Результат интеллектуальной деятельности: ПОДСТАНЦИЯ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

Предложение относится к области электротехники и может использоваться в мощных электрофизических установках, использующих сверхпроводниковые магниты.

Наиболее близким по технической сути и достигаемым результатам является подстанция [1] электрофизической установки, содержащая фидеры питания гелиевых насосов и регулируемых выпрямителей питания электромагнитов. Недостаток устройства проявляется в режимах посадки напряжения подводящей линии. Посадки напряжения даже кратковременные приводят к сбоям в работе гелиевых турбонасосов, служащих для охлаждения сверхпроводящих магнитов. При этом возникают значительные потери дорогостоящего гелия и, как следствие, сбои в работе электрофизической установки.

Технической задачей предложения является повышение надежности и снижение потерь гелия.

Техническая задача решается за счет того, что подстанция снабжена датчиком напряжения на питающей линии, пороговым элементом и блоком задержки, включенными последовательно, а гелиевые насосы снабжены запорными вентилями на входе и выходе, управляющие входы которых соединены с выходом блока задержки.

Именно указанные особенности электроподстанции обеспечивают достижения решения технической задачи.

На чертеже представлена схемы подстанции.

К линии 1 подключен понижающий трансформатор 2, обмотка низкого напряжения которого соединена с шинами 3 подстанции. К последней через фидер (выключатель) 4 подключен асинхронный электродвигатель 5 насосов 6, а через фидер 7 выпрямитель 8, к выходу которого подключена обмотка 9 электромагнита. Через трансформатор 10 напряжения с линией связан датчик 11 напряжения. Выход последнего подключен к входу порогового элемента 12. Турбинный насос 6 входит в систему 13 охлаждения магнитов. Система 13 охлаждения содержит запорные вентили 14, управляющие входы которых через блок 15 задержки пороговый элемент 12 связаны с выходом датчика 11.

Подстанция работает следующим образом:

Через линию 1 и трансформатор 2 на шины 3 поступает напряжение, которое через фидеры 4 и 7 подается соответственно на электродвигатель 5 и выпрямитель 8. Двигатель 5 приводит во вращение турбинный насос 6, который обеспечивает циркуляцию гелия в системе охлаждения 13. Выпрямитель 8 преобразует переменный ток сети в постоянный, обеспечивая протекание тока в электромагнитах 9 фокусировки пучка частиц. При небольших отклонениях (менее 6-10%) напряжения на линии, колебание сигнала на выходе датчика 11 снижается незначительно и не приводит к срабатыванию порогового элемента 12 и все оборудование работает в штатном режиме. Такие колебания не опасны для работы насоса 5 и поэтому на работу подстанции не влияют. Большие посадки напряжения возникают из-за грозы или удаленных коротких замыканиях в энергосистеме. В год их может быть несколько десятков. При этом сигнал на выходе датчика 11 снижается значительно и на выходе порогового элемента 12 появляется сигнал, который с небольшой задержкой (0,5-1 сек), определяемой блоком 15 задержки, перекрывает работу насоса 6, предотвращая утечку гелия, который является редким и дорогостоящим газом. Одновременно происходит снижение тока до нуля в электромагните 9 воздействием сигнала на выпрямитель 8.

Источники информации

1. Меньшов Б.Г. и др. Электрооборудование нефтяной промышленности М., Недра, 1990, стр.200, рис.7.6.