HT-7(2008)实验极向场电源工作小结剖析

HT-7（2008）实验极向场电源工作小结
极向场电源课题组
2008.04.08
HT-7实验极向场电源系统是基于EAST极向场电源系统的复合功能系统，在HT-7装置实验运行是在EAST极向场电源系统和控制系统条件下协调运行的，其中也包含HT-7极向场独立的系统（电容器组的充、放电，偏磁场电源，垂直补偿场电源，水平场电源等），与HT-7的总控系统配合能完成HT-7实验运行的系统，其性能与功能关系到HT-7实验运行的稳定和可靠。

极向场电源系统的任务为HT-7装置极向场供电，其幅值、时间、工作状态由实验总控控制管理。

极向场电源系统不负责管理HT-7装置和极向场线圈的运行条件、工作状态和实验运行中的参数设置、安全管理。

极向场电源系统的运行电流保护设置（1）装置实验运行极向场（线圈）的后备保护，（2）装置实验运行发生故障时极向场电源系统的保护。

极向场电源为电压输出，电源控制系统接受装置实验控制系统信号线传输的±10V模拟量信号，加热场对应输出电压为±700V，垂直场对应输出电压为±350V，水平场对应输出电压为±80V,同时传输（信号名为plasma）的开关量信号作为极向场电源输出启动与停止的控制参考。

对于HT-7装置实验极向场电源输出双向电压（有环流）供电只是交流放电的运行模式，其余的放电实验极向场电源输出单向电压（无环流）供电运行模式。

（有环流、无环流是电源本身的工作模式，为电源输出双向电流时较好过渡）。

设备改进、试验及维护，HT-7实验的极向场电源
HT-7实验极向场电源系统是基于EAST极向场电源系统，EAST极向场电源系统会按EAST装置实验运行经常的调整，单元测试，系统调试等，晶闸管开关系统换光纤触发，可控整流器触发有源功率分配器换无源功率分配器提高电源整体的稳定性和可靠性。

共享内存系统的建立实现了极向场电源系统实际意义上的实时控制，避免网络交换机实时数据交换不稳定的问题，实际上网络交换机是非实时的设备，只是在交换数据量很少时，用的时间很少，丢失的数据也很少，没有直接觉察到其影响，认为是实时的。

此前是减少交换的数据量，定时或不定时重启网络交换机等处理来维护系统的正常运行。

共享内存系统是较新的技术应用，包含有新的硬件（共享内存卡、共享内存交换机），软件由开发人员编写，但能得到的技术支持极少，遇到的技术问题也较多，经过艰难努力此系统在极向场电源系统调试和试运行，以及HT-7次装置实验运行是比较稳定、可靠的。

还要在EAST装置实验运行中进一步改进和优化。

为进一步满足HT-7实验和电源系统的安全、稳定及可靠。

电容器充电、放电系统（含交流运行时的隔离二极管短接真空开关），偏磁场电源、垂直补偿场电源、水平场电源的控制系统的改进和改造。

EAST极向场电源其中的八台整流变压器回厂技术监测和处理，本轮HT-7装置实验是EAST极向场电源的PS3和PS7 ，HT-7的电容器充电、放电系统（含交
流运行时的隔离二极管短接真空开关），偏磁场电源、垂直补偿场电源、水平场电源组成HT-7极向场电源系统。

影响设备安全的高电压（含快脉冲高电压）与强电磁环境干扰防护。

监控系统及网络、信号传输的安全、稳定及可靠性测试、分析和改进。

进一步的提高电源检测设备稳定性和可靠性。

加强人员、设备、和系统的安全防护。

提高人员在实验运行中的应变能力。

HT-7实验极向场电源及控制系统调试、试验运行
2008年一月份，开始用试验负载调试用于HT-7实验的极向场电源系统：PS7和PS3，电容器组的充、放电试验，偏磁场电源，垂直补偿场电源，水平场电源，控制系统，HT-7实验运行的控制系统总体联调和装置空放电联调。

配合电磁测量等系统单元的调试。

依据HT-7实验运行的总体协调：（1）垂直场极向场电源电流保护值设为7.5KA，（2）加热场极向场电源电流保护值设为 3.6KA。

确定运行状态、连锁保护，极向场电源系统采集的加热场、垂直场的电流、电压通过HT-7控制网上传总控系统，偏磁场电源，垂直补偿场电源，水平场电源的电流（模拟量）直接上传总控系统。

经过系统调试，与总控联调，极向场电源系统工作正常。

装置各场线圈带电流连续试运行表明极向场电源系统较稳定、可靠。

HT-7装置实验运行（2008.08.20--2008.04.07）
基于EAST极向场电源系统的PS7为HT-7的加热场供电（标称700V），PS 为HT-7的垂直场供电（标称350V）。

HT-7的电容器组、偏磁场电源、垂直补偿场电源、水平场电源的控制由EAST极向场电源控制系统完成。

此配套HT-7实验的极向场电源系统运行的稳定、可靠，没有出现因系统故障直接影响HT-7实验运行。

系统基本满足HT-7实验的要求。

极向场电源电源系统比较稳定、可靠。

共享内存系统较好地实现了极向场电源控制系统的实时数据交换，避免网络交换机实时数据交换不稳定的问题（网络交换机实际上是非实时的设备，只是在交换数据量很少时，用的时间很少）。

提高了控制系统整体的稳定性和可靠性。

HT-7本轮实验运行中还是有较多的加热场电源PS7极向场电源系统过流保护（加热场铁心饱和）。

运行联锁的10KV高压监控系统机器硬盘故障，极向场电源控制系统运行时故障报警，1小时内紧急处理恢复正常运行。

综合此轮HT-7实验运行期间的运行，极向场电源及控制系统运行的稳定性和可靠性有进一步的提高，基本没有发生系统故障。

建议：（1）总控与极向场电源系统之间传输的加热场电源、垂直场电源、水平场电源的输出控制信号实施完全光隔离，避免由使用多个类型电源因分布参数引起的影响（故障）。

（2）偏磁场电源、垂直补偿场电源、水平场电源的电流信号使用多个类型电源，电源的分布参数会引发的故障，电源系统与装置实验控制共用一个信号认为不合技术要求，装置实验控制应有偏磁场电源、垂直补偿场电源、水平场电源独立的电流测量。

小结
极向场电源系统在（2008.02.20—2008.04.07）HT-7实验中工作和运行状态正常，系统稳定、可靠，没有发生系统故障，完成了HT-7实验的要求。

积极配合相关系统（如：总控系统，电磁测量诊断系统等）的调试、测量，故障的检测和排除等，系统联调和试运行。

共享内存系统的建立实现了极向场电源系统实际意义上的实时控制，避免网络交换机实时数据交换不稳定的问题。

为其开发、应用提供技术参考。

综合ESAST极向场电源工作，完成设备改进、试验及维护。

此轮HT-7实验运行期间的运行，极向场电源及控制系统运行的稳定性和可靠性有进一步的提高，基本没有发生系统故障。