兆瓦級加速器直流高壓電源

1 引言

隨著(zhù)人們對環(huán)保技術(shù)的探索，加速器也逐漸被應用于環(huán)保產(chǎn)業(yè)中，電子束法電廠(chǎng)煙氣脫硫脫硝就 是一例。該類(lèi)加速器的電源功率要求達到 1000kW,而對電壓要求的等級不是很高，1MV 左右即可。 由于該類(lèi)加速器能耗較大，因此，人們對其進(jìn)行設計時(shí)更多的關(guān)注能量的轉換效率。三相變壓器型的 直流電壓發(fā)生器可以達到 90％以上的能量轉化效率，較好的滿(mǎn)足了市場(chǎng)的需求。同樣可以達到這一要 求的是絕緣芯變壓器型電源，但是該類(lèi)電源的結構復雜，一旦設備發(fā)生擊穿后維修困難。普通的三相 變壓器型電源結構更簡(jiǎn)單，維護更加方便。

下表給出了目前使用較多的工業(yè)加速器用直流高壓電源的性能比較[1]

表 1 工業(yè)加速器常用直流高壓電源性能比較

可以看出，變壓器加橋式整流電路型電源和絕緣芯變壓器型直流高壓電源的效率較高，而絕緣芯

變壓器型電源和地納米型電源在電壓等級方面比較有優(yōu)勢。 出于工程實(shí)際應用的考慮，我單位目前設計的加速器直流直流高壓電源技術(shù)指標為輸出電壓

1.2MV，輸出功率 1200kV，電壓不穩定度±5％，效率>95％。

1.1 電源類(lèi)型的確定

電子束輻照處理電廠(chǎng)尾氣對電子束的能量穩定度不高，僅要求長(cháng)時(shí)間（連續運行 1 年），大功率 束流（1000mA）的穩定輸出。以往的電子加速器系列所用高壓發(fā)生器二次側都采用電容倍壓線(xiàn)路來(lái) 整流，這樣的好處之一是可以使二次線(xiàn)圈的匝數比普通整流方式時(shí)減少一半。但是實(shí)際操作經(jīng)驗表明 這樣的整流方式也降低了供電的穩定性，隨著(zhù)電壓等級到升高到 4 或 5MV 時(shí)，所用電容數會(huì )是 2.5MV，100kW 的高壓發(fā)生器所采用電容數目的 3－4 倍。而且此時(shí)由于電壓等級的升高，高負載電阻和整流 管的體積也會(huì )相應的增大，從而影響到高壓發(fā)生器的整體體積。因此俄羅斯電物理室近幾年研制的加 速器用高壓直流高壓電源的二次側均采用橋式整流方式。