RU2491691C2 - Electrical substation of electrophysical plant - Google Patents

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: under voltage in the supply line 1 the voltage sensor 11 through a threshold element 12 and delay unit 15 closes shut-off valves 14 of helium turbine pump 6 included into cooling systems 13.

EFFECT: improved reliability and reduction of helium losses.

1 dwg

Description

Предложение относится к области электротехники и может использоваться в мощных электрофизических установках, использующих сверхпроводниковые магниты.The proposal relates to the field of electrical engineering and can be used in powerful electrophysical installations using superconducting magnets.

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.The closest in technical essence and the achieved results is the substation [1] of the electrophysical installation, containing feeders for the supply of helium pumps and regulated rectifiers for the supply of electromagnets. The disadvantage of this device is manifested in the modes of landing voltage supply line. Power surges, even short-term ones, lead to malfunctions of helium turbopumps used to cool superconducting magnets. In this case, significant losses of expensive helium occur and, as a result, malfunctions of the electrophysical installation.

Технической задачей предложения является повышение надежности и снижение потерь гелия.The technical objective of the proposal is to increase reliability and reduce helium losses.

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.The technical problem is solved due to the fact that the substation is equipped with a voltage sensor on the supply line, a threshold element and a delay unit connected in series, and helium pumps are equipped with shut-off valves at the input and output, the control inputs of which are connected to the output of the delay unit.

Именно указанные особенности электроподстанции обеспечивают достижения решения технической задачи.It is these features of the electrical substation that provide solutions to the technical problem.

На чертеже представлена схемы подстанции.The drawing shows a diagram of a substation.

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.A step-down transformer 2 is connected to line 1, the low-voltage winding of which is connected to the substation's busbars 3. An asynchronous electric motor 5 of pumps 6 is connected to the latter through a feeder (switch) 4, and a rectifier 8 is connected through a feeder 7, to the output of which an electromagnet winding 9 is connected. Through the voltage transformer 10, a voltage sensor 11 is connected to the line. The output of the latter is connected to the input of the threshold element 12. The turbine pump 6 is included in the magnet cooling system 13. The cooling system 13 includes shut-off valves 14, the control inputs of which through the delay unit 15, the threshold element 12 is connected to the output of the sensor 11.

Подстанция работает следующим образом:The substation operates as follows:

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.Through line 1 and transformer 2, bus 3 receives voltage, which is fed through feeders 4 and 7 to electric motor 5 and rectifier 8. Motor 5 drives the turbine pump 6, which provides helium circulation in cooling system 13. Rectifier 8 converts alternating current network in constant, ensuring the flow of current in the electromagnets 9 focusing the particle beam. With small deviations (less than 6-10%) of the voltage on the line, the oscillation of the signal at the output of the sensor 11 decreases slightly and does not trigger the threshold element 12 and all the equipment is operating as usual. Such fluctuations are not dangerous for the operation of the pump 5 and therefore do not affect the operation of the substation. Large power surges occur due to thunderstorms or remote short circuits in the power system. There can be several tens of them per year. In this case, the signal at the output of the sensor 11 decreases significantly and at the output of the threshold element 12, a signal appears which, with a small delay (0.5-1 sec), determined by the delay unit 15, blocks the operation of the pump 6, preventing leakage of helium, which is rare and expensive gas. At the same time, the current decreases to zero in the electromagnet 9 by the influence of the signal on the rectifier 8.

Источники информацииInformation sources

1. Меньшов Б.Г. и др. Электрооборудование нефтяной промышленности М., Недра, 1990, стр.200, рис.7.6.1. Menshov B.G. and other Electrical equipment of the oil industry M., Nedra, 1990, p. 200, Fig. 7.6.

Claims (1)

Подстанция электрофизической установки, содержащая фидеры питания гелиевых насосов и регулируемых выпрямителей питания электромагнитов, отличающаяся тем, что она 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. The substation of the electrophysical installation, containing feeders for helium pumps and regulated rectifiers for electromagnets, characterized in that it is equipped with a voltage sensor on the supply line, a threshold element and a delay unit, connected in series, and helium pumps are equipped with shut-off valves at the input and output, the control inputs of which connected to the output of the delay unit.