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ELETTRONICA DI POTENZA ED IMPIANTISTICA ELETTRICA per sistemi sperimentali per la Fusione Termonucleare controllata

FTU motor flywheel generator MFG3Fig. 1: FTU motor flywheel generator MFG3

Per la realizzazione dell’impianto FTU (Frascati Torus Upgrade) nel C.R. ENEA di Frascati, nell’ambito e con il contributo finanziario del Programma di Ricerca Europeo sulla Fusione Termonucleare Controllata, la Sezione FUS-ING ha curato la progettazione di sistema, la supervisione dei lavori, la messa in servizio ed il collaudo di diverse Alimentazioni Elettriche non convenzionali impulsate comprendenti :

  1. un Gruppo Avviatore statico - Volano-Alternatore (MFWG)di elevata potenza (250MVA, 200 MJ ; Fig. 1);
  2. un sistema di convertitori ac/dc a tiristori a reazione dodecafase, operanti su quattro quadranti con controllo in sequenza della tensione (± 5 kV) ed inversione della corrente (± 25 kA) senza interruzione (potenza installata 700 MW, Fig. 2);
  3. un sistema di barrature blindate, con fasi segregate, con incluso un sistema di limitazione delle correnti di guasto entro 3msec (corrente limite 300 kA) tramite fusibili esplosivi (pyrobreaker), Fig. 3.
Convertitori ac/dc a tiristori di FTUFig. 2: Convertitori ac/dc
a tiristori di FTU
Barrature blindate a fasi segregate di FTUFig.3: Barrature blindate a fasi segregate
di FTU

Nell’ambito delle attività di progetto dell’impianto sperimentale internazionale ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) e con i contributi del Programma Europeo di Ricerca sulla Fusione, la Sez. FUS-ING ha collaborato con Ansaldo ASI (oggi Ansaldo ASI Robicon) allo sviluppo ed al test del modulo del prototipo di convertitore ac/dc 2,5 kV; 45 kA.
Il progetto è basato sul principio della Fault Suppression Capability : in caso di guasto ( fino a 330 kA) la corrente viene portata a zero invertendo la tensione del convertitore senza intervento dei fusibili o degli interruttori di protezione. In questo modo il convertitore è in grado di riprendere il normale funzionamento una volta rimosse le cause del guasto.
Il prototipo costruito da Ansaldo ASI, Figg. 4 e 5, è stato collaudato con successo fino alla corrente massima.

 Prototipo di  ac/dc converter per ITERFig. 4  Prototipo di  ac/dc converter per ITERFig. 5: Prototipo di ac/dc converter per ITER