JT-60 及 LHD 的 电源与接地系统-------访日汇报
2001年11月9日

时间:2001年10月10日-20日
成员:刘正之
目的:先进核聚变试验装置电源及接地系统―――考察与交流―――为HT-7U的工程设计与建设提供参考。
重点:电源系统设计与运行,接地设计与工艺―――关键技术,关键设备,故障处理,经验与改进
地点:日本原子能研究所(JAERI)―――――JT-60装置
日本核融合科学研究所(NIFS)―――――LHD装置
内容:
一,日本原子能研究所(JAERI)―――JT-60装置―――十月10~13日
会见 Dr. Ushigusa (试验一室主任,与中方交流协调人),
Dr. Hosogane (装置一室主任),
Dr. Matsukawa (装置电源组负责人)―――主要 接待人
Dr. Yonekawa(装置控制组负责人),

参观了有关实验室及试验设施;听取了同行的有关介绍;了解了JT-60 电源系统概况,无功补偿与滤波的设计与运行,及其电容装置故障的处理与分析,接地设计的原则及实施,装置接地,防雷设计及运行等;并进行了讨论。

二,日本核融合科学研究所(NIFS)―――LHD装置 ―――十月14~20日
会见 Dr. Sanuki (与中方交流协调人),
Dr. Satow (装置工程室主任),
Dr, Yamada(磁体与电源负责人)―――主要 接待人
Dr. Chikarashi(控制),
Dr. Yanagi(磁体)
Dr. Kitagawa (飞轮发电机负责人)

参观了有关实验室及试验设施;听取了同行的有关介绍;了解了LHD 电源系统概况,飞轮发电机三次谐波振荡及其抑制措施,超导磁体的失超保护及保护开关的研制,接地设计的原则及实施,装置接地,防雷设计及运行等,并进行了讨论。

本人应对方要求,访问期间分别在二所作了交流报告。介绍了我所电源技术研究的概况,以及HT-7U电源系统的设计与进展。

收获与印象:
一,JT-60
1, JT-60 是一个大型托卡马克装置,电源系统庞大,参数很高,在八十年代建成,于1985年开始放电,已成功运行多年。1995年起又对极向场电源进行改造,以进行高三角率偏滤器运行。技术先进,工艺精细,性能稳定。在聚变电源技术领域具有一定位置。
2, 电源系统由日本数家知名电气厂商参与建设,得到工业界的广泛而有力支持,当然也存在激烈竞争。运行,维护,改进均有公司承担或参与,设备状态良好。
3, 无功补偿与滤波设备,1998年发生故障。多台电容器烧毁,已全部更换。据分析与仿真,认为是超过使用年限,绝缘材料老化,以及电压波形畸变,频繁操作等因素综合作用的结果。应引起注意。
4, 接地设计的思想与工艺独具特色,防雷设计采用完全分离的结构,与国际及我国目前接地与防雷设计的思想及进展有很大差别,与我们目前的接地与防雷设计也有有很大不同,值得认真研究。本人认为与日本多山的地形地质,日本的防雷标准,习惯做法有关。同时其结构复杂,造价很高,难以实施。但其一点接地的原则,电源系统高阻接地,以及装置接地的做法,与我们目前的设计方案基本相同。
二,LHD
1, LHD 是一个大型超导仿星器聚变试验装置,于1998年建成并运行。超导磁体电源容量相对较小,由电网供电;但辅助加热系统功率很高,由飞轮发动机组供电。同样具有技术先进,工艺精细,性能稳定的特点。
2, 超导磁体的失超保护开关,系自行研制,性能良好,可资借鉴。
3, 飞轮发电机三次谐波振荡及其抑制措施,可供参考。
4, 其接地设计与JT-60又有所不同,防雷设计不采用分离结构,与我们的做法相近。一点接地的原则,电源系统高阻接地,亦与我们的做法相近。但其接地装置过于强调降低接地电阻,造价较高。实验大厅与控制大厅地网分离与我们做法不同,亦与JT-60不同。
三,一般印象
1, 日本同行工作努力、认真、细致。
2, 接待热情友好,日程安排紧凑,效率较高。
3, 或因时间关系,或因人员变动及其它原因,技术细节尚不够清楚,讨论难以深入。

建议:
我所与日本同行在聚变电源技术方面的交流合作较少,建议在可能的情况下予以支持。双方同行的短期互访效果较好。