DE1763131A1 - Verfahren zum UEberlastschutz unter Verwendung von Supraleitern - Google Patents
Verfahren zum UEberlastschutz unter Verwendung von SupraleiternInfo
- Publication number
- DE1763131A1 DE1763131A1 DE19681763131 DE1763131A DE1763131A1 DE 1763131 A1 DE1763131 A1 DE 1763131A1 DE 19681763131 DE19681763131 DE 19681763131 DE 1763131 A DE1763131 A DE 1763131A DE 1763131 A1 DE1763131 A1 DE 1763131A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- coil
- energy source
- current
- superconducting
- sur
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 title description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 25
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 14
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 5
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 3
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 3
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001122767 Theaceae Species 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000003467 diminishing effect Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/001—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for superconducting apparatus, e.g. coils, lines, machines
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/02—Details
- H02H3/021—Details concerning the disconnection itself, e.g. at a particular instant, particularly at zero value of current, disconnection in a predetermined order
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
- H02H9/023—Current limitation using superconducting elements
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/30—Devices switchable between superconducting and normal states
- H10N60/35—Cryotrons
- H10N60/355—Power cryotrons
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Description
Licentia Patent-Verwaltunge-QabH
6 ltankfurt 70» Sneodor-Stem-Ial 1
[Beleoexempiü:
19. Des. 1969 (IfT 82/505)
Verfahren sub Überlastschuts unter Verwendung
von Supraleitern
DI· Seiiadttug betrifft ein Verfahren sin Oberlastechuts nor-■alleitecder
oder supraleitender Apparat·, OerAte, Haeohl·
mn oder Leitungen in Gleich- oder WechselBtroeanlagen, bei
denen supraleitende in Heine sum Laetstro« geechaltete Leiter
oder Leiterelemente lsi Störungsf all durch das duroh. den Stem
in den Schutsleitern selbst hervorgerufene Magnetfeld beeinflußt werden.
Die sunehaende Versaachung moderner Strosveraorgungsnetee
und die Steigerung der Kraf twerksleletungen machen issier
schnellere Abschaltung fehlerliäfter Vetstelle la Störunge·
fall nöti«.
109830/055«
- 2 - P 17 65 151.1-52
Slectr. Ine· *·*>· 1962 Applications of superconductivity)
in Reihe su den zu schüttenden Einrichtungen (Fig. 2) supraleitende,
in eines Dewargefäß G angeordnete Drähte (die im normalleitenden Zustand Beglichst hohen Viderstand besitsen)
su schalten und diese so su dimensionieren, daß sie unter normaler Strombelastung supraleitend bleiben (bei Gleichstrom
also keinen, bei 50 Hb Wechselstrom nur einen außerordentlich geringen Widerstand besitzen) in fall des Auftretens von
Überströmen infolge der hohen Strombelastung oder infolge ihres magnetischen Eigenfeldes in den normalleitenden Zustand
Übergehen und dank ihres dadurch erreichten obm* sehen Widerstandes den Kurzsohlußstrom begrenzen· Im. Gegensatz su den in
der nachrichtentechnik (bei kleinen Spannungen) bewährten
Kryotrons erscheinen solche Einrichtungen für die Starkstrom-,
besonders Hoohspannungstechnik, jedoch nicht geeignet. Denn der
Übergang von der Supraleitung zur fformalleitung erfolgt «regen der Unmöglichkeit, Drähte mit völlig homogenen Eigenschaften
längs ihrer ganzen Ausdehnung su fabrizieren, zunächst stets an einer lokal begrenzten Stelle St (Pig. 3), an der
die Drähte D im Dewargefäß G normalleitend werden, sich unter dem Einfluß des starken Kursschlußstromes plötzlich erwärmen
und durchbrennen, so daß dort die ganze Het»spannung sur Wirkung kommt und einen Lichtbogen L mit voller Kursschlußleistung
erzeugt, der durch den Hauptschalter S ebenso schwer su unterbrechen ist, wie der ohne diese Schutzeinrichtung
auftretende Kurzschlußstrom (Tig· 5)·
Es wurden deshalb auch Hochlθ iriuagsschalter mit entsprechenden
AuslÖsungtieinrichtungen (Relais usw.) entwickelt, mit
denen es möglich ist, Kuroschlußstandzeiten von wenigen Halbwellen (50 - 50 üilli 3ek* Daue>?) zu erreichen. Solche
Schalter sind jedoch, weil sie für die Ausschaltung der ge-
109830/0558
•amten KurMchlußleistung dimensioniert werden müssen, außerordentlich kostspielig.
S:. wäre daher möglich daran su denken, Widerstände R oder
Impedanzen, die in noraalem Betriebszustand über einen
Schalter S1 (fig· 1) überbrückt sind, im Störungsfall in
Heine su den su schützenden Einrichtungen, s. B. einem Kabel
K su schalten und den Kursschlußstrom so su begrenzen. Der Hauptschalter Sp wäre dann nicht für den Kurzcchlußstrom,
sondern für einen entsprechend niedrigeren Strom su dimen- m
sionieren. Es würde jedoch das Abschaltproblem lediglich von
Schalter S2 auf den Schalter S^, der für eine hohe Abschaltleistung
besessen werden Büßte, verlagert und auch bezüglich der Abschaltseiten ließe sich keine Verbesserung ersielen.
Xa 1·teter Zeit wurden Kursschlußbegrensungseinrichtungen
enter Zuhilfenahme übersättigter Drosselspulen und Kondensatoren vorgeschlagen (ETZ Ausgabe A 1966, S. 681 - 685),
die eine Ausbildung des vollen Kurzschlußstromes im Storungsfall
überhaupt verhindern. Solche Einrichtungen sind aber ebenfalln aufwendig und mit hohen Kosten verbunden.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe sugrunde,
ein Verfahren sum Überlastschutz für normalleitende oder supra- ™
leitende Apparate, Geräte, Maschinen oder Leitungen in Gleichoder Wechselstromanlagen, bei denen supraleitende in Seihe
sum Laststrom geschaltete Leiter oder Leiterelemente im Störungsfall
durch das durch den Strom in den Schutzleitern selbst hervorgerufene Magnetfeld beeinflußt werden, anzugeben,
bei weichem im Störungsfall die Ausbildung des vollen Kurzschlußstromes
verhindert wird» Gleichseitig ist es Aufgabe der Erfindung, Einrichtungen ittr Durchführung des Verfahrens
anzugeben. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß zu de©, durch den Strom In den Schutz! eltera selbst hör-
109830/0558
vorgerufenen Magnetfeld «te ioaltellohee, von der Stdrungsgruße,
■· B* des InrseohluBetroei oder Kursschlußstroaanstieg,
■ur Wirkung gebrachtes Magnetfeld von einer solchen GrUBe
■ur Anwendung gelangt« daß die supraleitenden Sehutsdrähte
oder Leitereleaente lMnge ihrer Jansen - oder in Hinblick
auf den neon Ihre« Quenohen aufsubauenden Widerstand - gentt-gend
langen Brstreokung in kOroerer Seit in den normalleitenden Zustand versetst werden, als sich die durch die
leldclnwirkung suerat gequenohte Stelle dieser Schutedrähte
oder Leitereleaente bis sub SchMlspunkt erwärat.
Die inwendung dea arflndungsgeattBon Terfahrens erscheint
nicht nur for den Oberlasteohuta konventioneller Apparate,
Maschinen, Geräte und Leitungen, sondern insbesondere auch für einrichtungen, in denen supraleitende Leiter oder tiefgekühlte
BelnetMtall-Lelter sur Verwendung gelangen (supraleitende
Transformatoren, Maschinen, Kabel usw.) besonders geeignet, weil dann TiefkÜhleinriclitungen rar £raeugung
flüssigen Helium oder Wasserstoffs ohnehin an Ort und Stelle sur TerfOgung stehen·
Nachstehend sind einige Ausfühi-ungabeiepiele der Erfindung
veranschaulicht.
söhnt«y
Yigur 4 läßt die Kursech T \>ip τ η richtung eines konventionellen (oder auch selbst aus Supraleitern bestehenden) EinphaeenkabelB
K erkennen. Ia Innern einer Xrregerspule Sp,
durch die der Lelterstroa fließt, befindet eich der tiefgekühlte supraleitende Draht D längs seiner ganaen Länge. Sie
Windungssahl der Brregerspule wird so beaeseen, daß bei
Überschreitung einer hoohstsugelassenen Stroaetärke des Leitungsstroaes
oder eines hoohstHugelassenen Stroaanetieee~
109830/0558
gradientea, "Quenchen", das heißt Zerstörung der Supraleitfähigkeit des Drahtes D (im folgenden kurs "Löschen" genannt)
eintritt. Ua ausreichenden ohm*sehen Widerstand des
Drahtes D la gequenchten (normalleitenden) Zustand su erreichen oder um ihn durch radial in ihn eintretende magnetische
Kraftlinien innerhalb der Spule Sp su beeinflussen, kann es sweokmäßlg sein, den Draht D innerhalb der Spule
Sp multifilar (Fig. 5) oder bifilar (Fig. 6) auszubilden.
Durch Wahl des Materials, der Lange und des Querschnittes des Drahtes D, und damit seines Widerstandes im gequenohten
Zustand, ist es dann möglich, den Kursschlußstrom der au
schüttenden Einrichtung (s. B. eines Kabels) in gewünschter
Weise su begrenzen und den Leistungsschalter S für eine kleinere Leistung als die volle Kürssohlußleletung aussulegen.
Bei der Querschnittbemessung des Drahtee D ist darauf su achten, daß er im Bormalbetrieb nicht schon durch das von
dem in ihm selbst fließenden Strom an seiner Oberfläche hervorgerufene
Magnetfeld gequeneht und in den normalleitenden (widerstandsbehafteten) Zustand übergeführt wird. Dies läßt
sich wirtschaftlich in bekannter Weise durch Aufteilung der
(Kabel-) Leltungsschleifen auf eine größere Zahl parallel geschalteter Leitungseträngo die sum Verbraucher führen, erreichen,
da die an den Oberflächen der Leiter auftretenden magnetischen Feldstärken R mit den Bedien B der Leiter und
ihrer Stromdichte S in der Besiehung H · B.B stehen und sich einseine Leiterstränge gegenseitig magnetisch kaum beeinflössen.
Dea £rfindtmgsgedanken entsprechend können auch in der HIn-JJBuL
Bückleitung (bei Drehstrom in allen drei Phasen) supraleitende Drähte bsw. Drahtgebllde angewendet werden, die
109830/Q5EI
• · m
. des Magnetfeld einseiner Lösohapulen oder des Magnetfeld einer gemeinsamen Löeohspule auagesetst «erden, wobei die Löschspulen
deren die entsprechenden Leiterströme oder hei Verwendung
Ton Stromwandlern - durch Strömt, die Ihnen proportional sind - durchflossen «erden können.
Srfindungsgemäß ist es auch möglich (in vielen Fällen sogar
von Vorteil), den Strom sub Aufbau des Lösohfeldes der Erregerapule
Sp einem fremden, bei Erreichung eines bestimmten Ansprechfltroeee (Ia, Fig. 8) oder eines bestimmten Stromanstiegwertes
((dl/dt)a Fig. 9) sur Auslösung gebrachten Energiespeicher·, s. B. einer Akkumulatorenbatterie oder einer
Kondensatorbatterie su entnehmen· Der Ansprechetromwert I
bsw· der Stromanstiegwert (dl/dt)a (vgl. die Figuren 8 und 9)
ist dabei so su" wühlen, daß der Leistungsschalter die Abschaltung
der su sohiitsenden Leitung vor Erreichung des im Hinblick auf die Verhinderung ihres Quenchens höchst zulässigen
Stromwertee ZB (d. h. innerhalb der Zelt tr, Fig· 8 und 9)
bewirkt» VIe aus den Figuren 8 und 9 su sehen ist, steht für die rechtseitlge Abschaltung durch den Leistungsschalter im
Falle* seiner Steuerung auf Grund des Stromanstiegewertee (dl/dt)a mehr Zeit ty als im Falle seiner Steuerung auf Grund
des Stromansprechwertes Ift sur Verfügung.
Figur 7 läßt eine praktische Ausführung dieses Erfindungsgedankens
erkennen* Der tiefgekühlte, in einem Dewargefäß untergebrachte supraleitende Schutsdraht D oder ein entsprechendes
Drahtgebilde ist in Seihe mit der su schützenden Hinrichtung (s. B. einem Kabel) geschaltet und befindet
sich gans im Innern einer ein homogenes Feld ereeugenueu
Helmholtsspule Sp· Zur Erreichung; eines möglichst hohen
schnell ansteigenden Magnetfeldes in der Helmholtsspule erweist es sich als sweckmäßig, die Helmholtsspule mit möglichst
109830/0558 bad original
geringer Induktivität, also nur mit wenigen (la Grensfall
zwei) Windungen auszuführen und als Leiter für sie Kupferrohre oder Supraleiter ait hoher ({uenohfeidstärke su verwenden
(kleine Zeitkonstaxtte wegen der kleinen Induktivität
und der dann begreift«·*! 'Jltineffektverluste). Die HeImholtzspule
kann dabei entweder innerhalb oder außerhalb des Dewargefäßes G (das im letzteren Falle aus nicht leitendem
oder schlechtleitendem Material bestehen muß) untergebracht werden. Elektrisch in Heine mit der zu schützenden Einrichtung
ist ein Stromwandler mit den Wicklungen W^, W2 vorgeee- hen,
dessen Sekundärwicklung zu einer Uteuerfunkenstrecke
Z,j, Z2 führt. Bei Überschreitung, eines bestimmten einstellbaren
Stromanstiegswertes ((dl/dt)„ F^g. 9)» d. h. einer
diesem Wert proportionalen Spannung in der Sekundärwicklung W9 des Wandlers findet Oberschlag zwischen den Elektroden
der Gteuerfunkenstrecke Z^, Z2 und dad^urch auch Zündung
einer Funkenstrecke awlachen den Schaltelektroden Ex., E2
statt, wodurch die - vorher von der Batterie B geladene Kondensatorbatterie
C über die Helmholtzspule zur Entladung kommt und in ihr das zum Queuohen des supraleitenden Schutzdrahtes
D oder eines entsprechenden Drahtgebildes D erforderliche stoßartige Magnetfeld (Fig. 10, Magnetfeld H,
Zeit t) erzeugt. Durch entsprechende Bemessung des Wider- | standee des Drahtes bzw. ,Drahtgebildes D im gequenchten Sustand
ist es möglich, den Kursschlußstrom zu begrenzen. Der
Leistungsschalter S, der seinen Au»3ÖGeiapuls z. B. gleiche
falls von der Sekundärseite d*s Stromwandlers erhalten kann, braucht dann auch im Störungsfall nur eine, z. B. auf den
normalen Betriebsstrom begrenzte, Stromstärke zu schalten.
Anstelle der Auslosung eier Kondensatorbatterie mittels Funkenstrecken
kann natürlich auch eine elektronische Auslösung, z. B* mit !Thyristoren oder dergleichen treten.
109830/0558
Mg· ** MUMi ·*η· eafcepreoheat· BLnrlchtuog gea. dor
f ladang is Blockschaltbild erkennen. 01· an einer in Bein· Wt der se sohfltsenden Leitung geschaltete normal- oder
svpetlelteode Drosselspule Or auftretende Spannung wird in
•1MB elektrischen Dlfferentglled DO ait einea einstellbaren
iwert verglichen· überschreitet ale i» Kurs-
eoaluftfall den Sollwert, dann wird ie Dlfferensglled ein
Iapuls erzeugt, der nach entspreehender Verstärkung (Verstärker T) SUT Auslösung des Schaltthyristor··T dient, Ober
den die rom der Batterie B über ,den Hilfsschalter Hs vorher
geladene Kondensatorbatterie C über die Helaholtsspule 8p
sur Entladung koaat und den Schutsdraht O, wie vorher beschrieben»
sub Queachen bringt·
Sweokmäfilg erscheint es, die Einschaltung der Batterie B
(Hg· 7 and 14), von der aus die Kondensatorbatterie C geladen wird, durch einen alt dea Hauptsehalter C gekoppelten
Hilfssohalter KS (VIg. 7 und 14) so su bewerkstelligen, daQ
bei Ausschaltung des Hauptschalters 8 der Hilfsechalter HS
»haltet und damit die Kondensatorbatterie aufgeladen
wird· Bei Wiedereinschalten des Hauptschalters auf das Ists
(■· B· la falle von KursechluOfortsohaltung) wird der Hilfeschalter
HS geöffnet (Fig. 7), um Entladung der Batterie B wMhrend der gansen Kurzschlußdauer ü>er die Spule Sp su
verhindern· Jkat la KurssohluBfall durch das sehr kursdauern-·
de 8toB-Hagnetfeld der Kondensatorentladung in der HeImholtsspule
geo.uenchte Schutsdraht 0 bleibt nämlich, wie Versuche seigen, schon unter dea Einfluß des durch ihn während
der Kurssohlußdauer nachfließenden gedämpften Kursschlufistroaee
la gequenohten (normalleitenden) Zustand bestehen· Eine eloh bis sub Zeltpunkt der Ausschaltung des Hauptschalter·
erstreckende Strombeaufeohlagung der Helaholtsspule von der Bstterie aus erscheint daher nicht nötig· Sie würde
109830/0558 BAD original
nur au überflüssiger He Hum verdampfung führen, wenn die
Helaholtsspule sich in KöhlgefäS befindet.
Alle bisher angeführten Ausführungsbeispiele der Erfindung besitzen noch den Nachteil (vgl. s. B. Pig. 7 oder Fig. 14),
daß bei Eintritt eines Kurzschlusses bis zur Abschaltung der su sohütsenden Einrichtung (s. B. eines Kabels) durch
den Hauptschalter ü, in den gequenchten (d. h. noraialleitenden)Draht
oder Drahtgebilde D der (allerdings gedämpfte) Kursschlußstrom fließt und in den normalleitenden Draht oder
Drahtgebilde D erhebliche Wärftewirkung und damit starke Ver- ^
dämpfung des Kühlmittels (s. B. flüssigen Heliums) verursacht,
was einen entsprechenden unerwünschten Energieaufwand für die Kühlmaschinen bedeutet.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann dieser Nachteil ·
dadurch vermieden werden, da3 parallel su dem im Dewargefäß
befindlichen Draht oder Drahtgebilde D (Flg. 11) ein normal gekühlter Widerstand, s. B. ein Eisenleiter Fe angeordnet
wird, dessen ühmwert nur einem Bruchteil des Ohmwertes
deo Drahtes oder Drahtgebildes D im gequenchten Zustand entspricht. Während Im normalen Betrieb der Leiteretrom über den
oupraleitenden Draht (oder das Drahtgebilde) D fließt, dessen Λ
Gleichctromwlderstand gleich Null ist und dessen Wechselstromwideretand
nur einem vorschwindenden Bruchteil des Widerstandes
des parallel geschalteten, normal gekühlten Eisenleiters Fe' entspricht, wird im Kurzschlußfall (nach dem ^uenchen des
Drahtes oder Drahtgebildec D) der Hauptteil dec "Kurzschlußstromes11
über den normal gekühlten Widerstand Fe geleitet. Die Wärmeentwicklung in dem gequenchten Droht oder Drahtgebilde
D und damit der Kühlmittelverbrauch (z. B. flüssigen Heliums) läßt sich dt lurch wesentlich beschränken.
Durch entsprechende Bemessung des noreal gekühlten Widerstandes Fe (Fig. 11) ist es s. B. auch möglich, den nach
109830/0658 ^0
- to - . "■"■·-.
dem t^uenchen dee Schutsdrahtes D sich aua der Parallelschaltung des Drahtes D und des normal gekühlten Widerstandes Fe
ergebenden resultierenden Widerstand so auasulegen, daß sein Ohmwert der Verbraucherimpedar.ζ entspricht· J>9v im Kursschlußfall
vom Leistungsschalter su unterbrechende Strom entspricht dann dem normalen Batriebestrom und der Leistungsschalter
braucht nicht so wie äonat üblich, auf den Kursschlußstrom,
sondern nur auf den normalen Batriebsstrom bemessen su werden· Er läßt eich deshalb billiger und kleiner ausfuhren·
Lm trots des nicht allsu hohen spezifischen Widerstandes der
aus supraleitenden Materialien bestehenden Schutsdrähte oder Qchutsdrahtelementc im gequenchtea Zustand genügend
großen Widerstand nach dem (joenehen (d. h. genügend starke
Dämpfung des JCursschlußetromes) su erreichen, ohne geswungen
su sein, lange und daher kostspielige und voluminöse Anordnungen su verwenden, kann es vorteilhaft sein, das supraleitende
Material der Gehutedrähte nur als dünne Schicht auf Trägerdrähten mit hohem spesiflochen Widerstand ansuordnen·
Fig. 15 seigt ein entsprechendes Ausführungsbeispiel dieses Erfindungsgedankene· Ein auch bei tiefsten Temperaturen
einen hohen spezifischen Widerstand besitsender ftangenlndraht
M trägt an seiner Oberfläche einen, nur wenigen μ
dloken Mantel aus Niobium Sb und wird so wie in den schon vorher besprochenen Beispielen (s. B· Fig. 11) im Innern einer
Uelmholtsspule angeordnet und ein normal s. B. mit Was·*
ser gekühlter Widerstand Fe su ihm parallel geschaltet.
Neben den bei Gleichstrom vollis verschwindenden, bei Wechselstrom
mit niedriger Frequenz (z. B. 50 Bs) außerordentlich
geringen Widerständen spielen bei tiefstgekühlten starkstromteohnlsohen
Einrichtungen die sogenannten Einführungsverluste der Stromleiter la die Dewargefäße eine beachtenswert·
und man nuß etwa mit ein Watt Verlust für Jedes Ampere
109830/055·
Strom, das in die Dewargefäß· eingeführt wird, rechnen. Das
ergibt sich aus der Tatsache, daß gute Stromleiter immer
auoh gute Wärmeleiter sind (Wiedemann-Frans'sches Gesetz).
An den Einführ^Jingsstellen der Stromleiter in die Dewargefäß«
dringt über die Stromleiter (die mit Rücksicht auf sonst in ihnen, in noch nicht supraleitenden Leiterabschnitten entstehende
su hohe elektrische Verluste kräftig bemessen werden müssen) Wärme durch Wärmeleitung in die Dewargefäße ein.
Um die in den in fig. 7 und 11 veranschaulichten Beispielen
auftretenden JtroeeinfUhrungsVerluste in die Dewargefäße G
su vermeiden, können die Schutsleiter O im fall des Schutsee
von Wechselstromanlagen erfindungsgemäß im sekundären Stromkreis eines "Stromwandlers" angeordnet werden, der sich gans
in einem Dewargefäß G befindet (Fig. 12). Der Wandler ist allerdinge' auf die volle Vetslelstung su dimensionieren.
Xm wirtschaftliche Lösungen für den überlaatschuts su erhalten,
kann es sich im lall des Aueführungsbeispiels Pig. 7 als empfehlenswert erweisen, Elektrolytkondensatoren heransusiehen,
mit denen große Energien gespeichert werden können. Solche Kondensatoren dürfen jedoch nur in einer Stromrichtung
verwendet werden und sind gegen Hochspannungsstöße su schützen. Ba im Augenblick des Kursechlußeintritts bei Wechselstrombelastung
der Stromanstieg sowohl im positiven wie im negativen Sinn erfolgen kann, wird erfindungagemäß vorgeschlagen»
in den Sekundärkreis des Stromwandlers Gtr (Fig. 13) einen Vollweggleichrichter Gl einsuschalten, der einen kleinen
Transformator Xr speist, durch dessen Sekundärspannung Zündung der Schaltfunkenstrecke Sch erfolgt. Es ist dann,
wie Flg. 13 erkennen läßt, möglich, falsche Beaufschlagung
der Elektrolytkondanaatoren C und - durch Parallelschaltung
des Gleichrichters 61 - auch Hochspannungsstoßtclaatung der
Elektrolytkondennatoren su vermeiden (Flg. 13).
109830/0558
Claims (1)
- 1. VMRfAnn και überlastschute fto noraalleitende oder eanraleltond· Apparate, Oartte, HsiHtfrtnen oder Leiten» gea in aieioh- oder lfaohaelatr<M*nlagen, bei denen sunraleitende in Beihe »im Laststroa geschaltete Leiter oder lieitereleaente im Störunge*all durch das durch den Ctvo* in den Sehutsleltexn selbst hevrrufen· Regnet· feld beeinflußt werden, dadurch gekranselohnet, daß su des durch den Stros in den Schotsleitern eelbet nevrov» JlegnetfelA ein sualtsliohes, von der ßturungs-B. den Kvrseohlttfietron oder XurseohlußetroMan-Virfcung sebreehtee Magnetfeld von einer sol-» eben rOBe sur Anwendung gelangt« daft die supraleitenden SoAtttsdrlhte oder leitereleeente lings ihrer genaen - oder Sm PI ff¥1f itl^ wf den n-teh ihres Qnenchen ^^ifs^KwiMeiffllfn Videretand - genflgend langen trateecamig in tdbnmrvt Seit in den noramlleitenden Zustand vereetst «erden, als eich die durch die feldelnwlrkmg suerst ge^uenohte Stelle dieser Sohatsdrihte oder Leitereleaente bie sum Sohaelsyunkt erwamt·Stm ferfahren son Oberlueteohvts naeh aneporueh 1, dadurch gofrennsolotoet, daS das sun Quenohen der Behvtsleiter dienende Magnetfeld durch eine von Leiterstroa durehfloeaene, die GchutsdrMhte anfassend· Magnetspule he1 ferufen wird·3· Torfahren sum OberlestsehutB nach Anspruch 1» daduroh gekennzeichnet, daß der sur Speisung der sub <iuenohen der ijchutslelter verwendeten Magnetepu3 ea dienende Stro» .einer ed Energiequelle entnounen wird.BAD OBlOlNAU109830/056·Verfahren sin OberlaateoB«t» neoh Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da3 die freed· Energiequelle Im Störungafall hei überschreiten elnee bestiasten floaentanwertee dea KurseohlttBetroaee ausgelöet wird·Verfahren ate Überlastaohuts nach Anspruch 3 t dadurch gekennzeichnet, daß die Biergiequelle abhängig vom seitlichen Stroaanatieggradlenten dee JCursachlußatro-■ee aoeeelöat Ird·6. TerXahren in Oherlaateohuts nach Anspruch 3 oder 5» * dadurch gekennselchnet, daß die freade Energiequelle hei Oberaohreitung eines hestlmten Btromanetiegegradlenten unter Heranaiehung einer dieses ßtroeanetieeegradienten proportionalen Spannung durch Zündung yon Fonfcenetrecken ausgelöst wird.7· Terf ehren bob Oherlaatachuts nach Anspruch 3 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß die freade Energiequelle bei überechreitung elnea beetiaaten Stroaienetlegagradlenten durch eine diese« Stroaanatiegagredienten proportionale Spannung durch elektronische Mittel, wie etwa GpannangeTergleiohaechaltungen Thyristoren uew«, auagelöet wird·β. Terfahren au« überlastechut* nach eines der Anepvüohe bis 7, dadurch gekennaelchnet, daß der soi (ftaannhen der Schutsetrecke dienende Gtron aus des SekuneMrkrela eine β Stroawandlere entnomen wird.9· Einrichtung sur ihirchTUnrung des Verfahrens nach eines der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, ά&% die nur Yelderseugung des Quenohfeldee dienende Spule ala Helnholtsepul· ausgeführt ist.!09830/055810« Einrichtung nach Anspruch 9t dadurch gekennzeichnet, daß die Helsholtsspule nur wenige (is Orensfall zwei) Windungen aufweist·11· Einrichtung nach Anspruch 9 oder 1O9 dadurch gekennzeichnet, daß die Drihte der Belaholtsspule aus Rohrleitern bestehen.12· Einrichtung nach eines der Anspreche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß di· Drähte der Helsholtzspule aus supraleitenden Leitern, die höhere kritische Veldbelastung als der su quenohende Sohutsdraht ertragen, bestehen·13· Einrichtung sur Durchführung des Verfahrene nach eines der Ansprache 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die sur Erzeugung des Quenchfeldes dienende Magnetspule au· Beinstsetall besteht und tiefstgekühlt ist·sur ^1 TTiThf*^ti"^ iw g des Yerfahrens nach einesder Ansprüche 3 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die freade Energiequelle aus Kondensatoren besteht·15· Einrichtung sur Durchführung dee Verfahrene nach eines der Ansprache 3 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß die fresde Energiequelle aus Elektrolytkondensatoren besteht«16· Einrichtung sur Durchführung des Verfahrene nach eines der Ansprüche 3 bis 7t dadurch gekennselohnet, daß die fresde Energiequelle τοη Akkumulatoren gebildet ist.17· Einrichtung sur Durchführung des Verfahrens nach eines der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die supraleitenden Schutsdrähte oder Schutzleiter bifilar109830/0558oder aultlfliar innerhalb der Quenchspule angeordnet sind·18. Einrichtung but Durchführung des Verfahrens nach eines der Ansprüche 1 bia 8, dadurch getcennselehnet, daß die supraleitenden Schutzleiter oder Schu .wtfhte in Tor« von bifilaren Wicklungen Innerhalb der Quenchapule angeordnet sind·109830/0558
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT339767A AT272436B (de) | 1967-04-10 | 1967-04-10 | Verfahren zum Überlastschutz unter Verwendung von Supraleitern |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1763131A1 true DE1763131A1 (de) | 1971-07-22 |
Family
ID=3549914
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19681763131 Pending DE1763131A1 (de) | 1967-04-10 | 1968-04-06 | Verfahren zum UEberlastschutz unter Verwendung von Supraleitern |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
AT (1) | AT272436B (de) |
DE (1) | DE1763131A1 (de) |
FR (1) | FR1567336A (de) |
GB (1) | GB1236082A (de) |
NL (1) | NL6805116A (de) |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2573938A1 (fr) * | 1984-11-23 | 1986-05-30 | Alsthom Atlantique | Filtre limiteur de courant alternatif |
GB2225164A (en) * | 1988-11-17 | 1990-05-23 | Marconi Co Ltd | Current limiting device |
EP1016187B1 (de) | 1996-05-29 | 2003-09-24 | Abb Ab | Leiter für hochspannungswicklungen und rotierende elektrische maschine mit einem solchen leiter |
JP2000511337A (ja) | 1996-05-29 | 2000-08-29 | アセア ブラウン ボヴェリ エービー | 高圧巻線用絶縁導体およびその製造方法 |
SK164098A3 (en) | 1996-05-29 | 1999-06-11 | Asea Brown Boveri | Transformer/reactor |
SE9602079D0 (sv) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | Asea Brown Boveri | Roterande elektriska maskiner med magnetkrets för hög spänning och ett förfarande för tillverkning av densamma |
SE510192C2 (sv) | 1996-05-29 | 1999-04-26 | Asea Brown Boveri | Förfarande och kopplingsarrangemang för att minska problem med tredjetonsströmmar som kan uppstå vid generator - och motordrift av växelströmsmaskiner kopplade till trefas distributions- eller transmissionsnät |
GB9613266D0 (en) * | 1996-06-25 | 1996-08-28 | Oxford Instr Public Limited Co | Current limiting device |
SE512917C2 (sv) | 1996-11-04 | 2000-06-05 | Abb Ab | Förfarande, anordning och kabelförare för lindning av en elektrisk maskin |
SE515843C2 (sv) | 1996-11-04 | 2001-10-15 | Abb Ab | Axiell kylning av rotor |
SE510422C2 (sv) | 1996-11-04 | 1999-05-25 | Asea Brown Boveri | Magnetplåtkärna för elektriska maskiner |
SE509072C2 (sv) | 1996-11-04 | 1998-11-30 | Asea Brown Boveri | Anod, anodiseringsprocess, anodiserad tråd och användning av sådan tråd i en elektrisk anordning |
SE9704422D0 (sv) | 1997-02-03 | 1997-11-28 | Asea Brown Boveri | Ändplatta |
SE508544C2 (sv) | 1997-02-03 | 1998-10-12 | Asea Brown Boveri | Förfarande och anordning för montering av en stator -lindning bestående av en kabel. |
SE508543C2 (sv) | 1997-02-03 | 1998-10-12 | Asea Brown Boveri | Hasplingsanordning |
SE9704421D0 (sv) | 1997-02-03 | 1997-11-28 | Asea Brown Boveri | Seriekompensering av elektrisk växelströmsmaskin |
SE9704423D0 (sv) | 1997-02-03 | 1997-11-28 | Asea Brown Boveri | Roterande elektrisk maskin med spolstöd |
SE9704431D0 (sv) | 1997-02-03 | 1997-11-28 | Asea Brown Boveri | Effektreglering av synkronmaskin |
SE9704427D0 (sv) | 1997-02-03 | 1997-11-28 | Asea Brown Boveri | Infästningsanordning för elektriska roterande maskiner |
GB9705717D0 (en) * | 1997-03-19 | 1997-05-07 | Rolls Royce Power Eng | Resistive superconducting current limiter |
HUP0101186A3 (en) | 1997-11-28 | 2002-03-28 | Abb Ab | Method and device for controlling the magnetic flux with an auxiliary winding in a rotaing high voltage electric alternating current machine |
GB2331867A (en) | 1997-11-28 | 1999-06-02 | Asea Brown Boveri | Power cable termination |
GB2332558A (en) * | 1997-11-28 | 1999-06-23 | Asea Brown Boveri | A fault current limiter |
-
1967
- 1967-04-10 AT AT339767A patent/AT272436B/de active
-
1968
- 1968-04-06 DE DE19681763131 patent/DE1763131A1/de active Pending
- 1968-04-09 FR FR1567336D patent/FR1567336A/fr not_active Expired
- 1968-04-10 NL NL6805116A patent/NL6805116A/xx unknown
- 1968-04-10 GB GB07320/68A patent/GB1236082A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1236082A (en) | 1971-06-16 |
NL6805116A (de) | 1968-10-11 |
FR1567336A (de) | 1969-05-16 |
AT272436B (de) | 1969-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1763131A1 (de) | Verfahren zum UEberlastschutz unter Verwendung von Supraleitern | |
DE102008049630A1 (de) | Überspannungsschutzgerät für Windenergieanlagen | |
EP2532016A1 (de) | Vorrichtung zur strombegrenzung mit einer veränderbaren spulenimpedanz | |
DE1932379B2 (de) | Spule mit veraenderlicher induktivitaet als strombegrenzungseinrichtung fuer energieuebertragungsanlagen | |
EP0913018B1 (de) | Supraleitender kurzschlussstrombegrenzer | |
DE1763411C3 (de) | Thyristor-Stromrichteranordnung | |
DE3829207C2 (de) | ||
DE2127771A1 (de) | Gleichstrom Leistungsschalter | |
DE2252379A1 (de) | Geraet mit induktivem kreis, insbesondere transduktor und statischer blindleistungskompensator mit einem derartigen transduktor | |
AT509837B1 (de) | Vorrichtung zur fehlerstromreduktion | |
DE623439C (de) | ||
DE19920443A1 (de) | Anordnung zur Strombegrenzung mit einem supraleitenden Transformator | |
DE2845993A1 (de) | Fehlerstromschutzschaltungsanordnung | |
DE2817207A1 (de) | Einstellbarer schwenktransformator | |
DE822128C (de) | Anordnung zum Unterbrechen von elektrischen Stromkreisen | |
EP3850720B1 (de) | Magnetisch regelbare drosselspule in reihenschaltung | |
DE290735C (de) | ||
DE1690590C3 (de) | Vorrichtung zum Herabsetzen der Leerlaufspannung von Lichtbogen-Schweißtransformatoren ' | |
AT61581B (de) | Sicherheitsschaltung für elektrische Kabelleitungen. | |
WO1993018567A1 (de) | Elektrisches energieübertragungssystem | |
AT40271B (de) | Einrichtung zum selbsttätigen Abschalten von Kabeln, Transformatoren u. dgl. bei Auftreten eines Leitungsfehlers. | |
AT232568B (de) | Isolierter Leiter aus magnetischem Material | |
DE318952C (de) | Einrichtung bei elektrischen Maschinen, Transformatoren, Drosselspulen, Leitungsanlagen mit Erzeugern und Verbrauchern beliebiger Art, bei denen zur Unterdrueckung der zusaetzlichen Stromwaerme jeder Gesamtleiter aus mehreren Einzelleitern besteht | |
DE563138C (de) | Einrichtung zum Schutze paralleler Leitungsstrecken | |
DE907318C (de) | Einrichtung zum Schutz von elektrischen Stromkreisen, Maschinen od. dgl. gegen unzulaessige Erwaermung |