BADANIA ELEKTROMAGNESÓW NADPRZEWODNIKOWYCH W PROCESIE ICH WYTWARZANIA I EKSPLOATACJI



Podobne dokumenty
4. EKSPLOATACJA UKŁADU NAPĘD ZWROTNICOWY ROZJAZD. DEFINICJA SIŁ W UKŁADZIE Siła nastawcza Siła trzymania

WARSZAWA LXI Zeszyt 265

ANALIZA NUMERYCZNA POLA ELEKTROMAGNETYCZNEGO W PRZEPUSTACH PRĄDOWYCH HTS Z UWZGLĘDNIENIEM ZJAWISKA HISTEREZY

PRACE INSTYTUTU ELEKTROTECHNIKI 2014

Aparatura niskich, średnich i wysokich napięć

ZIMNE DIODY W SYSTEMIE ZABEZPIECZENIA NADPRZEWODNIKOWEGO ELEKTROMAGNESU CHŁODZONEGO KONTAKTOWO

DTR.ZL APLISENS PRODUKCJA PRZETWORNIKÓW CIŚNIENIA I APARATURY POMIAROWEJ INSTRUKCJA OBSŁUGI (DOKUMENTACJA TECHNICZNO-RUCHOWA)

Wybrane zastosowania nadprzewodników wysokotemperaturowych

ANALIZA NUMERYCZNA POLA ELEKTROMAGNETYCZNEGO W TAŚMACH HTS Z UWZGLĘDNIENIEM ZJAWISKA HISTEREZY

Zastosowanie spektroskopii EPR do badania wolnych rodników generowanych termicznie w drotawerynie

ELEKTRONIKA NADPRZEWODNIKOWA

Sterownik Silnika Krokowego GS 600

Modelowanie elektrycznych urządzeń nadprzewodnikowych. Spis treści

5.3. Analiza maskowania przez kompaktory IED-MISR oraz IET-MISR wybranych uszkodzeń sieci połączeń Podsumowanie rozdziału

Materiałowe i technologiczne uwarunkowania stanu naprężeń własnych i anizotropii wtórnej powłok cylindrycznych wytłaczanych z polietylenu

METROLOGIA SKRYPT DO LABORATORIUM. dla studentów kierunku elektrotechnika. Leona Swędrowskiego. pod redakcją

WARSZAWA LIX Zeszyt 257

Oddział Lubelski Polskiego Towarzystwa Elektrotechniki Teoretycznej i Stosowanej

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Możliwości zastosowania nadprzewodnictwa

2. Przyk ad zadania do cz ci praktycznej egzaminu dla wybranych umiej tno ci z kwalifikacji E.20 Eksploatacja urz dze elektronicznych

TECHNOLOGIE NADPRZEWODNIKOWE I PLAZMOWE W ENERGETYCE

Comparative studies of energy dissipation minimum in BSCCO-2223 and YBCO-123 HTS tapes

Generator wzbudzany magnesami trwałymi jako elektromechaniczna przetwornica częstotliwości

POLITECHNIKA KOSZALIŃSKA. Zbigniew Suszyński. Termografia aktywna. modele, przetwarzanie sygnałów i obrazów

SPIS TREŚCI do książki pt. ELEKTROENERGETYKA Autorzy: Jan Strojny, Jan Strzałka

WYKAZ PRÓB / SUMMARY OF TESTS

PARAMETRY TECHNICZNE DEKLAROWANE PRZEZ PRODUCENTA POTWIERDZONE BADANIAMI / RATINGS ASSIGNED BY THE MANUFACTURER AND PROVED BY TESTS 393 V LOVOS-10/280

NADPRZEWODNIKOWE MASZYNY ELEKTRYCZNE W NAPĘDACH JEDNOSTEK PŁYWAJĄCYCH

ZASTOSOWANIE MONOLITYCZNYCH NADPRZEWODNIKÓW WYSOKOTEMPERATUROWYCH W MASZYNACH ELEKTRYCZNYCH

Ograniczniki prądu z wysokotemperaturowymi elementami nadprzewodnikowymi

Badanie silnika asynchronicznego jednofazowego

ONTEC C DYSKRETNA OCHRONA

SIŁOWNIKI HYDRAULICZNE

W zawodach Elektryk, Elektromechanik i Technik elektryk oferujemy 3 specjalizacje: E.7, E.8, E.24

WYBRANE BADANIA KONSTRUKCYJNE ELEKTROMAGNESÓW NADPRZEWODNIKOWYCH

Streszczenie. Abstract

Nadprzewodnictwo w stulecie odkrycia: wybrane przykłady zastosowań

LEWITACJA MAGNETYCZNA Z WYKORZYSTANIEM ZJAWISKA NADPRZEWODNICTWA

2-kanałowy Spektrometr. na pasmo L do pomiarów ilościowych

YAKY, YAKYżo 0,6/1 kv. Kable elektroenergetyczne z izolacją PVC. Norma IEC :2004. Konstrukcja. Zastosowanie. Właściwości

DATA-S MONITORING ROZPROSZONY OŚWIETLENIA AWARYJNEGO DIVERSIFIED MONITORING OF EMERGENCY LIGHTING

NADPRZEWODNIKOWE ZASOBNIKI ENERGII

PRĄD W ZWARTYM UZWOJENIU WTÓRNYM NADPRZEWODNIKOWEGO OGRANICZNIKA PRĄDU TYPU INDUKCYJNEGO

DATA-S EASY MONITORING ROZPROSZONY OŚWIETLENIA AWARYJNEGO DIVERSIFIED MONITORING OF EMERGENCY LIGHTING

YKXS, YKXSżo 0,6/1 kv. Kable elektroenergetyczne z izolacją XLPE. Norma IEC :2004. Konstrukcja. Zastosowanie. Właściwości

YAKXS, YAKXSżo 0,6/1 kv. Kable elektroenergetyczne z izolacją XLPE. Norma IEC :2004. Konstrukcja. Zastosowanie.

Zbigniew H. ŻUREK BADANIA STANU FERROMAGNETYCZNYCH ELEMENTÓW MASZYN W POLU MAGNETYCZNYM

YKXS, YKXSżo 0,6/1 kv. Kable elektroenergetyczne z izolacją XLPE. Norma IEC :2004. Konstrukcja. Zastosowanie. Właściwości

Zakłócenia. Podstawy projektowania A.Korcala

ANALIZA POLA MAGNETYCZNEGO W TRANSFORMATORZE TOROIDALNYM HTS

ZAKŁAD OCHRONY ŚRODOWISKA Krystyna Mitura

1. METODYKA POMIARÓW

DIAGNOSTYKA OBWODÓW ELEKTRYCZNYCH MAGNESÓW NADPRZEWODZĄCYCH

WYKAZ PRÓB / SUMMARY OF TESTS. mgr ing. Janusz Bandel

PROJEKT do weryfikacji Harmonogram Konsultacji Poradni Energetycznej OZW SEP w 2011 roku.

Badania wpływu pola magnetycznego magnesów trwałych na prąd krytyczny taśm nadprzewodnikowych HTS

ANALIZA ZAMROŻONEGO STRUMIENIA W NADPRZEWODNIKACH WYSOKOTEMPERATUROWYCH

ZASTOSOWANIA KALIBRATORÓW WIELKOŚCI ELEKTRYCZNYCH

PARAMETRY TECHNICZNE DEKLAROWANE PRZEZ PRODUCENTA POTWIERDZONE BADANIAMI / RATINGS ASSIGNED BY THE MANUFACTURER AND PROVED BY TESTS

POLOWO OBWODOWY MODEL DWUBIEGOWEGO SILNIKA SYNCHRONICZNEGO WERYFIKACJA POMIAROWA

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów rozpoczynających studia w roku akademickim 2015/2016

YKY, YKYżo 0,6/1 kv. Kable elektroenergetyczne z izolacją PVC. Norma. 10 mm² PN-HD 603 S1:3G >10 mm² IEC :2004. Konstrukcja.

Polowe wyznaczanie parametrów łożyska magnetycznego w przypadku różnych uzwojeń stojana

tel/fax lub NIP Regon

SYSTEM POMIAROWY DO WYZNACZANIA TEMPERATURY UZWOJEŃ SILNIKA ELEKTRYCZNEGO

EGZAMIN POTWIERDZAJ CY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 201 CZ PRAKTYCZNA

Kierunek i rodzaj studiów (Specjalność) Rodzaj pracy Nazwa jednostki Opiekun pracy Temat pracy (j.polski i j.angielski)

PARAMETRY TECHNICZNE DEKLAROWANE PRZEZ PRODUCENTA POTWIERDZONE BADANIAMI / RATINGS ASSIGNED BY THE MANUFACTURER AND PROVED BY TESTS

Lucas-Nülle GmbH 1/9

Wstęp do nadprzewodnictwa

Pomiar mocy pobieranej przez napędy pamięci zewnętrznych komputera. Piotr Jacoń K-2 I PRACOWNIA FIZYCZNA

PRACE INŻYNIERSKIE Rok akademicki 2009/2010

Zastosowania wzmacniaczy operacyjnych cz. 2 wzmacniacze pomiarowe (instrumentacyjne)

RCH 05 Hercules. Dane techniczne Technical data RCH 05. Regał chłodniczy Cooling multideck. Strona 1/8 Page 1/8.

YKY, YKYżo 0,6/1 kv. Kable elektroenergetyczne z izolacją PVC. Norma. 10 mm² PN-HD 603 S1:3G >10 mm² IEC :2004. Konstrukcja.

METODYKA BADAŃ MAŁYCH SIŁOWNI WIATROWYCH

PRACE INśYNIERSKIE STUDIA STACJONARNE Rok akademicki 2011/2012

Automatyka i Robotyka studia niestacjonarne pierwszego stopnia

kv. Przek adnik napi ciowy napowietrzny izolowany 1-biegunowo Earthed outdoor voltage transformers 1-pole

PRĄDNICA TRÓJFAZOWA MAŁEJ MOCY WZBUDZANA MAGNESAMI TRWAŁYMI

WYMAGANIA KWALIFIKACYJNE DLA OSÓB ZAJMUJĄCYCH SIĘ EKSPLOATACJĄ URZĄDZEŃ, INSTALACJI I SIECI OBJĘTE TEMATYKĄ EGZAMINACYJNĄ W ZAKRESIE ZNAJOMOŚCI:

EDS-P308. Pełny opis produktu. Niezarządzalny switch przemysłowy wyposażony w 4 porty PoE

LED WASHER 30x3W WHITE IP65 F

OBWODY REZYSTANCYJNE NIELINIOWE

LED MAGIC BALL MP3 F

DOKUMENTACJA TECHNICZNA

PROGRAM KSZTAŁCENIA. Uchwała Rady Wydziału z dnia Obowiązuje od

IDENTYFIKACJA I ANALIZA PARAMETRÓW GEOMETRYCZNYCH I MECHANICZNYCH KOŚCI MIEDNICZNEJ CZŁOWIEKA

Zasady zabudowy układów bilansujących

BADANIA EKSPERYMENTALNE SILNIKA INDUKCYJNEGO Z USZKODZONĄ KLATKĄ WIRNIKA

KOMPARACYJNY MIERNIK REZYSTANCJI IZOLACJI

Projektowanie systemów pomiarowych. 04 Mostek pomiarowy Pomiary tensometryczne

O CELOWOŚCI ZMIAN I UJEDNOLICENIA NIEKTÓRYCH POLSKICH TERMINÓW I ICH OZNACZEŃ DOTYCZĄCYCH ZAGROŻENIA PORAŻENIOWEGO ZE STOSOWANYMI W IEC i CENELEC

NOWE MOŻLIWOŚCI POMIAROWE REJESTRATORA mra. NEW MEASUREMENT CAPABILITIES OF mra LOGGER. Jacek Barański. L.Instruments

Table of Contents. Table of Contents Energetyka elektryczna Electric power distribution EDP Protection for Busbars systems

Fixtures LED HEDRION

Opis przedmiotu zamówienia CZĘŚĆ 2

Systemy ekstrakcji energii magnetycznej z nadprzewodzących obwodów LHC

Transkrypt:

INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI Janusz KOZAK BADANIA ELEKTROMAGNESÓW NADPRZEWODNIKOWYCH W PROCESIE ICH WYTWARZANIA I EKSPLOATACJI Prace Instytutu Elektrotechniki zeszyt 265, 2014

SPIS TRE CI STRESZCZENIE... 9 WYKAZ OZNACZE I SKRÓTÓW... 10 1. WPROWADZENIE... 11 1.1 Cel i teza pracy... 14 1.2 Zakres pracy... 14 1.3 Podstawowe poj cia nadprzewodnictwa... 15 2. NADPRZEWODNIKOWE PRZEWODY NAWOJOWE... 18 2.1 Przewody nadprzewodnikowe LTS... 18 2.2 Ta my nadprzewodnikowe HTS... 23 3. CH ODZENIE ELEKTROMAGNESÓW NADPRZEWODNIKOWYCH... 31 3.1 Ciecze kriogeniczne... 31 3.2 Ch odzenie bezpo rednie cieczami kriogenicznymi... 32 3.3 Ch odzenie w k pieli ciek ego azotu... 33 3.4 Ch odzenie kontaktowe... 34 4. BUDOWA ELEKTROMAGNESÓW NADPRZEWODNIKOWYCH... 37 4.1 Przepusty pr dowe... 37 4.2 Kriostat... 41 4.3 Uzwojenia nadprzewodnikowe... 43 4.4 Nagrzewanie uzwoje wskutek quenchu... 52 4.5 Detekcja quenchu elektromagnesu i uk ady wyprowadzania energii... 55 4.6 Zabezpieczenie elektromagnesów po czonych szeregowo... 56 5. ZASTOSOWANIE ELEKTROMAGNESÓW NADPRZEWODNIKOWYCH... 58 5.1 Elektromagnes nadprzewodnikowy z ciep ym otworem... 60 5.2 Elektromagnesy nadprzewodnikowe do separacji magnetycznej... 61 5.3 Elektromagnesy nadprzewodnikowe do magazynowania energii SMES... 62 5.4 Elektromagnesy nadprzewodnikowe akceleratorów... 63 5.5 Elektromagnesy nadprzewodnikowe do grzania indukcyjnego... 66 5.6 Elektromagnesy nadprzewodnikowe w NMR i MRI... 67 6. POMIARY I TESTY ELEKTROMAGNESÓW ZBUDOWANYCH Z NADPRZEWODNIKA NISKOTEMPERATUROWEGO... 69 6.1 Urz dzenia i aparatura do przeprowadzenia testów... 70 6.2 Pomiary obwodów w elektromagnesie... 72 6.3 Pomiary izolacji uzwoje elektromagnesów... 73 6.4 Metody i procedury testowania elektromagnesów... 73 6.5 Test zabezpiecze elektromagnesu... 75 6.6 Test i trening elektromagnesu... 79 6.7 Analiza sygna ów podczas quenchu... 80 6.8 Lokalizacja zwar w elektromagnesie nadprzewodnikowym... 83 6.9 Pomiary rezystancji kontaktów diod zabezpieczaj cych... 84 6.10 Test ko cowy obwodów elektromagnesu przed instalacj w tunelu LHC... 85 7. BADANIA I MONITOROWANIE PRACY ZAINSTALOWANYCH ELEKTROMAGNESÓW... 89 7.1 Pomiary ci g o ci obwodów i zabezpiecze zainstalowanych elektromagnesów... 92 7.2 Pomiary izolacji uzwoje zainstalowanych elektromagnesów... 93 7.3 Pomiary przepustów pr dowych... 93

8. ELEKTROMAGNES ZBUDOWANY Z NADPRZEWODNIKA WYSOKOTEMPERATUROWEGO BSCCO 2223... 94 8.1 Projekt elektromagnesu nadprzewodnikowego z ta my HTS... 95 8.2 Budowa elektromagnesu nadprzewodnikowego z ta my HTS... 97 8.3 Model elektromagnesu w programie FLUX 3D... 97 8.4 Rozk ad indukcji magnetycznej w elektromagnesie... 99 8.5 Wyznaczenie parametrów pracy elektromagnesu... 100 9. METODA TESTOWANIA ELEKTROMAGNESU... 101 9.1 Pomiary elektryczne elektromagnesu... 101 9.2 Test elektromagnesu w temperaturze kriogenicznej... 102 10. PROGRAM STERUJ CY URZ DZENIAMI WCHODZ CYMI W SK AD STANOWISKA TESTOWEGO... 105 10.1 Komunikacja z miernikami... 105 10.2 Sterowanie zasilaczem... 108 10.3 Rejestracja danych kart pomiarow... 109 10.4 Detekcja quenchu i rejestracja danych... 113 11. TESTY ELEKTROMAGNESU HTS... 117 11.1 Pomiar rezystancji izolacji... 117 11.2 Pomiar rezystancji uzwoje i wyprowadze napi ciowych... 118 11.3 Pomiar ci g o ci obwodu elektromagnesu... 120 11.4 Zabezpieczenie elektromagnesu nadprzewodnikowego... 123 11.5 Zabezpieczenie urz dze pomiarowych... 124 11.6 Stanowisko pomiarowe... 126 11.7 Ch odzenie elektromagnesu... 126 11.8 Test elektromagnesu w zakresie temperatur kriogenicznych... 132 12. PODSUMOWANIE... 138 LITERATURA 140

CONTENTS ABSTRACT... 9 LIST OF SYMBOLS AND ACRONYMS... 10 1. INTRODUCTION... 11 1.1 Aim and thesis... 14 1.2 Scope of work... 14 1.3 Basic concepts of superconductivity... 15 2. SUPERCONDUCTING WIRES... 18 2.1 LTS wires... 18 2.2 HTS tapes... 23 3. COOLING OF SUPERCONDUCTING MAGNETS... 31 3.1 Cryogenic liquids... 31 3.2 Direct cooling... 32 3.3 Liquid nitrogen bath cooling... 33 3.4 Contact cooling... 34 4. SUPERCONDUCTING MAGNETS... 37 4.1 Curent Leads... 37 4.2 Cryostat... 41 4.3 Superconducting windings... 43 4.4 Heating of the coil after a quench... 52 4.5 Quench detection and external safety circuits... 55 4.6 Protection of a string of magnets.... 56 5. APPLICATIONS OF SUPERCONDUCTING MAGNETS... 58 5.1 A warm bore superconducting magnet... 60 5.2 Superconducting magnets for magnetic separation... 61 5.3 Superconducting magnetic energy storage SMES... 62 5.4 Superconducting magnets in accelerators... 63 5.5 Superconducting magnets for inductive heating... 66 5.6 NMR and MRI superconducting magnets... 67 6. TESTS OF SUPERCONDUCTING HTS MAGNETS MADE OF A LOW TEMPERATURE SUPERCONDUCTOR... 69 6.1 Testing devices and measurements equipment... 70 6.2 Measurements of magnet circuits... 72 6.3 Insulation measurements of magnets windings... 73 6.4 Testing methods and procedures for superconducting magnets... 73 6.5 Test of magnet protection system... 75 6.6 Test and training of superconducting magnets... 79 6.7 Quench analysis... 80 6.8 Faults localization in superconducting magnets... 83 6.9 Measurements of protection diodes contact resistances... 84 6.10 The final magnet circuits test prior to installation... 85 7. TESTING AND MONITORING OF INSTALLED SUPERCONDUCTING MAGNETS... 89 7.1 Continuity test of magnet and protection circuits of installed magnets... 92 7.2 Measurements of insulation on installed superconducting magnets windings... 93 7.3 Measurements of current leads... 93

8. THE HTS SUPERCONDUCTING MAGNET MADE OF BSCCO 2223... 94 8.1 Desing of the HTS superconducting magnet... 95 8.2 HTS superconducting magnet... 97 8.3 FLUX 3D model of the HTS superconducting magnet... 97 8.4 Magnetic flux distribution in the HTS superconducting magnet... 99 8.5 Determination of parameters of the HTS magnet... 100 9. TESTING METHOD FOR THE HTS MAGNET... 101 9.1 Electrical measurement of the HTS magnet... 101 9.2 A HTS magnet test at a cryogenics temperature... 102 10. SOFTWARE TO CONTROL DEVICES ON THE TEST STAND... 105 10.1 Communication with the measurements equipment... 105 10.2 Power supply control... 108 10.3 Data acquisition card... 109 10.4 Quench detection and data acquisition... 113 11. THE HTS MAGNET TEST... 117 11.1 Insulation measurements... 117 11.2 Measurements of windings resistances and voltage taps... 118 11.3 Continuity test of the HTS magnet... 120 11.4 Protection system of the HTS magnet... 123 11.5 Protection of measurement equipment... 124 11.6 Test stand... 126 11.7 Cooling of the HTS magnet... 126 11.8 Test of the HTS magnet over a wide range of cryogenic temperatures... 132 12. CONCLUSIONS... 138 REFERENCES... 140