体的约束能力，托卡马克需要增大等离子体压强和磁场能量密度的比值，现在的技术主要采用拉长等体 D 型截面形成偏滤器。实验表明，虽然高拉长比的等离子体能够有效地加
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TL631.24

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