Устройство для эвакуации энергии из обмоток магнитных систем

Союз Советских Социалистических Республик) Приорит рственный комите СССРлам нзобретеииК Госу) Заявитель бъединенный инст 4) УСТРОЙСТВО ИЗ ОБМОТОК ЭВАКУАЦИИ ЭНЕР НИТНЫХ СИСТЕМ 2 Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при защите обмоток крупных магнигных систем, накапливающих магнитную энергию, в сверхпроводящей технике (защита магнитов импульсных и постоянного тока, индуктивных накопителей, трансформаторов, электрических машин и других устройств в случае внезапного перехода их обмоток из сверхпроводящего в нсхрмалыное состояние), Изобретение может быть использовано также при гашении магнитного поля крупных синхронных элекпрических машин обычного исполнения с тиристорными преобразователями (например гидрогенераторов с тиристорной схемой самовозбуждения).Известны устройства для эвакуации энергии из сверхпроводящих магнитов, в которых используется разряд на электрическую дугу, горящую в кольцевой дугогасительной решетке автомата гашения поля.Известно также устройство, состоящее из подсоединенного последовательно к сверх- проводящему магниту быстродействующего выключателя (сверхпроводящего, вакуу.много или тиристорного) и присоединенной к выводам выключателя дугогасительной решетки, шунгированной проходящей сквозь диски решетки плавкой проволокой. При работе этого устройства осуществление подряд нескольких эвакуаций энергии на одну и ту же решетку невозможно, Перед повторной эвакуацией энергии необходима установка новой плавкой проволоки. Это неудобно в случаях эвакуации энергии из сверхпроводящих магнитов и вовсе исключает применение устройства с одной плавкой проволокой для гашения 10 магнитного поля крупных синхронных машин обычного исполнения с тиристорной схемой самовозбуждения, где необходимо обеспечить возможность автоматических повторных включений и соответственно ве роятных повторных эвакуаций энергии наодну и ту же решетку непосредственно после предыдущего срабатывания устройства, без остановки на смену плавкой проволоки,Цель изобретения - повышение надежно сти устройства и расширение его функциональных возможностей.Это достигается тем, что в предложенном устройстве плавкий элемент выполнен в виде по крайней мере двух плавких про волок, каждая из которых соединена черезкоммутатор с кравними дисками и изолирована от остальных.На чертеже изображено устройство дляэвакуации энергии многократного действия 30 с использованием тиристоров в качествЕ50 55 60 65 включающих устройств и показано, как оно подсоединено к магниту и источнику питания.Предложенное устройство состоит из быстродействующего выключателя 1 и подключенной параллельно ему кольцевой дугогасительной решетки 2 (показаны только медные диски решетки)к одному из крайних дисков которой (например левому) подсоединены, несколько плавких проволок 3, изолированных от всех других дисков решетки, например покрытых лаком, и подсоединенных другими своими концами к включающим устройствам 4, например к анодам тиристоров, Другие полюсы (катоды тиристоров) включающих устройств объединены и общая точка их соединена с другим крайним (правым) диском дугогасительной решетки. Все устройство подсоединено последовательно к цепи, состоящей из источника 5 питания и магнита 6.Предложенное устройство в схеме, например, со сверхпроводящим магнитом работает следующим образом.Чувс 11 вительный датчик (на чертеже не показан), фиксирующий переход обмотки магнита 6 в нормальное (несверхпроводящее) состояние, одновременно подает сигнал на отключение быстродействующего выключателя 1 и включение одного из включающих устройств 4 (открытие одного из тиристоров), После отключения выключателя 1 рабочий ток от источника 5 питания к сверхпроводящему магниту 6 начинает протекать по соответствующей плавкой проволоке 3 и сжигает ее, что инициирует электрическую дугу во всех промежутках решетки 2. Сразу после этого соответствующее включающее устройство (открытый тиристор) оказывается шунтщрованным, благодаря перемычке, соединяющей общую точку катодов тиристоров с крайним (правым) диском дугогасительной решетки,ток через это включающее устройство больше не протекает, а эвакуация энергии осуществляется на дугогасительную решетку. Плавки проволоки 3 смещены одна относительно другой так, что вращающаяся в дугогасительной решетке электрическая дуга не задевает других проволок. Повторная эвакуация возможна непосредственно по окончании предыдущейпри этом работа схемы аналогична, только срабатывает второе включающее устройство 4 и дугу в решетке 2 инициирует другая плавкая проволока Зит.д,При гашении поля крупных гидрогенераторов с тиристорной схемой самовозбуждения возможно осуществление автоматического повторного включения (АПВ) ацрегатов, поскольку в случае неуспешного АПВ предложенное устройство обеспечивает повторную эвакуацию энергии, Схема соединений элементов устройства многократной эвакуации позволяет значительно снизить г 10 15 20 25 30 35 40 45 номинальные ток и рассеиваемую мощность включающих устройств, например тиристоров, по сравнению с,рабочим током устройства, поскольку они работают только кратковременно (в течение времени сгорания плавкой проволоки и зажигания дуги во всех промежутках решетки) и не должны быть рассчитаны на пропускание рабочего тока магнита в течение асего времени эвакуации энергии, Это обстоятельство особенно важно при эвакуации энергии из крупных сверхпроводящих магнитных систем, когда время эвакуации может измеряться десятками секундНеобходимо также отметить, что наличие перемычки, соединяющей общую точку включающих устройств (катоды тиристоров) с крайним (правым на чертеже) диском дугогасительной решетки, не только позволяет снизить номинальные параметры включающих устройспв, но и обеспечивает многократность срабатывания устройства. Без этой перемычки нельзя при отсутствии электрического контакта проволок на крайний правый диск (до сгорания очередной проволоки), а затем при очередном срабатывании устройства получить устойчивую электрическую дугу,в крайнем правом промежутке, сохранив ее,вращение под действием магнитного дутья для равномерного нагрева медных дисков промежутка.Необходимыми условиями достижения безопасности сверхпроводящих обмоток ускорителя даже в случае их аварийного перехода из сверхпроводящего состояния в нормальное являются: во-перовых, четкая работа чувспвительного датчика перехода, во-вторых, достаточно высокая электрическая прочность электроизоляционной констру 1 кции всей магнитной системы, что позволяет эвакуировать энергию при постоянном напряжении, величина которого определяется конструкцией сверхпроводника и обмотки магнитов, а также величиной запасенной энергии системы. Вопросы коммутации тока и эвакуации энергии решаются при помощи предложенного устройства оптимально. Формула изобретения Устройство для эвакуации энергии из об. моток магнитных систем, в том числе сверхпроводящих, содержащее быстродействующий выключатель с подсоединенной параллельно ему дисковой дугогасительной решеткой, шунтированной проходящим сквозь диски решетки плавким элементом, отл ич а ощ ее с я тем, что, с целью повышения его надежности и расширения функцио. нальных возможностей, пл авкий элемент выполнен в виде по крайней мере двух плавких проволок, каждая из которых соединена через коммутатор с крайними дисками и изолиоована от остальных.526226Составитель Ю. МакарычевРедактор Т. КолодцеваТехред А, Камышникова Корректоры: О. Данишева и Т, Добровольская Заказ 1799/1 Изд. Ма 529 Тираж 866 Подписное 1-ПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рзушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2