ITER直流测试平台整流器均流结构优化及动稳定校核

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xianzhiwangsu
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ITER直流测试平台是为满足中方承担ITER电源采购包项目测试需求而搭建的新型大功率测试平台,在该平台上将进行ITER极向场整流器设备的直流稳态及短路冲击试验。整流器模块是测试平台的核心设备,其多并联支路桥臂的均流特性,不仅关系到测试平台的稳定运行,同时也影响平台的短路电流输出能力。因此,整流器均流结构的优化设计及其动稳定能力的校核,对提高测试平台试验性能具有非常重要的意义。  首先,本文针对测试平台整流器同相逆并联结构的特点,经过分析提出桥臂结构的电磁耦合是电流不平衡的主要因素,并确定了优化均流结构的基本思路。同时,分析了测试平台整流器系统可能出现的各种短路情况,找出直流侧电抗器前级短路为最恶劣的短路故障,并将分析结果作为动稳定结构分析和校核的输入条件。  然后,本文重点针对整流器多并联支路桥臂的均流问题,提出了一种新的分析方法。该方法通过提取桥臂结构参数,将等效电路转化为数学模型,建立了基于电感矩阵的并联晶闸管电流微分方程组,分析不同桥臂结构的相互耦合对均流的影响,实现对整流器的桥臂结构优化。通过对桥臂支路结构的改造,将整流器整体均流系数由0.8提高到0.85,有效改善了整流器的均流特性,提高了测试平台的试验性能,并为大功率整流器均流结构设计提供了重要参考。  最后,针对同相逆并联整流器结构的动稳定问题,采用有限元方法,仿真计算了整流器结构在最严重短路故障下的电动力,得到整流器桥臂各部件最大等效应力及形变分布云图。分析结果表明,桥臂各部件的材料及设计结构具备足够抗短路能力,整流器的机械强度满足ITER直流测试平台短路动稳定能力的要求。
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