Система высоковольтного питания инжекторного комплекса термоядерных реакторов

Опубликовано 05,03.80 Бюллетень %9 Дата опубликования описания 07.03,80(54) СИСТЕМА ВЫСОКО ИНЖЕКТОРНОГО КОМП РЕАКИзобретение относится к высоковольтным системам питания устройств дополнительного нагрева пЛазмы термоядерных реакторов, в частности, к системам питания ионных источников инжекторов нейтральных частиц.Известны устройства высоковольтного питания (1), в которых защита высоковольтных источников постоянного напряжения осуществляется с помощью высоковольтного электронного ключа. Известно устройство высоковольтного питания ионных источников инжекторов нейтральтных частиц (2), содержащее источник постоянного тока, реактор и емкость фильтра, устройство формирования рабочего напряжения и нагрузку.Недостатком указанных схем являет- . ся необходимость использования для пиФтания каждого ионного источника, входящего в инжекторный комплекс термоядерных реакторов, индивидуальных высоковольтных источников постоянного напряжения. При этом каждый источник поВОЛ ЬТ НОГО ПИТ АНИ ЯЛЕКСА ТЕРМОЯДЕРНЫМИТОРОВ2 стоянного напряжения состоит из повьнцаюшего трансформатора, высоковольтногорегулируемого выпрямителя и 1 С фильтра, Поскольку в состав инжекторныхкомплексов современных термоядерных 5реакторов входит несколько десятковионных источников, использованиеиндивидуальных высоковОльтных источников электропитания приводит к резкому увеличению габаритов оборудования 10системы электропитания инжекторныхкомплексов, росту его стоимости и необходимых плошадей его размещения.Цель 1 о изобретения является умень -шенпе габаритов. Цель достигается тем, т 5что в систему введены выссковольтныевакуумные выключатели, цепи противО -тока для размыкания вакуумных выклк- чдтелей из емкости и импульсного трдписформатора и импульсный источник противотока, при этом группа устройствформирования рабочего напряжения и нагрузке подключена через вакуумнымивыключдтели к фильтровой мкостп пг 720543.точццка постояцного тока, цепи противогокд вдкуумцых выключателей включены параллельно вакуумным выключателям и емкости фильтря, д во вторичную обмотку импульсного трансформатора вкл 1 о - чен импульсный источник противоток а, кроме того, вторичные обмотки импульсного трансформатора соединены с обгцим импульсным источником противотока через разделительные ключи, входы управления которых соединенв 1 с блоками выбора последовдтельнос ти отключения ионных источников инжекторного комплекса,На чертеже представлена принципияль ная схема высоковольтного питания ич -жекторного комплекса термоядерного реактора.Система состоит из повьгц 1 ающего .трансформатора 1, мощногО высоковольтного источника постоянного тока 2, зд - рядного реактора 3, емкости фильтра 4, устройства формирования рабочего напряжения в нагрузке 5, подключенного через высоковольтный вакуумный коммутатор 6 и емкости фильтра 4, при этом емкость фильтра и каждый вакуумный коммутатор фунтировдны последователь - ной цепочкой состоящей из дополнительной емкости 7, вторичной обмотки импульсного трансформатора 8 и нодкпючены к устройству формирования рабочего напряжения 5 и нагрузке 9, первичные обмотки каждого импульсного трансфор - матора через разделительные ключи ЕОс соединены с общим источником противо- тока 11, а входы управления ключей 10 соединены с блоками выбора последовательности отключения устройств и 1 пкекции 12. Система работает следующим образом. При подаче напряжения на трансформатор 1, емкость фильтра 4 заряжается от высоковольтного источника 2 через реактор 3, Производится мехд - ническое замыкание контактов высоковольтных вакуумных коммутаторов 6, добавочная емкость 7 заряжается через индуктивность импульсного трансформатора 8 и напряжение прикладывается к устройству формирования рабочего напряжения 5, в котором с помощью переключения параллельной и последовательной генераторных ламп формируется фронт рабочего напряжения ня нагрузке инжектора 9. При необходимости отключения Одного из инжекторов, вследствии пробоя или изменения его характеристик выхоггд цз строя одной из гецердторных ламп, блок выбора последовдтель - ности отключения 12 формирует импульс на включение соответствующего разделительного ключа 10. Накопитель энергии источника противотокд 1 1 рдзряждется и через вторичную обмотку импул сного трднсформаторд 8 по цепи: емкость 7 коммутатор 6, емкость 4 создает ноль тока через контакты высоковольтного вакуумного коммутатора и последние размыкаются с помощью индукццон - цодинямического быстродействующего привода при ноле тока и ноле напряжения между контактами, чем обеспечцгзается защита нагрузки и откл 1 очение требуемого инжектора от системы высоковольтного питания. Нулевое няпря-, жение ца контактах высоковольтного вакуумного коммутатора к моменту разведения коцтактов обеспечивается снцхронньгм разрядом емкости фильтра 4 и добавочной емкости 7. При рдзмыкд - нии контактов скорость нарастания напряжения нд изоляциоццом промежутке, ограничивается собственной круговой гастотой контура емкость 7 ц балластный реактор, входящий в устройство формирования фроцта напряжения в нагрузке. При необходимости отключения высоковольтного питания всех инжекторов, блок выбора последовательности откл.ачения формирует серию импульсов нд последовательное включение разделительных ключей с периодом, равным времени заряда накопителя знерги 11 в исто и;цке искусственного поля тока.Применение опи" анной системы высоковольтного питания иггжекторов тор моядерцого реактора позволяет значительно улучшить весо-габаритные характеристики системы питания инжекторных комплексов термоядерных реакторов, за счет применения одного общего высоковольтного разделительного тр ансформ дтора, одного высоковольтного в 1,1 прямителя и фильтра для группы ионных исто-; - ников ийжекторного комплекса применяемых для нагрева плазмы.Применение высоковольтных вакуумных коммутаторов: с помощью которьгх осуществляется независимая коммутация ионных источников инжекторов при нулеьом токе и напряжении через его контакты, повышает надежность отключения (защиты) инжекторов в аварийных режимах. Использование одного игточника искусственного нуля тока для72054группы высоковольтных коммутаторов с помощью разделительных ключей и импульсных трансформаторов обеспечивает гальваническую развязку и оптимальное согласование источника с нагрузкой. Формула изобретения1. Система высоковольтного питания инжекторного комплекса термоядерных реакторов, содержащая источник постоял о ного тока, реактор и емкость фильтра, устройство формирования рабочего напряжения и нагрузку о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью уменьшения габаритов, в нее введены высоковольтные вакуумные выключатели, цепи противо- тока для размыкания вакуумных выключателей из емкости и импульсного трансфор матора и импульсный источник противо- тока, при этом группа устройств форми- Мо рования, рабочего напряжения в нагрузке подключена через вакуумные выключатели к фильтровой емкости источника постоянного тока, цепи противотока ва 1 6куумньгх вьгклгочателей включеггы параллельно вакуумным вьгключателям и емкости фильтра, а во вторичную обмотку импульсного трансформатора включен импульсный источник противотока.2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что вторичные обмотки импульсного трансформатора соединены с общим импульсным источником противо- тока через разделительньге ключи, входы управления которых соединены с блоками выбора последовательности отключения ионных источников ннжекторного комплекса. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Японии % 49-36480,кл. 136 391 опублик. 1974 г.2. Отчет Рсмд Рго 1 ВМ 1 ом акоп МбмСногааи 2 оЕсМол Зч 5 теп 5,ЙС Крсюсг,61 с. Р 8 сЮщс 1 РЬЧ 5 С 5 ЬОЪО 00 Ч,Рг 1 лМ 1оп ЬцЕп 5 ЙУ. Ънс,Евон, ЙЕи 3 вще 1 05 Ю,1976 црототип).