Electrotechnical Complex of Tokamak KTM Pulse Power Supply System

Abstract

Системы импульсного электропитания установок типа токамак относятся к основным технологическим системам и предназначаются для создания требуемых сценариев изменения токов в обмотках электромагнитной системы. От точности реализации данных сценариев напрямую зависят возможность получения плазменного пробоя и конечные параметры получаемой плазмы. Учитывая уникальность каждой из сооружаемых в мире установок, а также установленную мощность применяемого электротехнического оборудования при комплектации их источников питания, с уверенностью можно констатировать, что сооружение подобных энергетических комплексов и их систем управления, оптимизация их электротехнических параметров и дальнейшая безаварийная эксплуатация являются актуальными задачами на пути освоения технологий управляемого термоядерного синтеза. В данной работе описаны система импульсного электропитания казахстанского материаловедческого токамака КТМ, система цифрового управления её силовым преобразовательным оборудованием, электротехнические решения, принятые при разработке системы импульсного электропитания токамака КТМ, и результаты проведённых испытаний некоторого оборудования и комплектующих. Испытания показали достаточную эффективность принятых электротехнических решений и возможность их использования при реализации систем импульсного электропитания токамаков малой и средней мощности.Ключевые слова: токамак KTM, импульсное электропитание, полупроводниковые преобразователи, система управления и диагностики преобразовательного оборудования, сильноточные прерыватели постоянного тока, распределение токов по параллельно соединённым полупроводниковым приборам. ВВЕДЕНИЕТокамак КТМ, сооружаемый в г. Курчатове (Республика Казахстан) в настоящее время, -единственная в мире «мегаамперная» установка (ток плазмы I = 0,75 МА), предназначенная для испытания материалов и технологий в штатных и аварийных (режим срыва плазмы) условиях работы термоядерных

Emergency Protection System of Electrotechnical Tokamak KTM Complex. Algorithmic and Information Support

“…Batyrbekov 1,3 , I.L. Tazhibayeva 1,3 , V.M. Pavlov 2 Taking into account the complexity of electrotechnical processes occurring in power supply systems and coils of tokamaks electromagnetic system, the financial cost and installed electrical power of the equipment used, the possible consequences of emergency situations associated with power supply systems of such type facility -the need to create specialized emergency protection systems becomes obvious as well as create secure verification of the appropriate accident-prevention algorithms.…”

“…Одной из основных технологических систем КТМ является система импульсного электропитания, предназначенная для непосредственного формирования сценариев изменения тока в обмотках электромагнитной системы токамака КТМ, а также система внешнего электроснабжения, которая служит для приёма и транспортировки мощности из питающей электросети к системе импульсного электропитания. Совместно две указанные системы представляют собой сложный электротехнический комплекс с довольно большой установленной мощностью электрооборудования (120 МВт) [3].…”

“…1 Т1-Т9) источников импульсного электропитания и их нагрузки контролируются специализированными устройствами микропроцессорной защиты ШЗТ. Преобразовательное оборудование системы импульсного электропитания [3] контролируется системой цифрового управления источниками импульсного электропитания (на рис. 1 контроллеры СЦУ CS, TF, PF1-PF6 и HFC).…”