EP1301933A1 - Supraleitungseinrichtung mit induktiver strombegrenzereinheit unter verwendung von hoch-tc-supraleitermaterial------------------- - Google Patents

Supraleitungseinrichtung mit induktiver strombegrenzereinheit unter verwendung von hoch-tc-supraleitermaterial-------------------

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Publication number
EP1301933A1
EP1301933A1 EP01953888A EP01953888A EP1301933A1 EP 1301933 A1 EP1301933 A1 EP 1301933A1 EP 01953888 A EP01953888 A EP 01953888A EP 01953888 A EP01953888 A EP 01953888A EP 1301933 A1 EP1301933 A1 EP 1301933A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
current limiter
superconducting
winding
refrigerant
limiter unit
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.)
Withdrawn
Application number
EP01953888A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Heinz-Werner NEUMÜLLER
Günter RIES
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1301933A1 publication Critical patent/EP1301933A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F36/00—Transformers with superconductive windings or with windings operating at cryogenic temperature
    • 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
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S336/00—Inductor devices
    • Y10S336/01—Superconductive

Definitions

  • the invention relates to a superconducting device with at least one inductive current limiter unit, which has at least one conductor track carrying a magnetic switching current in the case of limitation, at least one ring body made of high-T c superconductor material inductively assigned to the conductor track, and a core leg made of soft magnetic material enclosed by the ring body contains.
  • a corresponding superconductivity device can be found in EP 0 353 449 AI.
  • a transformer can be assigned to your at least one current limiter unit, which transformer has a primary and a secondary coil winding and an associated magnetic flux body made of soft magnetic material with several yoke legs.
  • the current rise after a short circuit can be limited to a value of a few multiples of the nominal current in a manner known per se.
  • a limiter unit is ready for operation again a short time after the shutdown process. So it acts like a quick, self-healing backup. It ensures a high level of operational safety because it acts passively, ie it works autonomously without short-circuit detection and without an active triggering by a switching signal.
  • Superconducting current limiter units usually form a switching element to be inserted serially into a circuit.
  • Corresponding current limiter units can be of the so-called resistive or inductive type.
  • Inductive current limiter units are often designed as choke coils (see e.g. DE 38 29 207 AI or EP 0 440 664 Bl).
  • a shielding current is induced by a conductor track of a choke coil winding carrying a nominal current during operation in an associated (secondary) superconducting winding which is short-circuited.
  • This superconducting winding can also be formed by a superconducting core or the part of such a core in the interior of the choke coil.
  • the shielding current induced by a corresponding switching current in the superconducting winding or the core becomes so great that the critical (shielding) current of the superconducting material is exceeded.
  • the load-bearing capacity of this winding or the core collapses due to the superconducting material becoming normally conductive, as a result of which the inductance of the inductor increases abruptly and the AC resistance in the conductor track of the inductor is accordingly increased to a value causing the current limitation.
  • a corresponding inductive current limiter unit emerges from the EP-A document mentioned at the beginning. It contains an induction coil through which the nominal current flows, the one Encloses ring body made of high-T c superconductor material.
  • This ring body has a centrally symmetrical, hollow interior, in which a core leg made of soft magnetic material of high permeability is arranged concentrically. This core leg can also be part of a complete, self-contained magnetic circuit.
  • Known current limiter units of this type with metal oxide high-T c materials (so-called “HTS” materials) whose transition temperature T c is so high that they can be kept in the superconducting operating state with liquid nitrogen (LN 2 ) of at most 77 K, show a rapid increase in the electrical resistance when their critical values are exceeded.
  • the associated heating to the normal conducting state and thus the indirect triggering of the current limitation take place in a sufficiently short time so that the peak value of a short-circuit current to a fraction of the unlimited current.
  • the superconducting parts should be in good heat-conducting contact with a suitable refrigerant, which they can return to the superconducting operating state in a relatively short time after the critical values have been exceeded can.
  • the superconducting device consequently has at least one inductive current limiter unit, which has at least one conductor path carrying a switching current in the event of a limitation, at least one ring body made of high-T c superconductor material inductively assigned to the conductor path and a core leg made of soft magnetic material enclosed by the ring body Contains material. Furthermore, the device has a transformer which contains a primary and a secondary coil winding and an associated magnetic flux body made of soft magnetic material with several yoke legs.
  • the magnetic flux body between the primary coil winding and the secondary coil winding should be provided with at least one further yoke leg, which is provided as the core leg of the current limiter unit, and the at least one conductor track of the current limiter unit should be formed with the at least one conductor of one of the coil windings.
  • annular body is understood to mean any structure made up of at least one element or component or conductor which contains at least high-T c superconductor material and forms a short-circuit ring which forms the associated yoke leg which acts as a magnetic bypass element of the magnetic flux body.
  • the magnetic yoke of the inductive current limiter unit is integrated as a further yoke leg in the magnetic flux body which is to be provided anyway for the transformer coil windings. This reduces the amount of soft magnetic material accordingly.
  • no separate conductor path generating a switching current is required for the current limiter unit, since the
  • Switching current is now generated by the at least one conductor of one of the coil windings itself; ie, the switching trigger send function regarding of the high-T c superconductor material of the ring body is caused solely by the conductor of this coil winding.
  • the conductors of the transformer coil windings can also particularly advantageously contain high-T c superconductor material.
  • the coil windings and the current limiter unit can be arranged in a common cryostat vessel which contains two refrigerant spaces in which the winding or the current limiter unit are accommodated. This has the advantage that the
  • Refrigerant rooms can set different temperature levels.
  • the refrigerant in the refrigerant chamber of the transformer coil windings is at a lower temperature level than the refrigerant in the refrigerant chamber of the limiter unit.
  • the coolant area of these coil windings and the refrigerant space should here are the limiter unit at least approximately at the same pressure (with the inclusion of variations of the pressure in the coolant space of the limiter unit of the pressure in the refrigerant space of the windings by a maximum of ⁇ 10% '). In this way, the heat loss generated in the windings as a result of alternating current losses of the superconductor can be dissipated by convection without undesired gas formation due to appropriate evaporation.
  • the superconducting device can also comprise a current limiter unit which has a plurality of yoke legs of a magnetic flux body enclosed by superconducting ring bodies. This opens up a correspondingly large degree of design freedom with regard to the cross section of the soft magnetic material.
  • FIG. 1 essential parts of a superconducting device with a transformer and a superconducting current limiter unit in a longitudinal section
  • FIG. 2 parts of another superconducting device with a transformer and another current limiting device in a cross section
  • FIG. 3 parts of another superconducting device with a warm transformer and a superconducting current limiter unit in one Longitudinal section
  • 4 and 5 two design options of the superconducting ring body of a current limiter unit suitable for a superconducting device in cross-sectional or oblique view.
  • the magnetic coil windings of the superconducting device according to the invention are the primary and secondary windings of a transformer using preferably superconducting conductors (cf. for example WO 00/16350 A).
  • the conductors of the transformer coil windings which may be subdivided into a plurality of partial windings, need not necessarily have superconducting, in particular high-T c, superconducting material.
  • Normally conductive material is also suitable as conductor material.
  • At least one inductive current limiter unit should be assigned to the circuit of at least one of the transformer coil windings, preferably the primary winding.
  • several current limiter units can also be provided.
  • Current limiter units suitable for the superconducting device according to the invention are based on known embodiments and their mode of operation (cf., for example, DE 39 19 465 AI or EP 0 353 449 AI).
  • oxidic HTS cuprate material such as YBa 2 Cu 3 O x or Bi 2 Sr 2 CaCu 2 O y or (Bi, Pb) 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O z comes in as the conductor material for the superconducting parts of the current limiter unit and optionally the coil winding Question.
  • (Bi, Pb) 2 Sr 2 CaCu 3 O z material can be selected for the conductor of a possible HTS coil winding. The specific choice of material depends on the manufacturing processes of the individual parts or is selected depending on the respective operating temperature.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a superconducting device according to the invention.
  • This device generally designated 2 contains, for example, a superconducting, in particular an HTS transformer 3 with a primary and a secondary (transformer) coil winding 4 and 5, respectively.
  • These coil windings each enclose a first and second yoke leg 6a and 6b of a three-legged one Magnetic flux body 6 (or magnetic core) made of soft magnetic material, as is known for example from transformer construction.
  • the magnetic flux body between the primary coil winding and the secondary coil winding should be provided with at least one further yoke leg, which acts as a current limiter unit. hearing yoke leg can be seen.
  • the magnetic flux body 6 has a central or central yoke leg 6c between its two outer yoke legs 6a and 6b as the third (further) yoke leg.
  • This yoke leg ⁇ c is enclosed in a known manner by an annular body 7 made of HTS material in the form of a corresponding hollow cylinder. Together with the ring body 7, it forms the essential part of a current limiter unit 8.
  • this current limiter unit does not have its own conductor track, which in the event of limitation is a switching current, in particular a short-circuit current.
  • this conductor track is formed by the primary winding 4 of the transformer 3.
  • This winding constructed with at least one conductor designed for a nominal current, generates an alternating magnetic flux in the magnetic flux body 6 in the magnetic flux body 6 in a closed magnetic flux circuit in which the two yoke legs 6a and 6b assigned to the primary winding 4 and the secondary winding 5 are located.
  • this magnetic flux present during operation between the primary and secondary windings via the yoke legs 6a and 6b is indicated by a dashed, arrowed line 10.
  • a ring current or shielding current is induced in the superconducting ring body 7, which prevents magnetic flux from flowing through the yoke leg 6c enclosed by it.
  • the superconducting device according to the invention is not limited to a soft magnetic flux body or yoke core, which has only a single additional yoke leg as a magnetic bypass element with an HTS ring body.
  • FIG. 2 shows the bypass duck.
  • the superconducting device generally designated 12, accordingly contains a magnetic flux body 16 with two additional yoke legs 16c and 16d serving as magnetic bypass elements, each of which consists of a hollow cylindrical ring body 17a or 17b
  • the primary winding 14 of a transformer is arranged around a central yoke leg 16b.
  • the secondary winding 15 of this transformer then not only encloses the primary winding 14, but also the two yoke legs 16c and 16d arranged laterally therefrom with their HTS ring bodies 17a and 17b.
  • the two outer side parts 16a and 16e of the magnetic flux body 16 can also be seen.
  • the primary and / or secondary winding of a transformer are advantageously made of superconducting conductors, in particular HTS conductors.
  • HTS material is used for the conductors
  • the material of the HTS ring body 7, 17a, 17b need not necessarily be identical to that for the conductors of the at least one winding.
  • All superconducting parts are expediently accommodated in a common cryostat vessel, discrete refrigerant spaces being optionally provided for the at least one ring body and the at least one coil winding.
  • This has the advantage that different temperature levels can be set in the refrigerant rooms, but in particular at the same pressure. It can be expedient if the refrigerant spaces are in a refrigerant connection with one another. This is because it is advantageously possible to exchange the refrigerant between the two refrigerant spaces which may be at di ferent temperature levels.
  • FIG. 3 shows a corresponding exemplary embodiment of a superconducting device 22 with a transformer 23 which contains a primary winding 24 and a secondary winding 25 made of normally conductive, non-cooled conductors.
  • a magnetic flux body 26 used has a central yoke leg 26b and two outer yoke legs 26a and 26e.
  • each of the spaces 28a and 29b between the middle yoke leg 26b and the two outer yoke legs 26a and 26e there is another yoke leg 26c and 26d as a magnetic bypass element.
  • This Elements are each enclosed by a hollow cylindrical HTS ring body 27a or 27b and form current limiter units 28a or 28b.
  • the HTS ring bodies, together with their associated yoke legs 26c and 26d, are each located in their own cryostat 30a or 30b. This makes it necessary for there to be a small gap sl or s2 between the end faces of the yoke bodies 26c and 26d located in the cryostats 30a and 30b and the respectively adjacent, non-cooled parts of the magnetic flux body 26.
  • cryostat walls must therefore consist of a non-magnetic, electrically poorly conductive material such as stainless steel, so that no winding voltages can be induced in them during normal operation.
  • a cross section through the shown structure of the superconducting device 22 according to FIG. 3 has an appearance corresponding to that of FIG. 2.
  • the magnetic flux lines 10 and 11 are also illustrated in FIG.
  • an HTS ring body in the form of a hollow cylinder made of HTS solid material or a carrier tube made of non-magnetic material such as ceramic, glass or metal, which is coated with the HTS material as a thin or thick film.
  • HTS ring body in the form of a short-circuit winding, for example made of (Bi, Pb) 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O z -HTS-
  • FIG. 4 A corresponding exemplary embodiment is indicated in FIG. 4 in a perspective view.
  • a hollow cylindrical yoke leg 36i serving as a magnetic bypass element made of soft magnetic material is provided with two superconducting windings 37a and 37b of identical winding number wrapped on the inside and outside. These windings form an HTS ring body 27 in that they are connected to one another in such a way that a current flows through them in the opposite direction.
  • the primary winding with a yoke leg of a magnetic flux body is located within the magnetic bypass element or yoke leg 36i, while a secondary winding is arranged around this leg.
  • the main flow of the transformer does not induce current; only a leakage flux is shielded.
  • the superconducting material changes to the normal conducting state, the magnetic flux closing via the yoke leg 36 as a magnetic bypass.
  • the result is a structure of a superconducting device similar to that according to FIGS. 2 and 3.
  • an HTS ring body in the form of a short-circuit winding made of an HTS strip conductor, which forms a film made of HTS material such as YBa 2 on a strip-shaped carrier material such as stainless steel or a Ni alloy (eg made of "Hastelloy”) Cu 3 O x
  • the short-circuit winding can be designed, for example, in accordance with FIG.
  • the HTS ring body which is composed of individual HTS elements.
  • a corresponding exemplary embodiment is shown in cross section in FIG.
  • the HTS ring body, designated 47 encloses a yoke body 46i serving as a magnetic bypass element. It is composed of individual plate elements 47i, which are connected to one another at their edges in an electrically conductive manner via electrical connecting elements 48i to form a short-circuit ring.
  • the plate elements 47i have, for example, a corresponding carrier element 49 made of an insulating material such as a ceramic or glass, on which an HTS layer 50, for example made of YBa 2 Cu 3 O x, which is represented by a reinforced line, is applied.
  • an HTS layer 50 for example made of YBa 2 Cu 3 O x, which is represented by a reinforced line, is applied.
  • four such HTS plate elements 47i are interconnected to form the short-circuit ring; Of course a different number of corresponding elements can also be provided.

Landscapes

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Abstract

Die Supraleitungseinrichtung (22) weist eine induktive Strombegrenzereinheit (28a, 29b) mit einem Ringkörper (27a, 27b) aus Hoch-Tc-Supraleitermaterial und einem davon umschlossenen weichmagnetischen Jochschenkel (26c, 26d) sowie einen Transformator (23) mit Primär- und Sekundärwicklung (24, 25) und einem weichmagnetischen Magnetflusskörper (26) mit mehreren Jochschenkeln (26a - 26e) auf. Der Magnetflusskörper (26) soll zwischen der Primärwicklung (24) und der Sekundärwicklung (25) des Transformators (23) den Jochschenkel (26c, 26d) der Strombegrenzereinheit (28) enthalten, wobei mit dem Leiter einer Wicklung (24) ein Schaltstrom für die Strombegrenzereinheit (28) erzeugt wird.

Description

Beschreibung
Supraleitungseinrichtung mit induktiver Strombegrenzereinheit unter Verwendung von Hoch-Tc-Supraleitermaterial
Die Erfindung bezieht sich auf eine Supraleitungseinrichtung mit mindestens einer induktiven Strombegrenzereinheit, welche wenigstens eine im Begrenzungsfall einen magnetischen Schaltstrom führende Leiterbahn, wenigstens einen der Leiterbahn induktiv zugeordneten Ringkörper aus Hoch-Tc-Supraleiter- material sowie einen von dem Ringkörper umschlossenen Kernschenkel aus weichmagnetischem Material enthält. Eine entsprechende Supraleitungseinrichtung geht aus der EP 0 353 449 AI hervor. Ihrer mindestens einen Strombegren- zereinheit kann ein .Transformator zugeordnet sein, der eine primäre und eine sekundäre Spulenwicklung sowie einen zugehörenden Magnetflusskörper aus weichmagnetischem Material mit mehreren Jochschenkeln aufweist.
In elektrischen Wechselstromversorgungsnetzen können Kurzschlüsse und elektrische Überschläge nicht mit Sicherheit vermieden werden. Dabei steigt der Wechselstrom im betroffenen Stromkreis sehr schnell, d.h. innerhalb der ersten Halbwelle, auf ein Vielfaches seines Nennwertes an, bis er durch geeignete Sicherungs- und/oder Schaltmittel unterbrochen wird. Als Folge davon treten in allen betroffenen Netzkomponenten wie Leitungen, Sammelschienen, Schaltern und Transformatoren erhebliche thermische sowie mechanische Belastungen durch Stromkräfte auf. Da diese kurzzeitigen Lasten mit dem Quadrat des Stromes zunehmen, kann eine sichere Begrenzung des Kurzschlussstromes auf einen niedrigeren Spitzenwert die Anforderungen an die Belastungsfähigkeit der erwähnten Netzkomponenten erheblich reduzieren. Dadurch lassen sich Kostenvorteile erreichen, etwa bei Aufbau neuer als auch beim Aus- bau bestehender Netze, indem durch einen Einbau von Strombegrenzereinheiten ein Austausch von Netzkomponenten gegen höher belastbare Ausführungsformen vermieden werden kann. Mit supraleitenden Strombegrenzereinheiten kann in an sich bekannter Weise der Stromanstieg nach einem Kurzschluss auf einen Wert von wenigen Vielfachen des Nennstromes begrenzt werden. Darüber hinaus ist eine solche Begrenzereinheit kurze Zeit nach dem Abschaltungs organg wieder betriebsbereit. Sie wirkt also wie eine schnelle, selbstheilende Sicherung. Dabei gewährleistet sie eine hohe Betriebssicherheit, da sie passiv wirkt, d.h. autonom ohne vorherige Detektion die Kurzschlüsse und ohne aktive Auslösung durch ein Schaltsignal arbeitet.
Supraleitende Strombegrenzereinheiten bilden üblicherweise ein seriell in einen Stromkreis einzufügendes Schaltglied. Entsprechende Strombegrenzereinheiten können vom sogenannten resistiven oder induktiven Typ sein. Induktive Strombegrenzereinheiten sind vielfach als Drosselspulen ausgebildet (vgl. z.B. DE 38 29 207 AI oder EP 0 440 664 Bl) . Bei diesem Typ wird von einer im Betriebsfall einen Nennstrom führenden Leiterbahn einer Drosselspulenwicklung in einer zugeordneten (sekundären) supraleitenden Wicklung, die kurzgeschlossen ist, ein Abschirmstrom induziert. Diese supraleitende Wicklung kann auch durch einen supraleitenden Kern oder den Teil eines solchen Kerns im Innenraum der Drosselspule gebildet werden. Im Kurzschlussfall wird der von einem entsprechenden Schaltstrom in der supraleitenden Wicklung bzw. dem Kern induzierte Abschirmstrom so groß, dass der kritischen (Ab- schir -) Strom des supraleitenden Materials überschritten wird. Dadurch bricht die Tragfähigkeit dieser Wicklung bzw. des Kerns wegen des Normalleitendwerdens des supraleitenden Materials zusammen, wodurch die Induktivität der Drosselspule sprunghaft erhöht und damit der Wechselstromwiderstand in der Leiterbahn der Drosselspule entsprechend auf einen die Strombegrenzung bewirkenden Wert angehoben wird.
Aus der eingangs genannten EP-A-Schrift geht eine entsprechende induktive Strombegrenzereinheit hervor. Sie enthält eine vom Nennstrom durchflossene Induktionsspule, die einen Ringkörper aus Hoch-Tc-Supraleitermaterial umschließt. Dieser Ringkörper besitzt eine zentralsymmetrische, im Innern hohle Form, in der konzentrisch ein Kernschenkel aus weichmagnetischem Material hoher Permeabilität angeordnet ist. Dieser Kernschenkel kann dabei auch Teil eines vollständigen, in sich geschlossenen magnetischen Kreises sein.
Derartige bekannte Strombegrenzereinheiten mit metalloxidi- schen Hoch-Tc-Materialien (sogenannten „HTS"-Materialien) , deren Sprungtemperatur Tc so hoch liegt, dass sie mit flüssigem Stickstoff (LN2) von höchstens 77 K im supraleitenden Betriebszustand zu halten sind, zeigen eine schnelle Zunahme des elektrischen Widerstandes beim Überschreiten ihrer kritischen Werte. Die damit verbundene Erwärmung in den normallei- tenden Zustand und somit die indirekte Auslösung der Strombegrenzung geschehen dabei in hinreichend kurzer Zeit, so dass der Spitzenwert eines Kurzschlussstromes auf einen Bruchteil des unbegrenzten Stromes, etwa auf den 3- bis lOfachen Wert des Nennstromes begrenzt werden kann. Die supraleitenden Tei- le sollten dabei in gut wärmeleitendem Kontakt mit einem geeigneten Kältemittel stehen, das sie in verhältnismäßig kurzer Zeit nach Überschreitung der kritischen Werte in den supraleitenden Betriebszustand wieder zurück zu führen vermag.
Soll nun mit einer entsprechenden Strombegrenzereinheit der Strom in dem Stromkreis einer der Spulenwicklungen eines Transformators, deren mindestens ein Leiter einen Jochschenkel eines Magnetflusskörpers aus weichmagnetischem Material umschließt, begrenzt werden, so erfolgt dies nach dem Stand der Technik durch eine Reihenschaltung entsprechender getrennter Bauteile in dem Stromkreis. Der diesbezügliche konstruktive Aufwand ist dementsprechend hoch.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Sup- raleitungseinrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen anzugeben, deren konstruktiver Aufwand vermindert ist. Diese Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Die Supraleitungseinrichtung nach der Erfindung weist folglich mindestens eine induktive Strombegrenzereinheit auf, welche wenigstens eine im Begrenzungsfall einen Schaltstrom führende Leiterbahn, wenigstens einen der Leiter- bahn induktiv zugeordneten Ringkörper aus Hoch-Tc-Supralei- termaterial sowie einen von dem Ringkörper umschlossenen Kernschenkel aus weichmagnetischem Material enthält. Ferner weist die Einrichtung einen Transformator auf, der eine pri- märe und eine sekundäre Spulenwicklung sowie einen zugehörigen Magnetflusskörper aus weichmagnetischem Material mit mehreren Jochschenkeln enthält. Dabei soll der Magnetflusskörper zwischen der primären Spulenwicklung und der sekundären Spulenwicklung mit mindestens einem weiteren Jochschenkel erse- hen sein, der als der Kernschenkel der Strombegrenzereinheit vorgesehen ist, und soll mit dem mindestens einen Leiter einer der Spulenwicklungen die wenigstens eine Leiterbahn der Strombegrenzereinheit gebildet sein.
Unter einem Ringkörper wird in diesem Zusammenhang ein beliebiger Aufbau aus mindestens einem Element oder Bauteil oder Leiter verstanden, das/der zumindest Hoch-Tc-Supraleiter- material enthält und einen Kurzschlussring bildet, welcher den zugeordneten, als ein magnetisches Bypasselement wirken- den Jochschenkel des Magnetflusskörpers umschließt.
Die mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Supraleitungseinrichtung verbundenen Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, dass der magnetische Rückschluss der induktiven Strombegrenzereinheit als ein weiterer Jochschenkel in den für die Transformatorspulenwicklungen ohnehin vorzusehenden Magnetflusskörper integriert ist. Damit ist der Aufwand an weichmagnetischem Material entsprechend reduziert. Außerdem ist für die Strombegrenzereinheit keine eigene einen Schalt- ström erzeugende Leiterbahn mehr erforderlich, da der
Schaltstrom nunmehr von dem mindestens einen Leiter einer der Spulenwicklungen selbst erzeugt wird; d.h. , die schaltauslö- sende Funktion bzgl . des Hoch-Tc-Supraleitermaterials des Ringkörpers wird allein von dem Leiter dieser Spulenwicklung bewirkt .
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Supraleitungseinrichtung nach der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
So können besonders vorteilhaft die Leiter der Transformator- spulenwicklungen ebenfalls Hoch-Tc-Supraleitermaterial enthalten. In diesem Fall können insbesondere die Spulenwicklungen und die Strombegrenzereinheit in einem gemeinsamen Kry- ostatengefäß angeordnet sein, das zwei Kältemittelräume enthält, in denen die Wicklung bzw. die Strombegrenzereinheit untergebracht sind. Dies hat den Vorteil, dass sich in den
Kältemittelräumen unterschiedliche Temperaturniveaus einstellen können.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Kältemittel in dem Kältemittelraum der Transformatorspulenwicklungen sich auf einem tieferen Temperaturniveau befindet als das Kältemittel in dem Kältemittelraum der Begrenzereinheit. Vorzugsweise sollten sich dabei der Kältemittelraum dieser Spulenwicklungen und der Kältemittelraum der Begrenzereinheit zumindest annähernd auf gleichem Druck (unter Einschluss von Abweichungen des Drucks im Kältemittelraum der Begrenzereinheit von dem Druck in dem Kältemittelraum der Wicklungen um maximal ± 10 %') befinden. Auf diese Weise kann nämlich die in den Wicklungen infolge von Wechselstromverlusten des Supraleiters entstehende Verlustwärme durch Konvektion abgeführt werden, ohne dass es zu einer unerwünschten Gasbildung durch entsprechendes Verdampfen kommt. So lässt sich eine durch Gasblasen verursachte Verminderung der elektrischen Spannungsfestigkeit, die insbesondere bei Betrieb mit hoher Spannung zu for- dem ist, vermeiden. Vorteilhaft kann die Supraleitungseinrichtung nach der Erfindung auch eine Strombegrenzereinheit umfassen, die mehrere von supraleitenden Ringkörpern umschlossene Jochschenkel eines Magnetflusskörpers aufweist. Damit ist eine entspre- chend große Gestaltungsfreiheit bzgl. des Querschnitts des weichmagnetischen Materials eröffnet.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Supraleitungseinrichtung sind aus den restlichen Ansprüchen und der Zeichnung zu entnehmen.
Zur ergänzenden Erläuterung der Erfindung wird nachfolgend auf die Zeichnung Bezug genommen, in der bevorzugte Ausführungsformen von Supraleitungseinrichtungen nach der Erfindung veranschaulicht sind. Dabei zeigen jeweils in schematischer Darstellung deren
Figur 1 wesentliche Teile einer Supraleitungseinrichtung mit einem Transformator und einer supraleitenden Strombegrenzereinheit in einem Längsschnitt, Figur 2 Teile einer weiteren Supraleitungseinrichtung mit einem Transformator und einer anderen Strombegrenzereinheit in einem Querschnitt, Figur 3 Teile einer anderen Supraleitungseinrichtung mit einem warmen Transformator und einer supraleitenden Strombegrenzeremheit in einem Längsschnitt sowie deren Figuren 4 und 5 zwei Ausgestaltungsmöglichkeiten des supraleitenden Ringkörpers einer für eine Supraleitungseinrichtung geeigneten Strombegrenzereinheit in Querschnitt- bzw. Schrägansicht.
In den Figuren sind sich entsprechende Teile jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
Bei den magnetischen Spulenwicklungen der erfindungsgemäßen Supraleitungseinrichtung handelt es sich um die Primär- und Sekundärwicklung eines Transformators unter Verwendung von vorzugsweise supraleitenden Leitern (vgl. z.B. WO 00/16350 A) . Die Leiter der gegebenenfalls in mehrere Teilwicklungen unterteilten Transformatorspulenwicklungen brauchen jedoch nicht unbedingt supraleitendes, insbesondere Hoch-Tc-supraleitendes Material aufzuweisen. Auch normallei- tendes Material ist als Leitermaterial geeignet. Dem Stromkreis mindestens einer der Transformatorspulenwicklungen, vorzugsweise der primären Wicklung, soll mindestens eine induktive Strombegrenzereinheit zugeordnet sein. Selbstverständlich können auch mehrere Strombegrenzereinheiten vorge- sehen werden. Für die Supraleitungseinrichtung nach der Erfindung geeignete Strombegrenzereinheiten basieren auf bekannten Ausführungsformen und deren Funktionsweise (vgl. z.B. die DE 39 19 465 AI oder die EP 0 353 449 AI) .
Als Leitermaterial für die supraleitenden Teile der Strombegrenzereinheit und gegebenenfalls der Spulenwicklung kommt insbesondere oxidisches HTS-Cupratmaterial wie YBa2Cu3Ox oder Bi2Sr2CaCu2Oy oder (Bi, Pb) 2Sr2Ca2Cu3Oz in Frage. Für den Leiter einer eventuellen HTS-Spulenwicklung kann beispielsweise (Bi, Pb) 2Sr2CaCu3Oz-Material gewählt werden. Die konkrete Wahl des Materials hängt dabei von den Herstellungsprozessen der einzelnen Teile ab oder wird in Abhängigkeit von der jeweiligen Betriebstemperatur gewählt.
In Figur 1 ist eine erste Ausführungsform einer Supraleitungseinrichtung nach der Erfindung angedeutet. Diese allgemein mit 2 bezeichnete Einrichtung enthält einen beispielsweise supraleitenden, insbesondere einen HTS-Transformator 3 mit einer primären- und einer sekundären (Transformator-) Spulenwicklung 4 bzw. 5. Diese Spulenwicklungen umschließen jeweils einen ersten bzw. zweiten Jochschenkel 6a bzw. 6b eines dreischenkligen Magnetflusskörpers 6 (bzw. Magnetkerns) aus weichmagnetischem Material, wie er z.B. vom Transformatorenbau her bekannt ist. Erfindungsgemäß soll der Magnetfluss- körpers zwischen der primären Spulenwicklung und der sekundären Spulenwicklung mit mindestens einem weiteren Jochschenkel versehen sein, der als ein zu einer Strombegrenzereinheit ge- hörender Jochschenkel anzusehen ist. Dementsprechend weist bei der dargestellten Ausführungsform der Magnetflusskörper 6 zwischen seinen beiden äußeren Jochschenkeln 6a und 6b als dritten (weiteren) Jochschenkel einen mittleren oder zentra- len Jochschenkel 6c auf. Dieser Jochschenkel βc ist in bekannter Weise von einem Ringkörper 7 aus HTS-Material in Form eines entsprechenden Hohlzylinders umschlossen. Er bildet zusammen mit dem Ringkörper 7 den wesentlichen Teil einer Strombegrenzereinheit 8. Diese Strombegrenzereinheit weist abweichend von der aus der genannten EP 0 353 449 AI entnehmbaren induktiven Strombegrenzereinheit keine eigene, im Begrenzungsfall einen Schaltstrom, insbesondere Kurzschlussstrom, führende Leiterbahn auf . Vielmehr wird diese Leiterbahn durch die Primärwicklung 4 des Transformators 3 gebil- det. Diese mit mindestens einem für einen Nennstrom ausgelegten Leiter aufgebaute Wicklung erzeugt im ungestörten Betriebsfall in dem Magnetflusskörper 6 einen magnetischen Wechselfluss in einem geschlossenen Magnetflusskreis, in dem sich die beiden der Primärwicklung 4 bzw. der Sekundärwick- lung 5 zugeordneten Jochschenkeln 6a bzw. 6b befinden. In der Figur ist dieser im Betriebsfall vorhandene magnetische Fluss zwischen Primär- und Sekundärwicklung über die Jochschenkel 6a und 6b durch eine gestrichelte, gepfeilte Linie 10 angedeutet. Im supraleitenden Ringkörper 7 wird dabei ein Ring- ström bzw. Abschirmstrom induziert, der verhindert, dass magnetischer Fluss durch den von ihm umschlossenen Jochschenkel 6c fließen kann.
In einem Begrenzungsfall (Kurzschlussfall bzw. Schaltfall) übersteigt der in dem Ringkörper induzierte Strom den kritischen Wert des HTS-Materials, so dass dieses normalleitend wird (sogenannter „Quench"). Die Folge davon ist, dass nunmehr magnetischer Fluss durch den Jochschenkel 6c gehen kann. Der von der Primärwicklung 4 hervorgerufene, durch den zuge- ordneten Jochschenkel 6a gehende magnetische Fluss kann sich jetzt über den Jochschenkel 6c schließen, bevor er den Bereich des der Sekundärwicklung 5 zugeordneten Jochschenkels 6b erreicht. Dieser Schenkel 6c bildet also quasi einen magnetischen Bypass für den von der Primärwicklung 4 erzeugten Magnetfluss bezüglich der Sekundärwicklung 5. Der magnetische Fluss dieses Bypass ist in der Figur durch eine punktierte, gepfeilte Linie 11 angedeutet. Bei aktiviertem magnetischen Bypass ist also praktisch kein Nettofluss durch die Sekundärwicklung vorhanden; d.h. die Sekundärspannung ist dann auf einen minimalen Restwert zurückgegangen. Die Strombegrenzereinheit 8 befindet sich also im Begrenzerbetrieb.
Selbstverständlich ist die Supraleitungseinrichtung nach der Erfindung nicht auf einen weichmagnetischen Magnetflusskörper bzw. Jochkern beschränkt, der nur einen einzigen zusätzlichen Jochschenkel als magnetisches Bypasselement mit einem HTS- Ringkörper aufweist. Eine Ausführungsform mit zwei solcher
Bypassele ente zeigt Figur 2. Die allgemein mit 12 bezeichnete Supraleitungseinrichtung enthält dementsprechend einen Magnetflusskörper 16 mit zwei zusätzlichen, als magnetische Bypasselemente dienenden Jochschenkeln 16c und 16d, die je- weils von einem hohlzylindrischen Ringkörper 17a bzw. 17b aus
HTS-Material umschlossen sind. Bei der gezeigten Ausführungsform des Magnetflusskörpers 16 ist die Primärwicklung 14 eines Transformators um einen mittleren Jochschenkel 16b angeordnet. Die Sekundärwicklung 15 dieses Transformators um- schließt dann nicht nur die Primärwicklung 14, sondern auch die beiden seitlich davon angeordneten Jochschenkel 16c und 16d mit ihren HTS-Ringkörpern 17a bzw. 17b. In der Figur sind ferner noch die beiden äußeren Seitenteile 16a und 16e des Magnetflusskörpers 16 ersichtlich.
Für die in Figur 2 gezeigte Ausbildung eines Transformators mit sich umschließender Primär- und Sekundärwicklung kann anstelle der gezeigten beiden Bypasselemente 16c und 16d selbstverständlich auch nur ein einziges derartiges Element oder auch noch eine größere Anzahl von solchen Elementen in dem zwischen dem mittleren Jochschenkel 16b und den beiden äußeren Jochschenkeln 16a bzw. 16e ausgebildeten Streuspalt 20 angeordnet sein. Die Summe der Querschnitte an weichmagnetischem Material muss dabei den gesamten Primärfluss tragen können, also in etwa gleiche Größe wie der Transformatorkern selbst haben.
Vorteilhaft sind die Primär- und/oder Sekundärwicklung eines Transformators aus supraleitenden Leitern, insbesondere aus HTS-Leitern gefertigt. Im Fall einer Verwendung von HTS-Mate- rial für die Leiter braucht dabei nicht unbedingt das Mate- rial des HTS-Ringkörpers 7, 17a, 17b identisch mit dem für die Leiter der mindestens einen Wicklung zu sein. Zweckmäßig werden alle supraleitenden Teile in einem gemeinsamen Kryo- statengefäß untergebracht, wobei gegebenenfalls diskrete Kältemittelräume für den mindestens einen Ringkörper und die mindestens eine Spulenwicklung vorgesehen werden. Dies hat den Vorteil, dass sich in den Kältemittelräumen unterschiedliche Temperaturniveaus aber insbesondere auf gleichem Druck einstellen können. Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn die Kältemittelräume untereinander in einer Kältemittelverbindung stehen. Denn damit ist vorteilhaft ein Austausch des Kältemittels zwischen den beiden eventuell auf di ferierenden Temperaturniveaus befindlichen Kältemittelräumen möglich.
Neben einer Verwendung von supraleitendem, insbesondere HTS- Material für die mindestens eine Spulenwicklung einer erfindungsgemäßen Supraleitungseinrichtung kann auch normalleitendes, gekühltes oder nicht-gekühltes Leitermaterial für die Wicklung vorgesehen werden. Figur 3 zeigt ein entsprechendes Ausführungsbeispiel einer Supraleitungseinrichtung 22 mit ei- nem Transformator 23, der eine Primärwicklung 24 und eine Sekundärwicklung 25 aus normalleitenden, nicht-gekühlten Leitern enthält. Ein verwendeter Magnetflusskörper 26 weist einen mittleren Jochschenkel 26b und zwei äußere Jochschenkel 26a und 26e auf. In jedem der Zwischenräume 28a bzw. 29b zwi- sehen dem mittleren Jochschenkel 26b und den beiden äußeren Jochschenkeln 26a bzw. 26e befindet sich ein weiterer Jochschenkel 26c bzw. 26d als magnetisches Bypasselement . Diese Elemente sind jeweils von einem hohlzylindrischen HTS-Ring- körper 27a bzw. 27b umschlossen und bilden Strombegrenzereinheiten 28a bzw. 28b. Die HTS-Ringkörper befinden sich zusammen mit ihren zugeordneten Jochschenkeln 26c bzw. 26d jeweils in einem eigenen Kryostaten 30a bzw. 30b. Dies macht es erforderlich, dass zwischen den Stirnseiten der sich in den Kryostaten 30a und 30b befindlichen Jochkörpern 26c bzw. 26d und den jeweils benachbarten, nicht-gekühlten Teilen des Magnetflusskörpers 26 ein geringer Spalt sl bzw. s2 vorhanden sein muss . Dieser Spalt beeinträchtigt jedoch die magnetische Bypass-Funktion der Jochschenkel 26c bzw. 26d nicht. Die Kryostatenwände müssen deshalb aus einem nicht-magnetischen, elektrisch schlecht leitenden Material wie z.B. aus Edelstahl bestehen, damit in ihnen keine WindungsSpannungen im Normal- betrieb induziert werden können.
Ein Querschnitt durch den gezeigten Aufbau der Supraleitungs- einrichtung 22 nach Figur 3 hat in etwa ein Aussehen entsprechend Figur 2. In der Figur 3 sind ferner entsprechend Figur 1 die Magnetflusslinien 10 bzw. 11 veranschaulicht.
Weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten einer Begrenzereinheit einer Supraleitungseinrichtung nach der Erfindung sind:
• Verwendung eines HTS-Ringkörpers in Form eines Hohlzylin- ders aus HTS-Massivmaterial oder eines Trägerrohres aus nicht-magnetischem Material wie Keramik, Glas oder Metall, das mit dem HTS-Material als Dünn- oder Dickfilm beschichtet ist.
• Verwendung eines HTS-Ringkörpers in Form einer Kurz- schlusswicklung z.B. aus (Bi, Pb) 2Sr2Ca2Cu3Oz-HTS-
Leitermaterial in einer Ag-Legierungsmatrix mit hohem spezifischem Widerstand von insbesondere p > 2 μΩcm. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in Figur 4 in perspektivischer Ansicht angedeutet. Ein als ein magnetisches By- passelement dienender, hohlzylindrisch gestalteter Jochschenkel 36i aus weichmagnetischem Material ist mit zwei supraleitenden Wicklungen 37a bzw. 37b gleicher Windungs- zahl auf der Innen- und Außenseite bewickelt. Diese Wicklungen bilden einen HTS-Ringkörper 27, indem sie so miteinander verbunden sind, dass sie von einem Strom in entgegengesetzter Richtung durchflössen werden. Bei dieser Ausführungsform befindet sich die Primärwicklung mit einem Jochschenkel eines Magnetflusskörpers innerhalb des magnetischen Bypasselementes bzw. Jochschenkels 36i, während eine Sekundärwicklung um diesen Schenkel angeordnet ist. Der Hauptfluss des Transformators induziert keinen Strom; nur ein Streufluss wird abgeschirmt. Bei einem Kurzschluss geht das supraleitende Material in den normalleitenden Zustand über, wobei der Magnetfluss sich über den Jochschenkel 36 als magnetischer Bypass schließt. Es ergibt sich ein Aufbau einer Supraleitungseinrichtung ähnlich der nach den Figuren 2 und 3.
• Verwendung eines HTS-Ringkörpers in Form einer Kurz- schlusswicklung aus einem HTS-Bandleiter, der auf einem bandförmigen Trägermaterial wie z.B. aus Edelstahl oder einer Ni-Legierung (z.B. aus „Hastelloy") einen Film aus HTS-Material wie z.B. aus YBa2Cu3Ox aufweist. Die Kurzschlusswicklung kann beispielsweise entsprechend Figur 4 ausgebildet sein.
• Verwendung eines HTS-Ringkörpers, der aus einzelnen HTS- Elementen zusammengesetzt ist. Ein entsprechendes Ausfüh- rungsbeispiel zeigt Figur 5 im Querschnitt. Der mit 47 bezeichnete HTS-Ringkörper umschließt einen als magnetisches Bypasselement dienenden Jochkörper 46i. Er ist aus einzelnen Plattenelementen 47i zusammengesetzt, die untereinander an ihren Kanten über elektrische Verbindungselemente 48i elektrisch leitend zu einem Kurzschlussring verbunden sind. Die Plattenelemente 47i weisen dabei z.B. ein entsprechendes Trägerelement 49 aus einem isolierenden Material wie z.B. einer Keramik oder aus Glas auf, auf dem eine in der Figur durch eine verstärkte Linie dargestellte HTS-Schicht 50 z.B. aus YBa2Cu3Ox aufgebracht ist. In der Figur sind vier derartige HTS-Plattenelemente 47i zu dem Kurzschlussring zusammengeschaltet; selbstverständlich kann auch eine andere Anzahl entsprechender Elemente vorgesehen werden.

Claims

Patentansprüche
1. Supraleitungseinrichtung
- mit mindestens einer induktiven Strombegrenzereinheit, welche a) wenigstens eine im Begrenzungsfall einen Schaltstrom führende Leiterbahn, b) wenigstens einen der Leiterbahn induktiv zugeordneten Ringkörper aus Hoch-Tc-Supraleitermaterial c) sowie einen von dem Ringkörper umschlossenen Kernschenkel aus weichmagnetischem Material enthält, und
- mit einem Transformator, der a) eine primäre und eine sekundäre Spulenwicklung sowie b) einen zugehörigen Magnetflusskörper aus weichmagnetischem Material mit mehreren Jochschenkeln aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , • dass der Magnetflusskörper (6; 16; 26) zwischen der primären Spulenwicklung (4,; 14; 24) und der sekundären Spulenwicklung (5; 15; 25) des Transformators (3) mit mindestens einem weiteren Jochschenkel (6c; 16c, 16d; 26c, 26d; 36i; 46i) versehen ist, der als der Kernschenkel der Strom- begrenzereinheit (8) vorgesehen ist,
• und dass mit dem mindestens einen Leiter einer der Spulenwicklungen die wenigstens eine Leiterbahn der Strombegrenzereinheit gebildet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Leiter der Spulenwicklungen (24, 25) aus normalleitendem Material bestehen.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , dass die Leiter der Spulenwicklungen (4, 5; 14, 15) Hoch-Tc-Supraleitermaterial enthalten.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Spulenwicklungen (4, 5; 14, 15) und die Strombegrenzereinheit (8) in einem gemeinsamen Kryos tatengefäß angeordnet sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Kryostatengefäß zwei Kältemittelräume enthält, in denen die Spulenwicklungen (4, 5; 14, 15) bzw. die Strombegrenzereinheit (8) untergebracht sind.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kältemittelräume untereinander in einer Kältemittelverbindung stehen.
7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sich das Kältemittel in dem Kältemittelraum der Spulenwicklungen (4, 5; 14, 15) auf einem tieferen Temperaturniveau befindet als das Kältemittel in dem Kältemittelraum der Strombegrenzereinheit (8) .
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sich der Kältemittelraum der Spulenwicklungen (4, 5; 14, 15) und der Kältemittelraum der Strombegrenzereinheit (8) zumindest annähernd auf gleichem Druck befinden.
9. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der min- destens eine supraleitende Ringkörper (27a, 27b) mit seinem zugeordneten Jochschenkel (26c, 26d) in einem eigenen Kry- ostaten (30a, 30b) angeordnet ist.
10. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die
Strombegrenzereinheit mehrere von supraleitenden Ringkörpern (17a, 17b; 27a, 27b) umschlossene Jochschenkel (16c, 16d; 26c, 26d) eines Magnetflusskörpers (16; 26) aufweist.
11. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der mindestens eine supraleitende Ringkörper (7; 17a, 17b; 27a, 27b) aus Hoch-Tc-Supraleiter-Massivmaterial besteht.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der mindestens eine supraleitende Ringkörper (7; 17a, 17b; 27a, 27b) aus einem Trägerrohr besteht, das mit dem Hoch-Tc- Supraleitermaterial beschichtet ist.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der mindestens eine supraleitende Ringkörper (37) durch eine Kurzschlusswicklung aus mindestens einem Hoch-Tc-Supraleiter gebildet ist.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Leiter der Kurzschlusswicklung in eine Legierungsmatrix eingebettetes oder auf einem bandförmigen Träger aufgebrachtes Hoch-Tc-Supraleiter- material enthält.
15. Einrichtung nach Anspruch 13 oder 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kurzschlusswicklung aus zwei konzentrischen, bifilar verschalteten Teilwicklungen (37a, 37b) gebildet ist, die auf der Innen- bzw. Außenseite eines hohlzylindrischen Jochschenkels (36i) eines Magnetflusskörpers angeordnet sind.
16. Einrichtung" nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der mindestens eine supraleitende Ringkörper (47) durch eine Kurz- schlusswindung aus mit Hoch-Tc-Supraleitermaterial beschichteten Plattenelementen (47i) aufgebaut ist.
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2002952197A0 (en) * 2002-10-22 2002-11-07 Metal Manufactures Limited Superconducting fault current limiter
EP1749690A1 (de) * 2005-08-03 2007-02-07 ABB Technology AG Transformatoranordnung und Mehrpegelumrichter
GB2462557B (en) * 2007-07-09 2012-06-27 Zenergy Power Pty Ltd Fault current limiter
US7956491B2 (en) * 2008-03-17 2011-06-07 Asic Advantage Inc. Integrated multi-transformer
KR20100082803A (ko) * 2008-04-03 2010-07-19 제너지 파워 피티와이 엘티디 한류기
ES2404655T3 (es) * 2008-11-29 2013-05-28 Alstom Technology Ltd. Limitador de corriente de falla con una pluralidad de elementos de superconducción conectados según una conformación a modo de anillo
US8169762B2 (en) * 2009-04-20 2012-05-01 Energy Safe Technologies, Inc. Relay with current transformer
EP2495745A1 (de) * 2011-03-04 2012-09-05 ABB Technology AG Stromanstiegsbegrenzung bei Gleichstromsystemen mit hoher Spannung
DE102011103619B4 (de) * 2011-06-08 2015-05-13 Schneider Electric Sachsenwerk Gmbh Vorrichtung zur Strombegrenzung
GB201117381D0 (en) 2011-10-10 2011-11-23 Rolls Royce Plc A superconducting fault current limiter
DE102012202513A1 (de) * 2012-02-17 2013-08-22 Schneider Electric Sachsenwerk Gmbh Vorrichtung zur Strombegrenzung
DE102012218260B3 (de) 2012-10-05 2013-12-05 Bruker Hts Gmbh Induktiver Fehlerstrombegrenzer mit geteilter Sekundärspulenanordnung
DE102012218261B3 (de) 2012-10-05 2013-11-14 Bruker Hts Gmbh Induktiver Fehlerstrombegrenzer mit geteilter Primärspulenanordnung
CN103354145A (zh) * 2013-06-19 2013-10-16 北京云电英纳超导电缆有限公司 超导故障限流器绕组分段式结构
CN107665766B (zh) * 2016-11-18 2023-10-27 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种超导限流电抗器的铁心
DE102016122435A1 (de) * 2016-11-22 2018-05-24 Wobben Properties Gmbh Windenergieanlage und 3-Phasen-Drosseleinheit
CN108777220B (zh) * 2018-05-28 2022-01-21 台达电子工业股份有限公司 磁性元件及开关电源装置
CN117956674B (zh) * 2024-03-26 2024-06-18 合肥中科离子医学技术装备有限公司 磁铁系统和具有它的回旋加速器

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH677549A5 (de) 1988-08-02 1991-05-31 Asea Brown Boveri
DE3829207A1 (de) 1988-08-29 1990-03-08 Licentia Gmbh Strombegrenzende drosselspule
US5973588A (en) * 1990-06-26 1999-10-26 Ecco Limited Multilayer varistor with pin receiving apertures
US5930095A (en) 1996-08-16 1999-07-27 Back Joo Superconducting current limiting device by introducing the air gap in the magnetic core
GB9705717D0 (en) * 1997-03-19 1997-05-07 Rolls Royce Power Eng Resistive superconducting current limiter
DE19851047C2 (de) 1997-11-18 2001-09-27 Back Joo Strombegrenzungsanordnung mit Dämpfelement
DE19832274A1 (de) * 1998-07-17 2000-01-20 Siemens Ag Resistiver Kurzschlußstrombegrenzer mit einer Leiterbahnstruktur aus Hoch-T¶c¶-Supraleitermaterial sowie Verfahren zur Herstellung des Strombegrenzers
GB9819058D0 (en) 1998-09-01 1998-10-28 Oxford Instr Ltd Electrical transformer
WO2000016350A2 (de) 1998-09-14 2000-03-23 Siemens Aktiengesellschaft Htsl-transformator
FR2783632B1 (fr) * 1998-09-18 2000-10-13 Alstom Technology Transformateurs de courant electrique a bobinages supraconducteurs
DE19920443A1 (de) * 1999-05-04 2000-11-09 Abb Research Ltd Anordnung zur Strombegrenzung mit einem supraleitenden Transformator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO0209129A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2002009129A1 (de) 2002-01-31
JP2004505440A (ja) 2004-02-19
US6795282B2 (en) 2004-09-21
US20030191028A1 (en) 2003-10-09
JP3699448B2 (ja) 2005-09-28
DE10035634A1 (de) 2002-02-07

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