JP2019533974A5 - - Google Patents

Description

ここで図１を参照しながら、本発明の実施形態による好適な電力システムを説明する。図に示すように、故障電流リミッタ（ＦＣＬ）１０１を含む電力システム１００が、電力を発生して様々な工業、商標、及び／または住宅の電気的負荷に送り届ける発電、送電、及び配電の回路網を含むように実現される。ＦＣＬ１０１は第１電流分割装置（ＣＳＤ：current splitting device）１０２及び第２電流分割装置（ＣＳＤ）１０６を含むことができ、第１ＣＳＤ１０２は第１故障電流リミッタ・モジュール（ＦＣＬＭ：fault current limiter module）１０４に電気結合され、第２ＣＳＤ１０６は第１ＣＳＤ１０２に電気結合されている。一部の実施形態では、ＦＣＬ１０１が第３ＣＳＤ１０７を含むことができる。図に示すように、第２ＣＳＤ１０６は、第１ＦＣＬＭ１０４及び第３ＣＳＤ１０７に、そして第２ＦＣＬＭ１０８にさらに結合されている。一部の実施形態では、第１及び第２ＣＳＤ１０２、１０６の各々が、交互配置された巻線を有するモジュール式電流分割リアクトルであり、これについては以下でより詳細に説明する。

さらに図示するように、電力システム１００は、導体１１５及び１１７を介してＡＣ電源１１０と１つ以上の電気負荷１１２との間に直列に電気接続することができる。ＦＣＬ１０１は、故障電流制限が望まれる他の種々の応用及び電力システム構成において実現することができることは、当業者にとって明らかである。従って、図１に示す特定の電力システム１００は一例として示し、限定的であることは意図していない。

本明細書中に記載するＦＣＬ１０１は、例えば送電、配電、及び発電システムのようなあらゆる電気システムにおいて故障電流を制限するように実現することができる。さらに、一部の場合には、交互配置された巻線を有するＣＳＤ１０２、１０６、１０７を、超電導ＦＣＬ、固体ＦＣＬ、高速スイッチＦＣＬ、あるいは一般に、システムを故障電流から保護するように構成されたあらゆる故障電流制限回路の形で実現することができ、こうした故障電流制限回路では、正常動作中には低い挿入インピーダンスを意図している。一部の例では、ＦＣＬ１０１が飽和鉄心またはシールドコア（遮蔽磁芯）を含むことができる。非限定的な一例では、本明細書中に記載するように交互配置された巻線を有する第１、第２、及び第３ＣＳＤ１０２、１０６、１０７を有するＦＣＬ１０１を設けて、高い挿入インピーダンスを有する飽和鉄心ＦＣＬの挿入インピーダンスを低下させることができる。さらに、本明細書中に提供する種々の例は、高周波または低周波システム用のＦＣＬ装置において実現することができる。

より具体的には、図示するように、ＦＣＬ１０１を「ｎ」個の部分（例えば、「ｎ」個のＣＳＤ）に分割し、各部分は電圧降下Ｖ／ｎを有する一次巻線、及び一次巻線に対する巻線比１：ｗを有する二次巻線を含む。従って、巻線間に生じる電圧の最大値は(１＋ｗ)Ｖ／ｎになる。例えば図４に示すように、リアクトル構成の終端を閉じることによって、各ＦＣＬＭ１０４、１０８の電圧は次式のように計算することができる：
Ｖ＝−ｗＶ／ｎ＋Ｖs−ｗＶ／ｎ＋Ｖs−ｗＶ／ｎ ＝＞ Ｖ＝−３ｗＶ／ｎ＋２Ｖs

その結果、全モジュールの両端間に見られる電圧は(１＋ｗ)Ｖとなる。この場合、上記リアクトルを２７個のセグメントに分割して、（例えば、各々の定格が少なくとも３．３kVの）２６個のスイッチを設置することによって、これらのリアクトル・セグメントにおける巻線間電圧は１．６５kVになり、ＦＣＬ１０１にとって必要な絶縁をより一層達成可能にする。