Способ диагностики нормальной фазы в обмотке импульсного сверхпроводящего магнита

 

Изобретение может быть использовано для диагноаики сверхпроводящих мэт-нитных систем. Способ диагностики нормальной фазы в обмотке импульаюго сверхпроводящего магниты (ИСПМС) осуществляют следующим образом.-Компенсируют реактивное налряжение.лоступающее в измеритель обмотки ИСПМС, производя ее по критерию миним,изации разницы между напряжением из обмотке ИСПГИС и компенсирующим напряжением, в качестве которого может служить напряжение с совместной обмотки: Настроенный таким образом измеритель используют в дальнейшем лри работе на максимальных токах в ИСПМС. когда появление нормальной фазы уже опасно для обмотки. На этапе заведения тока определяют, скороаь заведения тока в HCflMC. Полученную величину используют во время защитного выведения энё.ргш после срабатывания защиты для отсчета интервала времени от начала выведения тока, через который необходимо изменять скомпенсированное напряжение . Определение момента фабатывания защиты ИСПМС при появлении нормальной фазы проводят для фиксации начала выведения энергии из обмотки. Измepяюf скость защитного выведения тока из обмотки ИСПМС после срабатывания защиты . Рассчитывают остаточное солротивление обмотки после вывода энергии по формуле R и /ixT ,где и - величина напряжения, ост ИЗМЮМ измеренного в определенный момент, - скорость заведения тока до срабатывания защиты, т - поаоянная времени защитного вывода энергии из ИСПМС. Зная величину остаточного сопротивления, можно оценить нагрев сверхпроводника за время осуществления нормальной фазы и, при необходимости , объективно скорректировать в ту или иную сторону порог срабатывания защиты или постоян- «ную времени вывода тока, что позволяет достичь наибольшей эффективности работы схемы защиты, увеличить ресурс работы магнитной системы. 1 т. -i O Ч„ с/) с

СО103 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4151904/2f (22) 20.08.86 (46) 15Л0.93 Ьюл. No 37-38 .(72) )Келамский M.Â. (54) СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ НОРМАЛЬНОЙ

ЭАЗЫ а ОБМОВ ИМПИ ЬСЮГОСВЕ ХПРОВОДЯЩЕГО МАГНИТА (57) Изобретение мажет быть использовано дпя диагностики сверхпроводящих магнитных систем.

Способ диагностики нормальной фазы в обмотке импульсного сверхпроводящего магниты (ИСПМС) осуществляют следующим образом. Компенсируют реактивное напряжение, поступающее в измеритель обмотки ИСПМС, производя ее по критерию минимизации разницы между напряжением на обмотке

ИСПМС и компенсирующим напряжением, в качестве которого может служить напряженйе с.совместной обмотки; Настроенный таким образом измеритель используют в дальнейшем при работе на максимальных токах в ИСПМС, когда появление нормальной фазы уже опасно для обмотки. На этапе заведения тока определяют. скорость заведения тока в ИСПМС, Полученную величину используют во время защитного выведения энергии (в) SU (11) 1464697 А1 (51) 5 С 01 К ЗЗ И после срабатывания защиты для отсчета интервала времени от начала выведения тока, через который необходимо изменять скомпенсированное напряжение. Определение момента срабатывания защиты ИСПМС при появлении нормальной фазы проводят для фиксации начала выведения энергии иа обмотки. Измеряют скость защитного выведения тока иэ обмотки ИСПМС после срабатывания защиты. Рассчитывают остаточное сопротивление обмотки после вывода энергии по формуле

R =U /мт,где U — величина напряжения, OCT ИЗМ НЗМ измеренного в определенный момент,! — скорость заведения тока до срабатывания защиты, т — пав стоянная времени защитного вывода энергии из

ИСПМС. Зная величину остаточного сопротивления, можно оценить нагрев сверхпроводника за время осуществления нормальной фазы и, при необходи— мости, объективно скорректировать в ту или иную сторону порог срабатывания защиты или постолн° ную времени вывода тока, что позволяет достичь наибольшей эффективности работы схемы защиты, увеличить ресурс работы магнитной системы ) ип. З

1464697

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для диагностики сверхпроводящих магнитных систем.

Цель изобретения — расширение. функциональных возможностей способа путем обеспечения возможности HopMBllbHQA фазы в процессе защитного выведения тока, Диагностика нормальной фазы в процессе защитного выведения тока позволяет оценить правильность выбранных защитных мероприятий. Известные же способы диагностики не обеспечивают определения нормальной фазы на этом этапе ввиду значительной скорости изменения тока, На чертеже изображен ы времен н ые диаграммы тока в обмотке сверхпроводящего магнита (а) и измеряемого напряжения (б), представляющего собой сумму напряжения . на обмотке и компенсирующего напряжения.

Способ осуществляется следующим образом.

Компенсируют реактивное напряжение, поступающее в измеритель с обмотки сверхпроводящей магнитной системы (СМС), Это делают для повышения чувствительности измерения напряжения нормальной фазы, т.к. реактивное напряжение, наблюдаемое на обмотке CMC при изменении (заведении) тока, значительно превышает активное напряжение нормальной фазы, которое появляется при переходе части обмотки из сверхпроводящего в нормальное состояние .(например, при незапланированном. повышении температуры сверхпроводника, достижении критических параметров или из-за других причин).

Компенсацию выполняют перед заведением рабочего тока в обмотку СМС на токе, изменяющемся в безопасных для CMC пределах (см. чертеж). Компенсацию проводят по критерию минимизации разницы между напряжением на обмотке СМС и компенсирующим напряжением, в качестве которого может служить напряжение с совместной обмотки, пояса Роговского и т.д, Настроенный таким образом измеритель используют в дальнейшем при работе на максимальных токах в СМС, когда появление нормальной фазы уже опасно для обмотки. На этапе заведения тока определяют скорость заведения тока в СМС. Полученную величину используют во время защитного выведения энергии после срабатывания защиты для отсчета интервала времени от начала выведения тока, через который необходимо изменять скомпенсированное напряжение.

Скорость заведения может быть определена дифференцированием сигнала с измерительного шунта в силовой цепи СМС, с помощью калиброванного пояса Роговского, по величине реактивного напряжения на обмотке СМС либо расчетным путем, Момент срабатывания защиты СМС при появлении нормальной фазы определяют,цля фиксации начала выведения энергии из обмотки.

Затем измеряют скорость защитного выведения тока из обмотки CMC после срабаты"0 ванин защиты, например,, по величине Э реактивного напряжения на обмотке. Измерение проводят для определения момента, в который необходимо измерить скомпенсированное напряжение на обмотке CMC.

Скомпенсированное напряжение, поступающее с обмотки СМС, изменяют в момент времени то (см, чертеж). Затем рассчитывают остаточное сопротивление обмотки после вывода энергии

20 деизм

Вост = —, 1т где 13изм — величина напряжения, измеренного в момент тс

i — скорость заведения тока до срабатывания защиты; т — постоянная времени защитного вывода энергии из CMC.

Величина Вост позволяет оценить эффективность защиты.

Напряжение измеряют в момент времени, когда скорость выведения равна скорости заведения тока, при котором компенсировали индуктивное напряжение на обмотке магнйта до появления нормальной

Э5 фазы, В общем случае измеряемое напряжение ;Ъ

U = iR+ (Lм 1э)1п где!, in — величина и скорость подъема тока;

R — сопротивление участка обмотки, пе® решедшей в нормальное состояние; . L>, 1 з — индуктивность обмотки магнита и эквивалентная индуктивность, используемая для компенсации (пояс Роговского с усилителем, совместная обмотка, половина

45 Обмотки при использовании MQGToBQA схемы и т.д.).

Индуктивности L и La не являются постоянными величинами и зависят от 4, поэтому полная компенсация реактивного

О напряжения возможна, в принципе, на какой-то одной скорости 1о, что и происходит при заведении тока в обмотку. Защитный вывод тока осуществляют путем подключения обмотки магнита к разрядному сопро65 тивлению, т.е. по экспоненциальному закону

i(t) = 1ое где 1о — ток, при котором происходит отключение;

1464697

Составитель С,Шумилишская

Техред IVI.Mîðãåíòàë Корректор С.Патрушева

Редактор Г.Федотов

Заказ 3185

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента, 113035, Москва,.Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 т- постоянная времени вывода, причем видно, что через время tI0 с

r I,,= будет выполняться условие

4г

l(t) - in. Именно в этот момент вновь выпол- 5 няется условие компенсации, полученное при заведении тока со скоростью 4 до появления нормальной фазы. Таким образом, измерение напряжения в момент а> позволяет устранить влияние раскоменсации реактив- 10 ного напряжения, и измеряемое напряжение в этот момент определяется только активным остаточным сопротивлением обмотки, откуда можно получить его величину 15

0изм аст

In z где Rpgy остаточное сопротивление обмотки;

Uè м напряжение, измеренное в мо- 20 мент to.

Для реализации описанного способа достаточно иметь осциллограмму с записью во времени тока, спадающего по

Формула изобретения

Способ диагностики нормальной фазы в обмотке импульсного сверхпроводящего магнита, включающий одновременное заведение тока и измерение напряжения на об- 3о мотке с одновременной компенсацией реактивной составляющей измеряемого напряжения, защитное выведение тока, о т л и-. ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей спЪсоба sa 35

2 указанному закону. и напряжения. скомпенсированного на стадии заведения тока (см. чертеж). Отсчитав от момента срабатывания защиты необходимый интервал времени, измеряют напряжение и рассчитывают остаточное сопротивление обмотки, Зная остаточное сопротивление. можно оценить нагрев сверхпроводника за

spew существования нормальной фазы и при необходимости объективно скорректировать в ту или иную сторону порог срабатывания защиты или постоянную времени вывода тока, что позволяет достичь наибольшей эффективности работы схемы защиты, увеличить ресурс работы магнитной системы, уменьшить количество.испаряемого при выведении жидкого гелия, снизить величину высокого напряжения на магните. (56) Дубасов В.Г. и др. Защита импульсных сверхпроводящих магнитов. Препринт Б0370 НИИЭФА, 1978.

Авторское свидетельство СССР

hb 879523, кл. 6 01 R 33/12, 1979. счет диагностики нормальной фазы в процессе защитного выведения тока, в процессе заведения тока определяют скорость заведения тока, в процессе защитного выведения тока определяют скорость защитного выведения така, а измерения напряжения на обмотке производят в момент равенства абсолютных значений скорости защитного выведения тока и скорости заведения тока.