兆瓦級加速器直流高壓電源

1 引言

隨著人們對環(huán)保技術(shù)的探索，加速器也逐漸被應(yīng)用于環(huán)保產(chǎn)業(yè)中，電子束法電廠煙氣脫硫脫硝就 是一例。該類加速器的電源功率要求達(dá)到 1000kW,而對電壓要求的等級不是很高，1MV 左右即可。 由于該類加速器能耗較大，因此，人們對其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)更多的關(guān)注能量的轉(zhuǎn)換效率。三相變壓器型的 直流電壓發(fā)生器可以達(dá)到 90％以上的能量轉(zhuǎn)化效率，較好的滿足了市場的需求。同樣可以達(dá)到這一要 求的是絕緣芯變壓器型電源，但是該類電源的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦設(shè)備發(fā)生擊穿后維修困難。普通的三相 變壓器型電源結(jié)構(gòu)更簡單，維護(hù)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(yīng)用的考慮，我單位目前設(shè)計(jì)的加速器直流直流高壓電源技術(shù)指標(biāo)為輸出電壓

1.2MV，輸出功率 1200kV，電壓不穩(wěn)定度±5％，效率>95％。

1.1 電源類型的確定

電子束輻照處理電廠尾氣對電子束的能量穩(wěn)定度不高，僅要求長時(shí)間（連續(xù)運(yùn)行 1 年），大功率 束流（1000mA）的穩(wěn)定輸出。以往的電子加速器系列所用高壓發(fā)生器二次側(cè)都采用電容倍壓線路來 整流，這樣的好處之一是可以使二次線圈的匝數(shù)比普通整流方式時(shí)減少一半。但是實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)表明 這樣的整流方式也降低了供電的穩(wěn)定性，隨著電壓等級到升高到 4 或 5MV 時(shí)，所用電容數(shù)會是 2.5MV，100kW 的高壓發(fā)生器所采用電容數(shù)目的 3－4 倍。而且此時(shí)由于電壓等級的升高，高負(fù)載電阻和整流 管的體積也會相應(yīng)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(cè)均采用橋式整流方式。