ITER(International Thermonuclear Experimental Rector)是由中国、欧盟、美国、俄罗斯、日本、韩国、印度七方参与建设的国际热核聚变实验堆。2006年ITER合作各方(国)签署了ITER项目正式分担合作的协议，并进入具体建造实施。ITER建成目的是在稳态条件下实现重复点火和反应，标称聚变功率是150MW。　　 ITER纵场电源是ITER纵场磁体的励磁电源，纵场电源系统要满足纵场磁体的升磁、退磁及稳磁的要求。因此，一方面要求设计出合适的ITER纵场电源整流器拓扑结构，满足额定电压900V、额定电流70kA的输出参数要求；另一方面设计电源的控制和监控保护系统，为电源系统稳定、可靠运行提供重要保证；最后，由于纵场磁体储能达到40.2GJ，因此设计可靠的纵场磁体失超保护系统是必要的，它能保护ITER纵场磁体在失超状态下的安全。　　 基于纵场磁体对其电源参数的要求，本文首先对常见大功率整流器拓扑结构的优劣及使用范围进行研究，在此基础上，设计出大电流、高电压、低纹波的ITER纵场电源，并对其进行了运行情况的分析。其次，在整流器拓扑结构确定的基础上，鉴于ITER纵场电源在升磁和稳磁阶段整流器拓扑结构的差异，分别设计了相应的控制系统。励磁阶段，在单环控制的基础上，采用外加控制器法，引入均压环，实现三环控制，对串联整流器输出电压进行调节，达到均压、均分功率的要求；稳磁阶段，采用外加控制器法，在单环控制的基础上，引入均流环，实现三环控制，对每组双三相桥的输出电流进行自动调节，实现自动均流；实际上，在励磁阶段，两组整流器内部均流和稳磁阶段一样。最后对相关工作原理和均压环、均流环的引入对原系统的影响进行了分析，并设计了内环(均压环、均流环)、外环(磁体电流反馈)参数。　　 很显然，对于完整的电源系统来说，保护是必不可少的。为满足纵场电源控制系统的要求，本文基于工ITER纵场电源系统中各种信号和故障的分析，设计了一套基于PLC和工控机的远程监控系统。其中PLC采集电源状态，并发出相应命令保护纵场电源系统，实现对电源有效的实时监控、故障报警、数据备份和远程控制等功能，有效的保障了电源的可靠运行。由于纵场磁体中的低温超导体具有失超等特性，对纵场磁体进行保护是必须的，因此，本文着重分析了磁体的保护，主要包括过电压、过电流以及失超保护。达到了纵场磁体在失去超导性能的情况下，能够安全可靠的泄放掉磁体的储能，保证磁体的安全运行。　　 本文的一些设计和分析，已经在EAST托卡马克上得到了验证。　　 通过针对ITER纵场电源系统进行的设计和研究工作，建立了一个安全、可靠的ITER纵场电源系统，为后期的工程设计提供了有价值的参考依据。