Секционирование сверхпроводящих магнитных систем статических индуктивных регулирующих устройств тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.01, доктор технических наук Копылов, Сергей Игоревич

• Копылов, Сергей Игоревич
• доктор технических наук
• 2005

Оглавление диссертации доктор технических наук Копылов, Сергей Игоревич

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СВЕРХПРОВОДЯЩИХ МАГНИТНЫХ СИСТЕМ СТАТИЧЕСКИХ ИНДУКТИВНЫХ РЕГУЛИРУЮЩИХ УСРОЙСТВ.

1.1 Состояние и перспективы развития сверхпроводящих материалов.

1.1.1 Низкотемпературные силовые сверхпроводящие провода.

1.1.2 Высокотемпературные сверхпроводящие провода и керамические кольца.

1.2 Трансформаторные устройства с коммутаторами магнитного потока на основе сверхпроводящих экранов.

1.2.1 Анализ особенностей конструкций сверхпроводящих токоограничителей

1.2.2 Токоограничивающие выключатели трансформаторного типа со сверхпроводящими экранами.

1.3 Сверхпроводниковые индуктивные накопители энергии для электроэнергетических систем.

1.3.1 Обзор экспериментальных исследований сверхпроводниковых индуктивных накопителей энергии.

1.3.2 Обзор расчётных и оптимизационных исследований сверхпроводящих магнитных систем индуктивных накопителей энергии.

1.4 Влияние способов секционирования сверхпроводящих элементов на работу устройств различного назначения.

1.5 Электромагнитные процессы в статических индуктивных регулирующих устройств.

1.5.1 Расчёт магнитного поля в многосекционных магнитных системах.

1.5.2 Расчёт индуктивностей многосекционных магнитных систем и распределения токов по секциям.

1.6 Цель работы. Постановка задачи исследования.

2. ВЛИЯНИЕ СЕКЦИОНИРОВАНИЯ . 70 СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ЭКРАНОВ НА РЕГУЛИРОВАНИЕ МАГНИТНОГО ПОТОКА УСРОЙСТВ ТРАНСФОРМАТОРНОГО ТИПА.

2.1 Расчёт неразветвлённой магнитной цепи с воздушным . 76 зазором с учётом рассеяния экрана.

2.2 Влияние экрана изготовленного в виде сверхпроводящего . 82 кольца на распределение магнитного потока в магнитопровода.

2.2.1 Расчёт индуктивного сопротивления рассеяния.

2.2.2 Влияние сверхпроводящих колец (секционирования экрана) . 92 на распределение магнитного потока в магнитопроводе.

2.3 Определение составляющих комплексного сопротивления . 97 намагничивающей обмотки с помощью круговой диаграммы магнитной цепи с экраном.

2.4 Экспериментальное исследование влияния . 101 секционирования на работу сверхпроводящего токоограничивающего устройства.

2.5 Выводы.

3. СЕКЦИОНИРОВАНИЕ МАГНИТНЫХ СИСТЕМ . 109 СВЕРХПРОВОДНИКОВЫХ ИНДУКТИВНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ.

3.1 Влияние геометрических параметров на энергоёмкость магнитной системы.

3.1.1 Многосекционные магнитные системы с параллельным . 112 соединением секций.

3.1.2 Многосекционные магнитные системы с последовательным соединением секций.

3.1.3 Сравнение расчётных и экспериментальных данных.

3.2 Защита сверхпроводящих магнитных систем с помощью . 141 секционирования обмотки.

3.2.1 Последовательное соединение секций.

3.2.2 Параллельное соединение секций.

3.3 Влияние секционирования на гистерезисные потери в . 153 магнитных системах.

3.3.1 Методика расчёта гистерезисных потерь.

3.3.2 Анализ результатов.

3.4 Выводы.

4. ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ СЕКЦИОНИРОВАНИЯ НА

ЭНЕРГОЁМКОСТЬ СВЕРХПРОВОДНИКОВОГО ИНДУКТИВНОГО НАКОПИТЕЛЯ ЭНЕРГИИ.

4.1 Влияние условий секционирования на запасаемую . 170 магнитной системой энергию.

4.1.1 Секционирование магнитной системы по критическим . 171 характеристикам сверхпроводника.

4.1.2 Секционирование магнитной системы по механическим . 176 характеристикам.

4.2 Анализ эффективности секционирования тороидальных . 181 сверхпроводящих магнитных систем.

4.2.1 Методика расчёта тороидальных сверхпроводящих . 182 магнитных систем.

4.2.2 Анализ результатов секционирования тороидальных . 189 сверхпроводящих магнитных систем.

4.3 Выводы.

5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МНОГООБМОТОЧНЫХ

МАГНИТНЫХ СИСТЕМ ДЛЯ СВЕРХПРОВОДНИКОВЫХ ИНДУКТИВНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ.

5.1 Предварительный анализ на основе бесконечно длинной . 200 цилиндрической обмотки.

5.1.1 Исследование отношения запасаемой магнитной системой . 203 энергии к объёму проводника в приближении бесконечно длинной обмотки.

5.1.2 Исследование отношения энергоёмкости магнитной . 209 системы к занимаемому ей объёму в приближении бесконечно длинной обмотки.

5.2 Анализ цилиндрических обмоток конечной длины.

5.3 Выводы. . 224 Заключение. . 225 Литература.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Секционирование сверхпроводящих магнитных систем статических индуктивных регулирующих устройств»

Современные электроэнергетические системы прежде всего характеризуется своими огромными масштабами, сложными структурными и динамическими свойствами. Эти свойства на современном этапе развития настолько усложнились, что иногда высказываются соображения, что Единая энергетическая система перерастает разумные пределы, системная автоматика достигает такого уровня сложности, что могут возникать неуправляемые явления в отношении устойчивости, регулирования частоты и активной мощности. Кроме того, для эффективного распределения электрической энергии, электроснабжения крупных нагрузочных узлов, обеспечения устойчивости, надёжности и живучести Единой энергетической системы необходимо, помимо создания сетей сверхвысокого напряжения, магистралей и вставок постоянного тока, создать коммутационное оборудование, обеспечивающие требуемое количество отключений токов короткого замыкания (КЗ) и токов нагрузки. Наряду с этим, на электростанциях и в электрических сетях России имеет место и общее старение основных фондов: генераторов, трансформаторов, реакторов, выключателей и т.д.[1,2].

В условиях свободного рынка перед системой производства и транспортировки электроэнергии России встаёт ряд неотложных задач, решение которых призвано обеспечить надёжное обеспечение потребителей качественной электроэнергией:

-преодоление недостаточной пропускной способности межсистемных и системообразующих линий электропередач;

-повышение управляемости электрических сетей и увеличение объёма устройств регулирования напряжения и реактивной мощности; -оптимизация распределения потоков мощности по параллельным линиям электропередач различного класса напряжения. Всё это в совокупности ставит вопрос о необходимости модернизации электростанций и электросетей, о замене устаревшего оборудования на новое. И, если затрачивать силы и средства, то хотелось бы, чтобы новое оборудование соответствовало требованиям XXI века и по техническим и по коммерческим показателям - эффективное, надежное, пожаробезопасное, энергосберегающие, экологически чистое.

Современная наука пытается предложить новые эффективные решения, как на иных физических принципах, так и на более перспективных конструктивных и технологических решениях. Новые решения могут быть основаны на сверхпроводниковых технологиях, к которым уже обратились и достигли первых успехов многие технически развитые страны мира.

В последние десятилетия большое внимание уделяется исследованию и разработке конструкций, использующие сверхпроводящие материалы, которые дают возможность по-новому подойти к вопросам создания электротехнических устройств. Увеличение плотности тока, повышение удельной мощности, а также наличие особых, присущих только сверхпроводникам, физических свойств, создают предпосылки для разработки высокоэффективных видов электроэнергетического оборудования. Многие технические решения, которые до настоящего времени ограничивались областью слаботочной техники, где за частую наиболее важным являлось получение максимальной мощности в приемнике, а не коэффициент полезного действия, в связи с появлением сверхпроводящих материалов могут быть использованы в силовых устройствах электроэнергетики с высоким коэффициентом полезного действия. В частности это относится к сверхпроводящим статическим индуктивным регулирующим устройствам, а именно к устройствам с коммутаторами магнитного потока на основе сверхпроводящих экранов и сверхпроводниковым индуктивным накопителям энергии (СПИН).

Компенсация или локализация магнитного потока, проходящего через сверхпроводящий замкнутый контур, позволяют рассматривать такой контур на участке замкнутого магнитопровода в качестве переключателя магнитного потока. Принцип действия таких устройств не требует изменения характеристик магнитопровода и основан на зависимости магнитной связи обмоток от значений магнитных потоков и последовательности их суммирования. Возможные области применения достаточно многообразны: выключатели индукционного типа, токоограничители, реакторы, устройства регулирования напряжения трансформаторов и т.д [3].

П Q

СПИН энергоемкостью (10 -5-10 Дж) рассматриваются, как одно из эффективных средств управления электроэнергетической системой, на которые могут быть возложены задачи по выполнению условий и ее статической и динамической устойчивости. Возможность, практически, мгновенно реагировать на изменение режима и структуры энергосистемы существенно увеличивают технические преимущества СПИН по сравнению с традиционными противо-аварийными мероприятиями. Целесообразность использования СПИН в энергосистемах становится понятной, если учесть, что даже при кратковременном изменении режима противоаварийная автоматика для сохранения устойчивости энергосистемы в процессе динамического перехода действует на отключение генератора с последующим отключением потребителей [4].

В последние годы в промышленно развитых странах резко усилился интерес к использованию сверхпроводящих электротехнических устройств для передачи, распределения и регулирования потоков электроэнергии. В этой связи необходимо отметить быстрый рост работ по созданию макетных и опытно-промышленных образцов силового оборудования для энергосистем на основе использования низкотемпературных (гелиевый уровень) и высокотемпературных (азотный уровень) сверхпроводящих материалов.

Технические характеристики разработанных к настоящему времени низкотемпературных сверхпроводящих материалов (проводов и лент) обеспечивают возможность их использования, практически, во всех электроэнергетических устройствах. Большое число крупных фирм осуществляет промышленный выпуск по цене ~ 1$/м-кА. Успехи в области создания промышленных образцов высокотемпературных сверхпроводников пока недостаточны для широкого использования этих материалов в сильноточной технике. Основным препятствием для промышленного использования является низкое значение предельных рабочих индукций магнитного поля, сильная зависимость критического тока от величины магнитного поля, высокая стоимость (в настоящее время ~ 180$/м-кА, в будущем ~ 10$/м-кА), обусловленная сложной технологией изготовления.[5] Однако, по мнению большинства специалистов, возможности для совершенствования производства и технических характеристик высокотемпературных сверхпроводников еще далеко не исчерпаны.

Из разработанных к настоящему времени силовых сверхпроводящих устройств для электроэнергетических систем можно выделить как имеющие наилучший результат промышленной проверки токоограничивающие устройства и СПИН. При этом токоограничители базируются на использовании высокотемпературных сверхпроводящих экранов, а СПИН формируется магнитной системой на основе низкотемпературных сверхпроводников.

В частности опытно-промышленный образец трехфазного токоограни-чителя с номинальной мощностью 1,2 МВА, установленный фирмой ABB в Женевскую энергосистему, представляет собой конструкцию из магнитопро-вода с обмотками, охватывающими кольца из высокотемпературной сверхпроводящей керамики [6]. СПИН являются наиболее продвинутыми с точки зрения коммерческого применения силового сверхпроводникового оборудования в электроэнергетике. Поставляемый фирмой ASC (США) СПИН энергоемкостью ~ 0,5-107 Дж (микро - СПИН) для целей демпфирования последствий аварийных ситуаций в энергосистеме успешно эксплуатируются на ряде предприятий США, Европы и Южной Африки [7,8].

В России исследования в области силовых сверхпроводящих устройств для электроэнергетических систем были начаты более тридцати лет назад. У истоков этого направления стояли В.В. Андрианов, В.А. Альтов, Ю.Н. Астахов, Б.К. Буль, И.А. Глебов, К.С. Демирчян, В.Б. Зенкевич, А.Г. Иосифьян, В.Е. Кейлин, Е.Ю. Клименко, JI.K. Ковалев, JI.B. Лейтес, Ш.И. Лутидзе, Н.Л.Новиков, Г.Н. Петров, И.Б. Пешков, Г.Г. Свалов, В.В. Сычев, Н.А. Чер-ноплеков, И.В. Якимец и др.

Основным недостатком сверхпроводящих статических индуктивных регулирующих устройств является высокая стоимость сверхпроводящих материалов. В связи с этим важное значение при разработке сверхпроводящих обмоток статических индуктивных регулирующих устройств (часто называемых магнитными системами) приобретают вопросы выбора рациональной геометрии, обеспечивающей наименьший удельный расход сверхпроводника. При этом необходимо учитывать зависимость допустимой плотности тока в сверхпроводнике от индукции магнитного поля. Уменьшить расход сверхпроводника позволяет повышение плотности тока в тех секциях обмотки, где наибольшая магнитная индукция относительно невелика, и снижение плотности тока в секциях с высокой индукцией магнитного поля. В этой связи становятся актуальными задачи исследования различных способов секционирования сверхпроводящих обмоток статических индуктивных регулирующих устройств. Под секционированными обмотками подразумеваются обмотки, изготовленные из сверхпроводящего провода или набранные из сверхпроводящих колец, состоящие из нескольких частей, отделенных друг от друга зазорами, либо различающихся по плотности тока [9,10].

Целью настоящей работы является разработка рациональных способов секционирования сверхпроводящих магнитных систем для повышения эффективности использования сверхпроводящих материалов в статических индуктивных регулирующих устройствах. Для достижения поставленной цели требовалось решить следующие основные задачи:

1. Определить способ секционирования и выбрать схемное решение, дающее возможность за счет снижения индуктивности рассеяния регулирующего устройства трансформаторного типа увеличить токонесущую способность и глубину экранирования сверхпроводящих колец (экранов).

2. Уменьшить удельную стоимость запасаемой энергии за счет увеличения удельной энергоемкости СПИН путем более полного использования токонесущих и механических характеристик сверхпроводящего провода.

Проведенные в работе исследования служат основой для создания экономичных секционированных магнитных систем статических индуктивных регулирующих устройств для решения электроэнергетических проблем страны.

В первой главе анализируются свойства технических сверхпроводников как низкотемпературных так и высокотемпературных. Проводится обзор теоретических и экспериментальных работ по созданию сверхпроводящих статических индуктивных регулирующих устройств. Проведён анализ электромагнитных процессов, протекающих в магнитных системах этих устройств. В результате выявлены достоинства и недостатки существующих устройств и их магнитных систем. Определены направления дальнейшего развития работ по созданию сверхпроводящих статических индуктивных регулирующих устройств, показана целесообразность научного исследования, определены основные задачи исследований.

Во второй главе проанализировано влияние секционирования экранов, выполненных из сверхпроводящих колец, на регулирование магнитного потока устройств трансформаторного типа Изложены основы теории сверхпроводящих переключателей магнитного потока и рассмотрены принципиальные схемы трансформаторного оборудования, в которых реализуется принцип коммутации магнитного потока. Разработана методика использования эквивалентных магнитных схем в замкнутых магнитных системах для исследования различных схем соединения и конструкций обмоток устройств трансформаторного типа.

Принцип действия таких устройств не требует изменения характеристик намагничивающего магнитопровода и целиком основан на зависимости связи обмотки и сверхпроводящего кольца от значений магнитных потоков.

Секционирование сверхпроводящего экрана приводит к снижению максимальной индукции магнитного поля. А это в свою очередь приводит к увеличению токонесущей способности и глубины экранирования, а также к снижению в нем гистерезисных потерь. Наиболее удачной является конструкция трансформатора с симметрично чередующимися обмотками.

В третьей главе сформулирована задача и описана методика расчета энергоемкости и геометрических параметров многосекционной магнитной системы. Исследуется влияние способа секционирования, схемы соединения секций и геометрических параметров на энергоемкость магнитной системы СПИН. Показано, что при секционировании энергоемкость магнитной системы может увеличиваться по сравнению с несекционированной магнитной системой тех же размеров.

Исследованы переходные процессы в секционированных обмотках при различных способах соединения секций. Показано, что секционирование повышает надежность магнитной системы при переходе в нормальное состояние.

Разработана приближенная методика расчета гистерезисных потерь в сверхпроводящих магнитных системах, удобная для анализа на стадии предварительного проектирования. Исследовано влияние секционирования на величину гистерезисных потерь в сверхпроводящей магнитной системе.

В четвертой главе анализируется эффективность секционирования на примерах обмотки, имеющей формы бесконечно длинного соленоида и тора.

Повышение запасаемой энергии состоит в более полном по сравнению с несекционированной обмоткой использовании критических характеристик сверхпроводника: токи в секциях подбираются из условия их близости к критическому значению. Для крупных магнитных систем с высокими значениями магнитной индукции и конструктивной плотности тока лимитирующими могут оказаться механические нагрузки. В этом случае параметры секционирования целесообразно подбирать из условий равнонагруженности обмотки либо по механическим напряжениям, либо по деформациям.

Показана возможность одновременного секционирования по критическим характеристикам сверхпроводника и по механическим нагрузкам. Выявлен диапазон геометрических параметров, в котором секционированная тороидальная магнитная система имеет большую запасаемую энергию, чем не-секционированная соленоидальная магнитная система.

В пятой главе проводится сравнение одно- и многообмоточных магнитных систем. Для этого строятся диаграммы, позволяющие активизировать обмотку с точки зрения сочетания ее геометрии и заданных характеристик проводника. Затем проводится сравнение оптимизированных одно- и многообмоточных магнитных систем.

Задача решается в два этапа. На первом получено аналитическое решение в приближении бесконечно длинной обмотки, которое пригодно для качественного, а в ряде случаев и количественного описания реальных систем. На втором этапе рассматриваются обмотки конечной длины.

Показано, что существует область исходных параметров проектирования, в которой многообмоточный СПИН предпочтительнее однообмоточно-го. Кроме того, многообмоточные магнитные системы более технологичны в изготовлении, более живучи и удобны в ремонте.

Научная новизна. Предложен способ секционирования сверхпроводящих статических индуктивных регулирующих устройств, позволяющий учитывать не только токонесущие, но и механические свойства обмоток, что, в свою очередь, дает возможность повысить эффективность использования сверхпроводника.

Проведено исследование влияния секционирования сверхпроводящих экранов на работу регулирующих устройств трансформаторного типа.

Разработана методика расчета размеров секций, дающая возможность увеличить энергоемкость СПИН за счет предложенных способов секционирования.

На основании проведенных исследований показано, что при разработке крупных СПИН целесообразнее использовать набор сверхпроводящих катушек меньших размеров, чем у одиночного соленоида, имеющего тот же суммарный объем сверхпроводника. V

В результате теоретических и экспериментальных исследований обоснована эффективность секционирования сверхпроводящих магнитных систем статических индуктивных регулирующих устройств. К защите представляются:

• вопросы теории эквивалентных магнитных схем замещения электротехнических устройств при различном соединении обмоток, совокупность аналитических выражений для электромагнитных процессов в комплексных трансформаторных устройствах, объединяющих функции трансформатора, выключателя, токоограничителя;

• рациональные способы секционирования и схемы соединения секций сверхпроводящих обмоток, выполненные с учетом зависимости тока проводника от индукции магнитного поля, обеспечивающие минимальный расход сверхпроводящих материалов для достижения заданного уровня запасаемой энергии при оговоренных габаритных размерах обмотки;

• теоретические пределы увеличения запасаемой сверхпроводящей обмоткой энергией за счет секционирования и ограничения, накладываемые реальными размерами обмоток и их секций, позволяющие выбрать рациональный способ секционирования, схему соединения и количество секций, позволяющие выбрать рациональный способ секционирования, схему соединения и количество секций для получения максимальной запасаемой энергии;

• альтернативная конструкция магнитной системы СПИН, основанная на замене одиночной обмотки набором катушек меньшего радиуса;

• Совокупность экспериментальных результатов, подтверждающих правильность модельных представлений, используемых при теоретическом анализе, и возможность реализации новых технических характеристик обмоток статических индуктивных регулирующих устройств.

Практическая ценность работы состоит в том, что разработаны общие научные принципы проектирования сверхпроводящих секционированных магнитных систем для электроэнергетики, которые позволили, с одной стороны - создавать высокоэффективные образцы энергетических устройств различного типа, а с другой - наметить пути дальнейшего практического использования сверхпроводящих материалов в таких устройствах, как СПИН и трансформаторные устройства с коммутаторами магнитного потока.

Апробация работы. Программный комплекс по расчету и исследованию сверхпроводящих магнитных систем был представлен на ВДНХ СССР в 1985 году. Полученные в диссертации результаты докладывались и обсуждались на 12 научно-технических конференциях (Ленинград - 1981 г., Варна - 1982 г., Братислава - 1989 г., КНР - 1990 г., США - 1982, 1990, 1991, 1992, 1994 гг., Япония -1989 г., Москва - 2004 г.).

Публикация результатов диссертации. Основное содержание диссертации опубликовано в 31 работе, получен патент и авторское свидетельство.

Заключение диссертации по теме «Электромеханика и электрические аппараты», Копылов, Сергей Игоревич

5.3 Выводы

1. Проведена оптимизации магнитной системы СПИН с точки зрения взаимосвязи запасаемой энергии с геометрическими размерами системы и характеристиками проводника. На основе аналитических и численных расчетов построены универсальные безразмерные диаграммы, удобные для практических применений. Показано, что существует область исходных параметров проектирования, в которой многообмоточный СПИН предпочтительнее однообмоточного даже с точки зрения принятых критериев оптимизации (Ер и Ev).

2. Многообмоточная магнитная система имеет значительно меньшие внешние поля (приблизительно в п раз при взаимно-встречном включении п обмоток). Это особенно важно для крупных и средних СПИН.

3. Многообмоточная магнитная система более технологична в изготовлении, более живуча и удобна в ремонте. Она безопаснее, так как при выходе из строя одного модуля выделяется лишь незначительная часть всей энергии многообмоточного СПИН. Более того, энергии, оставшейся в остальных модулях, может оказаться достаточно для сохранения работоспособности магнитной системы СПИН.

4. Многообмоточная магнитная система позволяет варьировать ее рабочий ток и характеристики путем перекоммутации групп обмоток (в простнейшем случае переключением модулей с последовательного на параллельное соединение и обратно).

5. Известно, что в силу ряда причин предельный ток частично стабилизированных магнитных систем оказывается ниже критического тока базового токонесущего элемента. Снижение тем существеннее, чем больше габариты обмотки. Следовательно, использование многообмоточной магнитной системы позволит получить больший рабочий ток на тех же базовых элементах.

6. Переход к концепции многообмоточных магнитных систем резко сокращает затраты на проектирование и финансовый риск при создании крупных уникальных систем уже на стадии отработки конструкции одного модуля.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основной научный результат работы - секционирование сверхпроводящих магнитных систем статических индуктивных регулирующих устройств является универсальным приёмом для повышения эффективности использования сверхпроводящих материалов в этих устройствах. Наиболее существенные результаты работы состоят в следующем:

1. Обоснована и разработана методика использования эквивалентных магнитных схем в замкнутых магнитных системах для исследования различных схем соединения и конструкций обмоток. Для анализа электромагнитных процессов в устройствах с магнитопроводом и различным количеством обмоток предложено выделить отдельные группы обмоток, не имеющих связи кроме как через основной магнитный поток. Затем составляется схема замещения исследуемой магнитной системы, которая рассчитывается методами анализа цепей.

2. Исследовано влияние секционирования сверхпроводящих экранов на работу регулирующих устройств трансформаторного типа. Секционирование сверхпроводящего экрана приводит к снижению максимальной индукции магнитного поля. Это, в свою очередь, приводит к увеличению токонесущей способности и глубины экранирования, а также к снижению гистерезисных потерь в экране. Наиболее удачной является конструкция трансформатора с симметрично чередующимися обмотками. При этом максимальное снижение индуктивности рассеяния достигается уже при числе групп равным четырём. Получено экспериментальное подтверждение увеличения кратности тока для сверхпроводящего ограничителя тока трансформаторного типа с секционированным экраном.

3. Исследовано влияние способа секционирования, схем соединения секций и геометрических параметров на энергоёмкость СПИН. Использование магнитных систем с параллельным соединением секций снижает требования к токонесущей способности проводника. Выбор размеров секций с учётом зависимости критического тока проводника от индукции магнитного поля позволяет применительно к СПИН заметно увеличить запасаемую энергию. В этом отношении наиболее эффективно использование радиального и смешанного секционирования. Последовательное соединение секций позволяет увеличить запасаемую энергию только при аксиальном секционировании с зазорами между секциями. Получены достаточно точные формулы для расчёта геометрических параметров магнитной системы без проведения детальных расчётов. Показано, что секционирование повышает надёжность магнитной системы при переходе её в нормальное состояние. Переходной процесс проходит при существенно меньшем перегреве и напряжении. Секционирование особенно эффективно, когда нормальная зона локализуется в одной из секций магнитной системы. Необходимо отметить, что секционирование, как правило, приводит к увеличению гистерезисных потерь. Однако это увеличение несущественно по сравнению с увеличением запасаемой магнитной системой энергией.

4. Проведен анализ предельной и практически достижимой эффективности секционирования соленоидальных и тороидальных магнитных систем СПИН по критическим характеристикам сверхпроводника и по механическим напряжениям для трёх принятых типичных схем распределения механических нагрузок. Показано, что реальная эффективность секционирования близка к теоретически достижимой уже при числе секций N=8. Проанализирована возможность одновременной оптимизации по критическим характеристикам сверхпроводника и по механическим нагрузкам.

5. Выявлен диапазон геометрических параметров, в котором секционированная тороидальная магнитная система имеет большую запасаемую энергию, чем несекционированная соленоидальная магнитная система.

6. Проведена оптимизация магнитной системы СПИН с точки зрения взаимосвязи запасаемой энергии с геометрическими размерами и характеристиками проводника. Показано, что существует область исходных параметров проектирования, в которой многообмоточная магнитная система СПИН выглядит предпочтительнее однообмоточной. Кроме того, многообмоточная магнитная система СПИН обладает рядом дополнительных преимуществ: а), пониженный уровень внешних магнитных полей; б), возможность варьирования рабочим током и характеристиками разряда путём перекоммутации обмоток; в), предельный ток частично стабилизированной магнитной системы выбирается ниже критического тока базового сверхпроводящего элемента. Снижение тем существеннее, чем больше габариты обмотки. Использование многообмоточной магнитной системы позволит получить больший рабочий ток на тех же базовых элементах; г), высокая технологичность и безопасность, живучесть и удобство в работе. При выходе из строя одного модуля выделяется лишь часть энергии СПИН. Оставшейся энергии в остальных модулях может быть достаточно для сохранения работоспособности СПИН; е). переход к концепции многообмоточных магнитных систем резко сокращает затраты на проектирование и финансовый риск при создании крупных магнитных систем, так как большую часть проблем удаётся решить уже на стадии отработки конструкции одного модуля.

7. Проведённые в работе экспериментальные и теоретические исследования магнитных систем служат основой для выдачи рекомендации на разработку опытно - промышленных образцов сверхпроводящих статических индуктивных регулирующих устройств.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Копылов, Сергей Игоревич, 2005 год

1. В.В. Бушуев, Н.Н. Лизалек, Н.Л. Новиков Динамические свойства энергообъединений, -М.: Энергоатомиздат, 1995. -320с.

2. Н.А. Черноплёков Сверхпроводниковые технологии для электроэнергетики. :НИЦ «Неотон» Инф. Бюл. Сверхпроводники для электроэнергетики, том 1, вып. 1.2004. с 2-3.

3. Ш.И. Лутидзе, В.Г. Наровлянский, И.В. Якимец Работа переключателя магнитного потока в токоограничивающем устройстве. //Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт.-1980. -№6. -С. 47-55.

4. Ю.Н. Астахов, В.А. Веников, А.Г. Тер-Газарян Накопители энергии в электроэнергетических системах. -М.: Высшая школа. 1989. -159с.

5. Е.Ю. Клименко Сопоставление эффективности ВТСП и НТСП магнитов -В кн.: 1 межд. конф. «Фундаментальные проблемы высокотемпературной сверхпроводимости» Труды ФИАН. 2004. с.295-296.

6. W. Paul, М. Lakner et. al. Test of the 2MVA high-Tc superconducting fault current limiter//Supercond. Sc. Technol. 1997. vol. 10. № 12. p. 914-918.

7. M. Parizh, A. Kalafala, R. Wilkox Superconducting magnetic energy storage for substation applications. IEEE Trans. Appl. Supercond. 1997. vol. 7. № 2. p. 849-852.

8. J. Douglas The delivery system of the future. EPRI Journal October/November 1992. p.4-11.

9. В.Б. Зенкевич, B.B. Сычёв Магнитные системы на сверхпроводниках. -М.: Наука. 1972. -260с.

10. В.В. Андрианов, С.И. Копылов Определение параметров сверхпроводниковых катушек с параллельным соединением секций. //Электричество. -1983. -№ 12. -С. 43-46.

11. А.И. Бертинов, Б.Л. Алиевский, К.В. Илюшин, Л.К. Ковалёв, B.C. Семи-нихин Сверхпроводниковые электрические машины и магнитные системы. -М.: МАИ. 1993.-341с.

12. В.А. Альтов, В.Б. Зенкевич, М.Г. Кремлёв, В.В. Сычёв Стабилизация сверхпроводящих магнитных систем. -М.: Энергоатомиздат. 1984. -312с.

13. И.А. Глебов, Я.Б. Данилевич, В.Н. Шахтарин Турбогенераторы с использованием сверхпроводимости. -JL: Наука. 1981. -231с.

14. V.V. Andrianov, V.M. Batenin, A.S. Veselovsky et. al. An experimental 100MJ SMES facility (SEN-E). Cryogenics. Vol. 30. 1990. p. 794-798.

15. Фирмы и их разработки. .:НИЦ «Неотон» Инф. Бюл. Сверхпроводники для электроэнергетики, под ред. Н.А. Черноплёкова. том 1, вып. 1. 2004. с. 611.

16. JI.M. Фишер, Ю.В. Петровский. Высокотемпературная сверхпроводимость. Успехи и перспективы. //Электротехника. -1987. -№ 11. -С. 59-62.

17. С.С. Иванов, В.Д. Жемерикин, С.И. Копылов. Однофазный сверхпроводящий управляемый реактор. Препринт ОИВТ РАН № 4-475. -М.: 2004. -28с.

18. С.С. Иванов, В.Д. Жемерикин, С.И. Копылов. Исследование магнитной цепи токоограничивающего сопротивления. Препринт ОИВТ РАН № 4-477. -М.: 2004. -28с.

19. O.JI. Полущенко, В.А. Матвеев, Н.А. Нижельский, С.В. Шавкин. Рост кристаллов и структуры иттрий бариевых сверхпроводников при направленной кристаллизации. //Физика и химия обработки материалов. -2003. -№ 1.-С. 77-82.

20. Ю.А. Башкиров, К.Ш. Лутидзе, А.С. Флейшман, И.В. Якимец. Проникновение переменного магнитного поля в сверхпроводниковый экран из иттрие-вой керамики. //Изв. Вузов. Электромеханика. -1989. -№ 7. -С.5-8.

21. М. Parizh, F. Leung. Power duality, micro superconducting magnetic energy storage systems, and fault current limiters. Adv. of Supercond. Kluwer Acad. Publishers. 2000. p.415-455.

22. Б.К, Буль Основы теории и расчёта магнитных цепей. -М.: JI.: Энергия. 1964. -464с.

23. Г. Каден Электромагнитные экраны. -М.: JI.: Госэнергоиздат. 1957.-256с.

24. Я. Туровский Техническая электродинамика. -М.: Энергия. 1974. -487с.

25. М.С. Либкинд, А.К. Черновец. Управляемый реактор с вращающимся магнитным полем. -М.: Энергия. 1971. -80с.

26. Л.И. Дорожко, М.С. Либкинд. Реакторы с поперечным подмагничивани-ем. -М.: Энергия. 1977. -176с.

27. Е.И. Забудский Совмещенные регулируемые электромагнитные реакторы. -М.: Энергоатомиздат. 2003. -436с.

28. В.А. Троицкий. Об одном способе плавного амплитудного регулирования. //Электричество. -1980. -№ 3. -С.38-47.

29. Г.Н. Петров. Электрические машины. Часть 1. -М.: Л.: Энергия. 1974. -240с.

30. В.А. Троицкий. Трансформаторы с магнитной коммутацией витков регулируемых обмоток. //Электричество. -1965. -№ 9. -С.64-67.

31. В.А. Троицкий, Н.Г. Белый. Симметричный трёхфазный трансформатор с магнитной коммутацией. //Электротехника. -1971. -№ 11. -С.40-46.

32. J.A. Waynert, H.J. Boenig, С.Н. Mielke, J.O. Willis, B.L. Burley. Restoration and testing of the HTS fault current controller. IEEE Trans. Appl. Supercond. Vol. 13. №2. 2003. p. 1984-1987.

33. E. Leung et. al. Design and development of 15kV, 20kA HTS fault current limiter. IEEE Trans. Appl. Supercond. Vol. 10. №1.2003. p. 832-835.

34. K.M. Salim, Т. Hoshino, A. Kawasaki, I. Multa. Waveform analysis of the bridge type SFCL during load changing and fault time. IEEE Trans. Appl. Supercond. Vol. 13. № 2. 2003. p. 1992-1995.

35. A.M. Бронштейн. Коммутационные аппараты для главных цепей генераторов. -М.: Информэлектро. 1982. -326с.

36. J1.B. Шопен. Бесконтактные электрические аппараты автоматики. -М.: Энергоатомиздат. 1986. -566с.

37. Ю.Н. Балаков, М.Ш. Мисриханов, А.В. Шунтов. Схема выдачи мощности электростанции. -М.: Энергоатомиздат. 2002. -273с.

38. В.В. Андрианов, В.Б. Зенкевич, О.В. Попков, Б.Н. Сергеенков, А.Г. Сухо-руков, В.В. Сычёв, В.А. Товма, B.C. Шейнкман. Разряд сверхпроводящего накопителя на инверторный преобразователь. //ДАН СССР. 196. (1971) С. 320-323.

39. М. Ferrier. Storage d'energie dans unroulement supraconducteur. Proc. Conf. LTER. Pergamon Press. Oxford. 1970. p.425-430.

40. B.J. Lowe, R. Scully. SMES. A power approach to energy conservation. Project EBASCO Services Inc. NY USA. 381 p.

41. J.D. Rogers, R.I. Schermer, et. al. 30-MJ superconducting magnetic energy storage system for electric utility transmission stabilization. IEEE Trans, on Magn. Vol. H. № 9. 1984. p. 1099-1107.

42. X. Huang, S.F. Krai, G.A. Lenmann, Y.M. Lvovsky. 30 MW Babcock & Wilcox SMES program for utility applications. IEEE Trans. Appl. Supercond. Vol. 5. №2. 1995. p.435-440.

43. F. Irie, M. Takeo, S. Sato et. al. A field experiment on power line stabilization by a SMES system. Japan. June 25. 1991. p. 345-360.

44. L. Borgard. Grid voltage support at your fingertips. Transmission & Distribution World. October 1999. p.l 120-1135.

45. A.K. Kalafala et. al. Superconducting magnetic energy storage for power quality applications. /Presented at the International workshop on High Magnetic Fields. Tallahassee. Fl. 27 February IMarch. 1996. p. 830-835.

46. S. Peele, J. Lamoree, D. Mueller, C. DeWinkel. Harmonic concerns at the industrial facility utilizing a large scale power conditioner. /Proc. of Fourth International Conf. Power Quality. PQA'95. NY. 1995. p. 1245-1250.

47. I.J. Iglesias, A. Batista, M. Visiers. Experimental and simulated results of a SMES fed by a current source inverter. IEEE Trans. Appl. Supercond. Vol. 7. № 2. 1997. p. 1344-1348.

48. M. Tada, Y. Mutani, K. Tsuji. Power control by superconducting magnetic energy storage for load change compensation and power system stabilization in interconnected power system. IEEE Trans. Appl. Supercond. Vol. 5. № 2. 1995. p. 1235-1239.

49. A.B. Реймерс, JI.H. Федотова, Г.Н. Соколова. Индуктивный накопитель из сверхпроводящего сплава. //Электричество. -1969. -№ 6. -С.81-83.

50. V.V. Andrianov, Yu.A. Bashkirov, V.M. Batenin, V.V. Rumyantsev. Superconducting magnetic energy storage for power system control. //Proc. of Cryog. Eng. Conf. And Materials. 1989. p. 645-650.

51. E.P. Polulyakh, A.V. Spiridonov, L.A. Plotnikova, V.A. Afanas'ev, M.I. Kharikov. Opportunities for «Dual use» of special superconducting magnetic systems in TRINITY. IEEE Trans. Appl. Supercond. Vol. 9. № 9. 1999. p.309-312.

52. V.B. Zenkevitch, V.V. Andrianov, I.A. Kiryienin, V.A. Tovma. IVTAN model superconducting energy storage coil. Proc. of 6-th Int. Conf. on Magn. Tech. Bratislava. ALFA. 1977. p. 232-237.

53. B,B, Андрианов, В.П. Баев, Г.Л. Березин, Ю.Л. Буянов и др. Индуктивный накопитель энергии с регулируемой индуктивностью обмотки. Препринт ИВТАН №4-222. -М.:1987. -24с.

54. И.П. Верещагин. Анализ трансформаторных схем индуктивного накопителя энергии. //Тр. МЭИ. Сер. Электроэнергетика. М.: МЭИ. Вып. 45 -1963. -С. 183-245.

55. R.W. Boom. Superconducting energy storage for diurnal use by electric utilities. IEEE Trans, on Magn. MAG-17(1). 1981. p. 212-214.

56. C.A. Luongo. Optimization of toroidal superconducting magnetic energy storage magnets. Physica С 354 (2001) p. 110-114.

57. S. Hanai, M. Shimada, T. Tsuibashi, T. Kurusu, M. Ono. Design and test results of CIC conductor for a cost reduced 100MW/500kWh SMES. IEEE Trans. Appl. Supercond. Vol. 13. № 2. 2003. p. 1810-1813.

58. V.V. Andrianov, A.Yu. Arhangelsky, S.I. Kopylov, M.B. Parizh, V.V. Zheltov. Comparative analysis of single- and multi- windings superconducting magnetic energy storage performances. Cryogenics. № 30. 1990. p.789-793.

59. S. Nomura, H. Tsutsui, N. Watanabe, et. al. Demonstration of stress -minimized force balanced coil concept for SMES. IEEE Trans. Appl. Supercond. Vol. 13. № 2. 2003. p. 1852-1855.

60. S. Noguchi, H. Yamashita, A. Ishigama, et. al. An optimization method for design of SMES coils using YBCO tape. IEEE Trans. Appl. Supercond. Vol. 13. №2. 2003. p. 1856-1859.

61. J. Kondoh, M. Furuse, M. Umeda. Experimental study of solenoid using Bi 2223/Ag tape with ferromagnetic disks. IEEE Trans. Appl. Supercond. Vol. 13. № 2. 2003. p. 1832-1835.

62. Д. Монтгомери. Получение сильных магнитных полей с помощью соленоидов. -М.: Мир. 1971. -360с.

63. М. Уилсон. Сверхпроводящие магниты. -М.: Мир. 1985. -437с.

64. В.Р. Карасик. Физика и техника сильных магнитных полей. -М.: Наука. 1964. -347с.

65. В.В. Андрианов, В.П. Баев, Н.А. Казанцев и др. Эффективность преобразования энергии регулируемого индуктивного накопителя. //Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. -№ 6. -1987. -С. 41-48.

66. Ю.Н. Вершинин, И.В. Якимец. Токоограничивающие выключатели трансформаторного типа с управляемыми сверхпроводниковыми экранами. //Электричество. -№3.-1985. -С. 1-5.

67. К. Шимони. Теоретическая электротехника. -М.: Мир. 1964. -774с.

68. В.Ф. Палкин. Влияние внешних ферромагнитных тел на магнитную систему. //Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. -№ 1. -1986. -С. 95-99.

69. Н.Н. Нефёдов. Основы электродинамики. -М.: Высшая школа. 1980.-399с.

70. B.C. Владимиров. Уравнения математической физики. -М.: Наука. 1981. -512с.

71. Я. Туровский. Техническая электродинамика. -М.: Энергия. 1974. -288с.

72. К.М. Поливанов. Теоретические основы электротехники. Ч.З. Теория электромагнитного поля. -М.: Энергия. 1969. -352с.

73. К.С. Демирчян. Моделирование электромагнитного поля. -М.: Энергия. 1974. -288с.

74. J1.P. Нейман, К.С. Демирчян. Теоретические основы электротехники. -JL: Энергия. 1975. -522с. и -407с.

75. Г. Бухгольц. Расчёт электрических и магнитных полей. -М.: Изд-во иностр. лит. 1961. -712с.

76. Г. Брехна. Сверхпроводящие магнитные системы. -М.: Мир. 1976. -704с.

77. О.В. Тозони. Метод вторичных источников в электротехники. -М.: Энергия. 1975.-296 с.

78. П.А. Курбатов, С.А. Аринчин. Численный расчёт электромагнитных полей. -М.: Энергоатомиздат. 1984. -167с.

79. Б.Л. Алиевский, В.Л. Орлов. Расчёт параметров магнитных полей осе-симметричных катушек. Справочник. -М.: Энергоатомиздат. 1983. -334с.

80. С.И. Копылов, М.Б. Париж. Программное обеспечение расчёта электромагнитных и тепловых характеристик сверхпроводящих магнитных систем. Препринт ИВТАН № 4-105. -М.: 1983. -23с.

81. П.Л. Калантаров, Л.А. Цейтлин. Расчёт индуктивностей: Справочная книга. -Л.: Энергоатомиздат. 1986. -488с.

82. Л.В. Лейтес. Электромагнитные расчёты трансформаторов и реакторов. -М.: Энергия. 1981.-312с.

83. А.А. Чунихин, М.А. Жаворонков. Аппараты высокого напряжения. -М.: Энергоатомиздат. 1985.-432с.

84. И.В. Якимец. Переключатели магнитного потока в электротехнических устройствах трансформаторного типа. //Электричество,-1982.-№ 10. -с.23-29.

85. Э.А. Манькин. Расчёт реакторов со стальным магнитопроводом и зазорами. //Электричество. -1959. -№ 7. -С.35-41.

86. V.E. Sytnikov et. al. Current distribution and voltage current relation in multi - layer LTS and HTS power cable core: a review. Physica С 401 (2004) p. 13421360.

87. В.Г. Наровлянский, И.В. Якимец. Трансформаторные выключатели со сверхпроводниковыми коммутаторами магнитного потока. В кн. Техническая сверхпроводимость в электроэнергетике и электротехнике. -М.: Совет Экономической Взаимопомощи. 1986. С. 69-84.

88. B.V. Molotilov, V.V. Sadchikov. Amorphous soft magnetic materials and their applications. JMMM. 112. 1992. p. 253-257.

89. Патент на полезную модель № 39002. Однофазный сверхпроводящий то-коограничивающий реактор. /А.С. Веселовский, С.С. Иванов, В.Д. Жемери-кин, С.И. Копылов, Н.Н. Балашов, JI.H. Говорухин. //10.07.2004.

90. В.В. Андрианов, В.В. Желтов, С.И. Копылов, М.Б. Париж. Расчёт и оптимизация сверхпроводящей обмотки с параллельно включёнными секциями. //Изв. Вузов Электромеханика. -1982. -№ 11. -С.1331-1335.

91. В.В. Андрианов, М.Б. Париж, С.И. Копылов. Сверхпроводящие обмотки с параллельно соединёнными секциями. Препринт ИВТАН № 4-070. -М.: 1981. -53с.

92. В.В. Андрианов, М.Б. Париж, С.И. Копылов. Решение некоторых вопросов создания сильноточных сверхпроводящих обмоток. В кн.: Доклады школы «Сверхпроводимость в электроэнергетике и электротехнике». Ч.Н. Варна. 1982. с.249-262.

93. V.V. Andrianov, М.В. Parizh, S.I. Kopylov. Superconducting windings with parallel connected sections. IEEE Trans, on Magn. MAG-19(3). 1983. p. 11051108.

94. В.В. Андрианов, В.Б. Зенкевич, В.И. Соколов. Сверхпроводящий соленоид на магнитные поля напряжённостью свыше 75КЭРСТ из трёхкомпо-нентного сплава. //Докл. АН СССР. -1966. -№2. -С.316-319.

95. С.И. Копылов. К вопросу секционирования обмоток сверхпроводящих индуктивных накопителей. //Изв. вузов Электромеханика. -1983. -№11. -С.105-108.

96. В.В. Андрианов, В.Б. Зенкевич, В.В. Желтов, С.И. Копылов. Влияние секционирования сверхпроводящих обмоток индуктивных накопителей на величину запасаемой энергии. //Изв. АН СССР Энергетика и транспорт. -1989. -№3. -С.36-39.

97. Комплекс инженерных методов расчёта и оптимизации сверхпроводящих магнитных систем. /С.С. Иванов, С.И. Копылов, М.Б. Париж, М.С. Ушомирский. //Информационный лист ВДНХ СССР. 1985. 4с.

98. А.с. 1053647 СССР. Сверхпроводящий индуктивный накопитель энергии. В.В. Андрианов, Н.А. Казанцев, С.И. Копылов, М.Б. Париж. //Открытие, изобретение. -1983. -№41. -С.247.

99. Gurevich A., Kopylov S. Current oscillations in superconducting windings. Supercollider 4. Plenum Press. NY-London. 1992. p. 975-980.

100. С.И. Копылов, В.В. Желтов, А.Ю. Архангельский. Секционирование сверхпроводящих обмоток индуктивных накопителей энергии. В кн.: Труды межд. конф. Электротехника-89. Братислава. 1989. с.216-220.

101. В.Б. Зенкевич, В.В. Желтов, А.С. Романюк. Гистерезисные потери в обмотках, содержащих сверхпроводящие жилы круглого сечения. Препринт № 4-114. ИВТАН.-М.: 1983. -33с.

102. V.B. Zenkevitch, V. V. Zheltov, A.S. Romanyuk. Hysteresis losses in superconductors of round cross-section with collective interaction. Cryogenics. 1978. №2. p.93-99.

103. В.Б. Зенкевич, В.В. Желтов. К расчёту гистерезисных потерь в сверхпроводящих обмотках. //Изв. АН СССР Энергетика и транспорт. -1979. -№2. -С. 70-79.

104. С.И. Копылов, В.В. Желтов, А.Ю. Архангельский. Влияние секционирования обмотки и её геометрических параметров на гистерезисные потери в соленоидальных системах. //Сб. научных трудов. Моск. энерг. ин-та. -1988. №167. -С. 44-49.

105. В.Б. Зенкевич, В.В. Желтов, С.И. Копылов. Влияние секционирования сверхпроводящих обмоток на их экономичность по гистерезисным потерям. //Изв. АН СССР Энергетика и транспорт. -1989. -№4. -С. 90-99.

106. В.В. Андрианов, В.В. Желтов, С.И. Копылов, А.Ю. Архангельский. Оптимизация секционированных сверхпроводящих обмоток. //Изв. АН СССР Энергетика и транспорт. -1989. -№5. -С.63-69.

107. F. Irie, J. Yamafuji. Theory of flux motion in non-ideal type-II superconductors. J. Phys. Soc. Japan. 1977. v.23 №2. p.255-258.

108. JI.B. Лейтес. Тороидальные реакторы. -M.: ВНИИЭМ. 1966. -84с.

109. V.V. Andrianov, A.Yu. Arhangelsky, V.V. Zheltov, S.I. Kopylov, M.B. Parizh. Segmentation and optimization of toroidal superconducting windings. Proc. of 11th Int. Conf. on Magnet Technology. 1989. vol.1 p.491-496.

110. В.В. Андрианов, В.В. Желтов, С.И. Копылов, А.Ю. Архангельский. Анализ эффективности секционирования тороидальных сверхпроводящих обмоток. //Изв. АН СССР Энергетика и транспорт. -1990. -№1. -С.119-125.

111. А.Ю. Архангельский, С.И. Копылов. Секционирование обмоток сверхпроводящих индуктивных накопителей энергии. //Труды МЭИ. 1991. № 648. -С.46-50.

112. S.I. Kopylov. The effect of sectioning on stored energy in superconducting windings. Adv. Cryog. Eng. 1992. vol.37a p.395-400.

113. J. Schwartz, E.E. Burkhardt. An investigation of superconducting magnets for a 10 MWh SMES. IEEE Trans. Appl. Supercond. 1992. vol. 2 №4. p.l95-204.

114. С. Фонер, Б. Шварц. Сверхпроводящие машины и устройства. -М.: Мир. 1977. -763с.

115. R.W. Moses. Configuration design of superconductive energy storage magnets. Adv. Cryog. Eng. v.21. 1976. p.140-148.

116. Y. Mitani, Y. Murakami. A method for the high energy density SMES1. Asuperconducting energy storage. Proc. of IP Int. Conf. on Magnet Technology. 1989. vol.1 p.373-378.

117. F.S. Moon. The virial theorem and scaling laws for superconducting magnet systems. J. Appl. Phys. 53. № 12. 1982. p.l 12-121.

118. S.H. Kim et al. Performance tests of a 1.5 MJ pulsed superconducting coil and its cryostat. IEEE Trans, on Magn. 1979. 15(1). p.840-842.

119. S.H. Kim. et al. Further test of the Argonne 3.3 MJ pulsed superconducting coil and its non-metallic cryostat. IEEE Trans, on Magn. 1983. 19(3). p.346-349.

120. J.D. Rogers et al. SMES for BPA transmission line stabilization. IEEE Trans, on Magn. 1983. 19(3). p. 201-210.

121. C.A. Егоров, A.H. Костенко. Доклад № 1 на семинаре СССР-США «Индуктивные накопители энергии и коммутационная аппаратура для термоядерных установок». -JI.: НИИЭФА. 1974.-32с.

122. S.I. Kopylov. The comparison of single- and multi- solenoidal windings for superconducting storage device performance. IEEE Trans. Appl. Supercond. v.3. № 1. 1993. p.215-218.

123. A.B. Гордон, А.Г. Сливинская. Электромагниты постоянного тока. -М.: Госэнергоиздат. -446с.

124. В.В. Андрианов, А.Ю. Архангельский, В.В. Желтов, С.И. Копылов. Возможность использования многообмоточных сверхпроводящих магнитных систем для накопителей энергии. //Электротехника.-1990.-№ 11.-С.30-35.

125. В.В. Желтов, С.И. Копылов, А.Ю. Архангельский. Оптимизация обмоток сверхпроводящих индуктивных накопителей энергии. //Изв. РАН Энергетика. -1994. -№2. -С.72-85.

126. С.И. Копылов. Секционирование сверхпроводящих токоограничиваю-щих устройств. //Электротехника. -2005, №6, -С. 108-114.

127. И.А. Глебов, Ч. Лаверик, В.Н. Шахтарин. Электрофизические проблемы использования сверхпроводимости. Л.: Наука, 1980, 256с.

128. С.И. Копылов, М.Б. Париж. Эффективная проводимость композиционных материалов с неоднородными эллипсоидальными включениями. //Изв. вузов Электромеханика, -1981, -№3, -С.2247-253.

129. Мс Рее//Сверхпроводимость и её применение в электротехнике/Под ред. Б.К. Буля и Б.М. Тареева. М., Л., Энергия, 1964, 95с.

130. Г.В. Буткевич. Дуговые процессы при коммутации электрических цепей. М.:, Энергия, 1973, 263с.

131. Г.В. Зевеке, П.А. Ионкин, А.В. Нетушил, С.В. Страхов. Основы теории цепей. М. JI. Энергия, 1965, 444с.

132. Г.И. Атабеков. Основы теории цепей. М.:, Энергия, 1969, 424с.

133. С.Сили. Электромеханическое преобразование энергии. М.:, Энергия, 376с.