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基于混合式开关的超导磁体失超保护系统仿真研究
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作者 廖超 彭建飞 +2 位作者 王英翘 李华俊 李维斌 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期298-305,共8页
设计了一种基于混合式开关的新型失超保护电路。该电路采用二极管桥与IGBT组合实现电流双向流动,减少了开关数量需求,提高了可靠性;通过调节电路中能耗电阻值实现电流快速下降,提高了耗能速度,能更好完成超导磁体保护要求。采用等效电... 设计了一种基于混合式开关的新型失超保护电路。该电路采用二极管桥与IGBT组合实现电流双向流动,减少了开关数量需求,提高了可靠性;通过调节电路中能耗电阻值实现电流快速下降,提高了耗能速度,能更好完成超导磁体保护要求。采用等效电路的方式对失超保护过程中的多级换流和移能过程进行了分析,给出了保护动作逻辑和能耗电阻的阻值调节策略,并通过电路仿真进行了技术验证。 展开更多
关键词 失超保护系统 混合式直流开关 电流转移特性
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失超保护系统直流真空断路器开断换流分析
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作者 徐猛 仝玮 +3 位作者 李华 宋执权 许强林 傅鹏 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期3827-3834,共8页
磁约束聚变装置的失超保护系统利用直流断路器快速切断超导磁体回路的电流,实现磁体能量的转移与释放,以保障磁体安全。随着超导磁体运行电流等级的不断提升,直流断路器的设计面临着巨大挑战。本文针对10 kV/100 kA的大容量失超保护系... 磁约束聚变装置的失超保护系统利用直流断路器快速切断超导磁体回路的电流,实现磁体能量的转移与释放,以保障磁体安全。随着超导磁体运行电流等级的不断提升,直流断路器的设计面临着巨大挑战。本文针对10 kV/100 kA的大容量失超保护系统设计,提出使用直流真空断路器作为开断电流的主保护开关,并详细分析了其开断换流过程。首先介绍了失超保护系统的拓扑结构和工作原理;然后具体分析了真空断路器在开断及换流阶段的数学方程,并依据开断可靠性理论,分别对换流回路、泄能回路与缓冲回路进行了计算和参数设计;最后开展了100 kA直流电流开断实验。研究结果表明,失超保护系统中使用真空断路器开断100 kA磁体电流具有理论和工程可行性,并通过实验验证了所设计的真空断路器样机能够有效开断100 kA电流,换流过程符合预期判断。本文的研究工作为大功率失超保护系统中的直流断路器设计提供了技术支撑。 展开更多
关键词 导磁体 失超保护 直流开断 直流真空断路器 换流分析 100 kA磁体电流
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EAST极向场电源失超保护系统的设计及模拟实验 被引量:9
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作者 宋执权 傅鹏 +1 位作者 汤伦军 吴义兵 《核聚变与等离子体物理》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期28-33,共6页
给出了EAST极向场磁体电源失超保护系统的设计方案,描述了两种失超保护开关——直流快速开关和爆炸开关采用的两级换流结构的设计和工作原理,分析了这种结构在换流过程中的规律,该结构有效地解决了开关开断直流大电流的难点。通过模拟... 给出了EAST极向场磁体电源失超保护系统的设计方案,描述了两种失超保护开关——直流快速开关和爆炸开关采用的两级换流结构的设计和工作原理,分析了这种结构在换流过程中的规律,该结构有效地解决了开关开断直流大电流的难点。通过模拟实验证明了该失超保护系统满足设计要求。 展开更多
关键词 失超保护 直流快速开关 爆炸开关 两级换流结构
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FAIR超导二极磁体实验失超保护系统设计与分析 被引量:5
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作者 龙风 刘方 +1 位作者 施毅 武玉 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期333-336,共4页
阐述了超导磁体线圈实验过程中采用的平衡桥路电压失超检测及保护方案,对超导磁体电压失超检测电路进行了分析,提出了平衡桥路失超电压检测法选取原则。
关键词 FAIR 导二极磁体 平衡桥路 检测 失超保护
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电力系统中超导装置的过电流失超保护 被引量:4
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作者 唐跃进 李敬东 潘垣 《华中理工大学学报》 CSCD 北大核心 2000年第6期24-26,共3页
对超导电力装置在不同电流条件下的失超特性进行了实验研究 ,分析了超导装置的失超电流 时间特性 ,并通过实验 ,说明了超导电力系统失超保护设计中考虑超导失超电流 时间特性的必要性以及考虑方法 ,为超导电力系统的失超保护提供了具... 对超导电力装置在不同电流条件下的失超特性进行了实验研究 ,分析了超导装置的失超电流 时间特性 ,并通过实验 ,说明了超导电力系统失超保护设计中考虑超导失超电流 时间特性的必要性以及考虑方法 ,为超导电力系统的失超保护提供了具体设计思路 . 展开更多
关键词 导限流器 失超保护 电力系统 导装置 过电流
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HT-7托卡马克装置纵场超导磁体失超保护可靠性研究 被引量:2
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作者 刘彦琴 胡燕兰 +1 位作者 黄敏 张晓东 《低温与超导》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期28-32,共5页
重点介绍 HT- 7超导托卡马克纵场失超保护可靠性措施 ,如双门限信号相与、双通道信号处理、前馈补偿、高频滤波等 ;简明介绍了托卡马克装置运行中失超发生的规律性。
关键词 失超保护 补偿 滤波 HT-7托卡马克装置 纵场导磁体
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快速磁通变化超导线圈失超保护的改进方法 被引量:4
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作者 胡燕兰 刘彦琴 《低温与超导》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期42-44,共3页
大型托卡马克超导装置的超导线圈在快速励磁条件下 ,将在线圈中产生很大的感应电压噪声 ,可能比用于失超检测的电阻电压大几个量级 ,同时在大电流和快速励磁条件下失超保护对确保装置安全变得尤为重要。文中主要提出在超导线圈大电流和... 大型托卡马克超导装置的超导线圈在快速励磁条件下 ,将在线圈中产生很大的感应电压噪声 ,可能比用于失超检测的电阻电压大几个量级 ,同时在大电流和快速励磁条件下失超保护对确保装置安全变得尤为重要。文中主要提出在超导线圈大电流和快速励磁条件下如何进行正确失超保护的一种方便又可行的工程方法 ,并在中科院等离子体所对 HT- 7U第一个超导中心螺管原型线圈进行的性能测试实验中取得了成功。 展开更多
关键词 导线圈 托卡马克导装置 失超保护 电磁能 热能
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HT-7超导托卡马克装置超导纵场磁体失超保护系统及运行经验 被引量:5
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作者 刘彦琴 胡燕兰 《低温与超导》 CAS CSCD 北大核心 1999年第2期11-15,共5页
简明介绍了HT-7托卡马克装置中超导磁体失超保护系统的组成。并重点总结了四年来装置运行中,失超保护系统工作的情况和经验。
关键词 托卡马克 导磁体 失超保护系统
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极向场电源失超保护控制系统的设计 被引量:1
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作者 宋执权 傅鹏 +1 位作者 杨亚龙 吴义兵 《自动化与仪表》 2006年第4期74-76,共3页
介绍了将应用于EAST超导托卡马克装置的极向场电源失超保护控制系统的设计方案和技术要求。重点描述了失超保护控制系统的软件和硬件电路保护的设计,并给出了它们的设计原理图。
关键词 失超保护开关 硬件电路 现场总线 继电器
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CFETR堆背景磁体失超保护系统设计
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作者 郑龙贵 倪其才 +7 位作者 肖业政 潘超 王腾 郭大鹏 李晓飞 胡燕兰 吕环宇 陆建华 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2021年第3期366-371,共6页
为满足中国聚变工程试验堆对超导磁体性能的更高要求,设计了背景磁体失超保护系统。该系统采用软硬件相结合的设计,包括FPGA、ARM嵌入式、Labview、触摸屏等。性能测试结果表明:该系统灵敏度高,稳定性强,安全又可靠,达到设计要求。
关键词 CFETR 背景磁体 失超保护
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二极管在HERA超导磁体失超保护中的应用
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作者 林良真 K.H.Mess E.Schuld 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 1990年第1期33-40,共8页
本文介绍二极管在HERA质子环超导磁体失超保护中的应用。二极管与超导磁体并联,在磁体失超时它将分流磁体电流以保护超导磁体,二极管装置安装在磁体低温容器中并在液氦温度下运行。总共有246个四极磁体的二极管装置和465个二极磁体的二... 本文介绍二极管在HERA质子环超导磁体失超保护中的应用。二极管与超导磁体并联,在磁体失超时它将分流磁体电流以保护超导磁体,二极管装置安装在磁体低温容器中并在液氦温度下运行。总共有246个四极磁体的二极管装置和465个二极磁体的二极管装置在液氦温度下进行过试验。本文还将介绍对失超保护用二极管的技术要求,二极管装置的装配与试验以及磁体失超时二极管的保护效果。实验表明,二极管作为HERA超导磁体失超保护是可靠和令人满意的。 展开更多
关键词 二极管 HGRA 磁体 失超保护
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BESⅢ超导磁体失超保护及信号采集
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作者 廖院松 朱自安 +4 位作者 黄光明 周谨 赵玲 易昌练 方瑜 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期994-997,共4页
介绍了北京正负电子对撞机上北京谱仪(BESIII)的超导磁体失超保护系统的设计原理,重点介绍了基于CAN总线的信号采集系统的设计和实现。信号采集系统监测和记录磁体内部关键电压信号以及磁体外部重要的辅助信号,用于分析和诊断磁体的状态... 介绍了北京正负电子对撞机上北京谱仪(BESIII)的超导磁体失超保护系统的设计原理,重点介绍了基于CAN总线的信号采集系统的设计和实现。信号采集系统监测和记录磁体内部关键电压信号以及磁体外部重要的辅助信号,用于分析和诊断磁体的状态,并用LabVIEW完成用户界面程序设计。 展开更多
关键词 BESⅢ 导磁体 失超保护 CAN总线 abVIEW
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超导储能系统失超保护实验研究
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作者 王艺新 方进 +2 位作者 魏斌 丘明 杨艳芳 《低温与超导》 CAS CSCD 北大核心 2009年第12期19-22,共4页
介绍了超导储能系统的失超保护实验,分别对实验装置、失超保护系统、实验连线以及实验电路四个方面进行了阐述。在超导储能系统运行过程中,通过测量在磁体电流超过临界电流情况下,失超保护系统中失超电压及电流的变化曲线,分析了不同充... 介绍了超导储能系统的失超保护实验,分别对实验装置、失超保护系统、实验连线以及实验电路四个方面进行了阐述。在超导储能系统运行过程中,通过测量在磁体电流超过临界电流情况下,失超保护系统中失超电压及电流的变化曲线,分析了不同充电电流对磁体阀值电压的影响以及在磁体参数改变下失超保护系统的适用情况。实验结果表明,失超保护系统能快速、准确地检测失超信号,并进行保护动作。同时,实验数据的统计也说明了不同的充电电流速度对阀值电压没有产生影响。 展开更多
关键词 导储能 失超保护 临界电流 阀值电压
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HT-7超导托卡马克纵场桥路信号的分析及失超保护系统的改进
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作者 黄敏 张晓东 +1 位作者 刘彦琴 胡燕兰 《低温与超导》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期36-40,共5页
简明介绍了 HT- 7超导托卡马克纵场失超保护的原理及硬件电路存在的缺陷。重点分析对纵场桥路信号的计算机采集、处理和保护结果 ,并据此对失超保护进行改进。
关键词 失超保护 信号 干扰信号 桥路信号 HT-7导托卡马克装置 纵场磁体
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失超保护系统中固态开关的均流控制
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作者 张潇鹏 王英翘 +1 位作者 彭建飞 李维斌 《电子测量技术》 北大核心 2022年第11期16-21,共6页
失超保护系统在超导托卡马克的运行中发挥着重要作用,其在失超发生时快速转移储存在线圈中的磁场能量,从而保护超导磁体。由于失超保护系统功率较大,在应用时必须并联多个固态开关模块,因此带来的均流问题也有待进一步的解决。本文在选... 失超保护系统在超导托卡马克的运行中发挥着重要作用,其在失超发生时快速转移储存在线圈中的磁场能量,从而保护超导磁体。由于失超保护系统功率较大,在应用时必须并联多个固态开关模块,因此带来的均流问题也有待进一步的解决。本文在选定IGBT作为失超保护系统中的固态开关后,分析了影响其均流的因素,采用调节栅极电阻的方式进行IGBT关断时的动态均流,并对栅极电压进行PI控制以实现IGBT导通时的静态均流,仿真和实验结果均证明了220 A电流下该控制方案的有效性。相比于传统支路串入阻抗的均流手段,该方案无须改变主回路,控制方式简单,灵活性更好,同时能有效抵御干扰的影响,进一步推动了固态开关在失超保护系统中的实际应用。 展开更多
关键词 失超保护 IGBT 均流 PI控制
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用于失超保护的固态开关可行性研究 被引量:3
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作者 卢应峣 宋执权 +1 位作者 汪舒生 李华 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2018年第1期73-76,共4页
针对目前先进实验超导托卡马克(EAST)装置失超保护开关分断动作后维护量大的缺点,给出一种混合式开关失超保护开关设计。比较了3种全控型器件的特性,选取5SNA 3000K452300型绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为固态开关的开关器件,并通过仿真... 针对目前先进实验超导托卡马克(EAST)装置失超保护开关分断动作后维护量大的缺点,给出一种混合式开关失超保护开关设计。比较了3种全控型器件的特性,选取5SNA 3000K452300型绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为固态开关的开关器件,并通过仿真其温升计算了其最大可关断电流。提出使用二极管桥式整流拓扑实现双向通流,可简化开关控制并节省成本,并通过仿真和实验验证了该拓扑的可行性。 展开更多
关键词 绝缘栅双极型晶体管 失超保护 固态开关
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泄能支路对CFETR失超保护系统影响分析
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作者 仝玮 宋执权 +3 位作者 傅鹏 李华 张秀青 汪舒生 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期105-110,共6页
中国聚变工程实验堆(CFETR)是中国自主设计的下一代聚变装置,其超导线圈的电流最大达到100kA。失超保护系统尤其是直流保护开关的可靠性对于超导线圈的保护极为重要。分析了系统中泄能回路参数对CFETR失超保护开关的动作可靠性影响,首... 中国聚变工程实验堆(CFETR)是中国自主设计的下一代聚变装置,其超导线圈的电流最大达到100kA。失超保护系统尤其是直流保护开关的可靠性对于超导线圈的保护极为重要。分析了系统中泄能回路参数对CFETR失超保护开关的动作可靠性影响,首先通过理论计算分析杂散参数对开关动作的影响趋势,然后通过仿真求解关断过程中各支路电流电压来验证计算。计算结果证明,较大的泄能支路杂散参数将改变直流开关的关断参数,并降低直流保护开关的动作可靠性。最后对泄能电阻杂散电感提出小于120μH的设计要求,确保系统安全可靠地运行。 展开更多
关键词 CFETR 失超保护 直流保护开关 杂散电感 泄能支路 可靠性
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基于人工过零的失超保护100 kA真空断路器试验 被引量:1
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作者 胡星光 钟积科 +2 位作者 李华 李航 吴木泉 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期132-136,共5页
在超导磁体电源系统中,失超保护系统具有重要的地位,能够将磁体能量迅速转移并消耗。聚变堆主机关键系统综合研究设施项目对失超保护系统提出了100 kA直流分断的技术要求,其中采用真空断路器作为转移支路开关。针对CRAFT失超保护系统,... 在超导磁体电源系统中,失超保护系统具有重要的地位,能够将磁体能量迅速转移并消耗。聚变堆主机关键系统综合研究设施项目对失超保护系统提出了100 kA直流分断的技术要求,其中采用真空断路器作为转移支路开关。针对CRAFT失超保护系统,设计了串联结构的100 kA直流真空断路器并完成了样机制造。通过现场试验,在人工过零电路的配合下,所设计和制造的真空断路器完成了100 kA直流分断测试。 展开更多
关键词 失超保护 真空断路器 串联结构 人工过零 直流分断
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CFETR失超保护系统总体设计研究 被引量:3
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作者 许强林 李华 +2 位作者 宋执权 徐猛 张希宁 《南方能源建设》 2022年第2期33-38,共6页
[目的]中国聚变工程实验堆(CFETR)失超保护系统转移并消耗失超状态下超导磁体中储存的巨大能量,使其免受损坏。为了满足CFETR失超保护系统的设计需求,文章进行了系统总体设计。[方法]介绍了失超保护系统的基本原理和动作逻辑,分别描述... [目的]中国聚变工程实验堆(CFETR)失超保护系统转移并消耗失超状态下超导磁体中储存的巨大能量,使其免受损坏。为了满足CFETR失超保护系统的设计需求,文章进行了系统总体设计。[方法]介绍了失超保护系统的基本原理和动作逻辑,分别描述了纵场线圈(TF)失超保护单元以及极向场/中心螺管线圈(PF/CS)失超保护单元的系统设计参数。[结果]对当前所设计的两种不同方案进行分析,主要介绍了失超保护开关的拓扑结构、开关动作逻辑以及其他部件的设计需求。[结论]对于系统总体设计方案,由于成本低、占地少、技术相对成熟且可行性高,电流人工过零关断的机械式直流开关作为首选方案。考虑到良好的发展前景,机械开关和固态开关相结合的混合直流开关作为备选方案。 展开更多
关键词 CFETR失超保护系统 纵场线圈 极向场/中心螺管线圈 电流人工过零 混合直流开关
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YBCO超导线圈失超保护的研究
20
作者 付猷昆 《核工业西南物理研究院年报》 2003年第1期113-114,共2页
近来膜超导体YBCO的长尺寸化取得了较大的进展,有望在不久的将来用这种下一代的高温超导体制成超导线圈。与用低温超导体材料绕制的线圈相比,高温超导线圈可以在较高的温度下运行且较难发生失超现象。即使这样,对高温超导体失超的研... 近来膜超导体YBCO的长尺寸化取得了较大的进展,有望在不久的将来用这种下一代的高温超导体制成超导线圈。与用低温超导体材料绕制的线圈相比,高温超导线圈可以在较高的温度下运行且较难发生失超现象。即使这样,对高温超导体失超的研究和测量也是非常有必要的。特别是膜超导体由YBCO薄膜和Ni基金属基带(比如Hastelloy合金)组成,当导体失超时有较高的电阻率。 展开更多
关键词 YBCO 导线圈 失超保护 铜安定化 银安定化
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