兆瓦級加速器直流高壓電源

1 引言

隨著人們對環保技術的探索，加速器也逐漸被應用于環保產業中，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，人們對其進行設計時更多的關注能量的轉換效率。三相變壓器型的 直流電壓發生器可以達到 90％以上的能量轉化效率，較好的滿足了市場的需求。同樣可以達到這一要 求的是絕緣芯變壓器型電源，但是該類電源的結構復雜，一旦設備發生擊穿后維修困難。普通的三相 變壓器型電源結構更簡單，維護更加方便。

下表給出了目前使用較多的工業加速器用直流高壓電源的性能比較[1]

表 1 工業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勢。 出于工程實際應用的考慮，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 電源類型的確定

電子束輻照處理電廠尾氣對電子束的能量穩定度不高，僅要求長時間（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生器二次側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比普通整流方式時減少一半。但是實際操作經驗表明 這樣的整流方式也降低了供電的穩定性，隨著電壓等級到升高到 4 或 5MV 時，所用電容數會是 2.5MV，100kW 的高壓發生器所采用電容數目的 3－4 倍。而且此時由于電壓等級的升高，高負載電阻和整流 管的體積也會相應的增大，從而影響到高壓發生器的整體體積。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。