JPH0458725A - 超電導限流器 - Google Patents
超電導限流器Info
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- JPH0458725A JPH0458725A JP2168526A JP16852690A JPH0458725A JP H0458725 A JPH0458725 A JP H0458725A JP 2168526 A JP2168526 A JP 2168526A JP 16852690 A JP16852690 A JP 16852690A JP H0458725 A JPH0458725 A JP H0458725A
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Classifications
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F2006/001—Constructive details of inductive current limiters
-
- 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
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- 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
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- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
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- Y10S505/85—Protective circuit
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- Power Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、超電導体のクエンチ現象を利用して交流電路
の過電流を抑制する超電導限流器に関し、更に詳しくは
、クエンチした素子の超電導復帰を適確に行わせる超電
導限流器に関する。
の過電流を抑制する超電導限流器に関し、更に詳しくは
、クエンチした素子の超電導復帰を適確に行わせる超電
導限流器に関する。
（従来の技術）
配電線等の交流電路に３相短絡や地絡事故が発生すると
、数十〜数百ｋＡにも及ぶ事故電流が流れ、配電系統お
よび機器に大きなダメージが与えられる。このような事
故電流を瞬間に検出して抑制するための限流技術の１つ
に最近超電導を利用したものが提案されている。
、数十〜数百ｋＡにも及ぶ事故電流が流れ、配電系統お
よび機器に大きなダメージが与えられる。このような事
故電流を瞬間に検出して抑制するための限流技術の１つ
に最近超電導を利用したものが提案されている。
第６図はこのような超電導を利用した従来の超電導限流
器の回路図である。同図において、１は電源、２は遮断
器、３は限流器、３ａは超電導限流コイル、３ｂ、３ｃ
は超電導トリガコイル、３ｄはトリガスイッチ、３ｇは
クエンチセンサ、４は負荷、Ｔ、、Ｔ２．”ｒ３は限流
器３の端子である。
器の回路図である。同図において、１は電源、２は遮断
器、３は限流器、３ａは超電導限流コイル、３ｂ、３ｃ
は超電導トリガコイル、３ｄはトリガスイッチ、３ｇは
クエンチセンサ、４は負荷、Ｔ、、Ｔ２．”ｒ３は限流
器３の端子である。
第７図は前記限流コイル３ａおよびトリガコイル３ｂ、
３ｃからなる限流器３の内部構成を示す図である。限流
器３は、同図に示すように、同軸５１の上に前記限流コ
イル３ａおよびトリガコイル３ｂ、３ｃが巻回されると
ともに、限流コイル３ａの内側には２つのトリガコイル
３ｂ、３ｃが互いに逆方向起磁力を発生するように無誘
導状態に巻回され、更にトリガコイル３ｂ、３ｃは両端
が互いに結線され、一端は限流コイル３ａの一端に接続
されている。そして、限流コイル３ａは所定のインダク
タンスを有する超電導リアクトルを構成し、トリガコイ
ル３ｂ、３ｃは所定の電流値でクエンチして超電導スイ
ッチ機能を有するように構成されている。すなわち、第
８図に示すように、限流コイル３ａおよびトリガコイル
３ｂ、３Ｃのそれぞれ発生磁束φ、、φ５．φ。は相互
に鎖交し合っているとともに、トリガコイル３ｂ。
３ｃからなる限流器３の内部構成を示す図である。限流
器３は、同図に示すように、同軸５１の上に前記限流コ
イル３ａおよびトリガコイル３ｂ、３ｃが巻回されると
ともに、限流コイル３ａの内側には２つのトリガコイル
３ｂ、３ｃが互いに逆方向起磁力を発生するように無誘
導状態に巻回され、更にトリガコイル３ｂ、３ｃは両端
が互いに結線され、一端は限流コイル３ａの一端に接続
されている。そして、限流コイル３ａは所定のインダク
タンスを有する超電導リアクトルを構成し、トリガコイ
ル３ｂ、３ｃは所定の電流値でクエンチして超電導スイ
ッチ機能を有するように構成されている。すなわち、第
８図に示すように、限流コイル３ａおよびトリガコイル
３ｂ、３Ｃのそれぞれ発生磁束φ、、φ５．φ。は相互
に鎖交し合っているとともに、トリガコイル３ｂ。
３ｃは互いに近接して逆巻されているため、定常電流に
おいてその発生磁束φｂおよびφＣが打ち消し合い、無
誘導状態となっている。
おいてその発生磁束φｂおよびφＣが打ち消し合い、無
誘導状態となっている。
このように構成された従来の超電導限流器において、定
常時には、電源１からの全電流は、遮断器２を通った後
、殆どの電流が無誘導の超電導トリガコイル３ｂ、３ｃ
をほぼ均等に流れ、限流コイル３ａには殆ど流れない。
常時には、電源１からの全電流は、遮断器２を通った後
、殆どの電流が無誘導の超電導トリガコイル３ｂ、３ｃ
をほぼ均等に流れ、限流コイル３ａには殆ど流れない。
従って、限流コイル３ａの両端の電圧は極めて小さくな
り、限流コイル３ａの両端の電圧を監視しているクエン
チセンサ３ｇは作動しない。そして、このような状態に
おいて、例えば負荷４に短絡事故または地絡事故が発生
し、これにより過大な事故電流が負荷４に流れたとする
と、この電流はトリガコイル３ｂ３ｃにも流れ、トリガ
コイル３ｂ、３ｃは事故電流が該トリガコイルの臨界電
流値に達するとクエンチし、高抵抗体に転移する。トリ
ガコイル３ｂ。
り、限流コイル３ａの両端の電圧を監視しているクエン
チセンサ３ｇは作動しない。そして、このような状態に
おいて、例えば負荷４に短絡事故または地絡事故が発生
し、これにより過大な事故電流が負荷４に流れたとする
と、この電流はトリガコイル３ｂ３ｃにも流れ、トリガ
コイル３ｂ、３ｃは事故電流が該トリガコイルの臨界電
流値に達するとクエンチし、高抵抗体に転移する。トリ
ガコイル３ｂ。
３ｃがクエンチして、高抵抗体になると、トリガコイル
３ｂ、３ｃに流れていた回路電流は瞬時に限流コイル３
ａ側に転流する。この結果、限流コイル３ａのリアクト
ル作用により回路電流は所定の電流値に制限される。そ
して、限流コイル３ａの両端には、この制限電流と限流
コイル３ａのインピーダンスとの積に比例した電圧が発
生する。
３ｂ、３ｃに流れていた回路電流は瞬時に限流コイル３
ａ側に転流する。この結果、限流コイル３ａのリアクト
ル作用により回路電流は所定の電流値に制限される。そ
して、限流コイル３ａの両端には、この制限電流と限流
コイル３ａのインピーダンスとの積に比例した電圧が発
生する。
二の限流コイル３ａの両端の電圧は、クエンチセンサ３
ｇで検出され、これによりクエンチセンサ３ｇはトリガ
スイッチ３ｄを開放し、トリガコイル３ｂ、３ｃに流れ
るトリガコイル回路電流を遮断し、トリガコイル３ｂ、
３ｃのジュール熱を零にし、超電導復帰を助ける。
ｇで検出され、これによりクエンチセンサ３ｇはトリガ
スイッチ３ｄを開放し、トリガコイル３ｂ、３ｃに流れ
るトリガコイル回路電流を遮断し、トリガコイル３ｂ、
３ｃのジュール熱を零にし、超電導復帰を助ける。
（発明が解決しようとする課題）
上述した従来の超電導限流器においては、限流コイルが
限流状態にある時、限流コイル３ａから発生する磁束φ
、の大部分は第７図かられがるようにトリガコイル３ｂ
、３ｃを鎖交する。従って、トリガスイッチ３ｄが開放
すると同時にトリガコイル３ｂ、３ｃには鎖交磁束φａ
を打ち消す方向に起電力ｅ’ｒｃが誘起し、トリガコイ
ル３ｂ。
限流状態にある時、限流コイル３ａから発生する磁束φ
、の大部分は第７図かられがるようにトリガコイル３ｂ
、３ｃを鎖交する。従って、トリガスイッチ３ｄが開放
すると同時にトリガコイル３ｂ、３ｃには鎖交磁束φａ
を打ち消す方向に起電力ｅ’ｒｃが誘起し、トリガコイ
ル３ｂ。
３ｃ内を循環するループ電流ｉ ＴＣＬか流れる。この
ループ電流ｉ ＴＣＬの値は起電力ｅ工。とトリガコイ
ルの内部インピーダンスＺＴＣ＋ との比によって次式
のように決定される。
ループ電流ｉ ＴＣＬの値は起電力ｅ工。とトリガコイ
ルの内部インピーダンスＺＴＣ＋ との比によって次式
のように決定される。
また、トリガコイルの内部インピーダンスｚＴＣＩはト
リガコイル３ｂ、３ｃの自己インダクタンスＬ１および
Ｒ２と相互インダクタンスＭ１およびクエンチによる素
線抵抗分Ｒ０およびＲ２とのベクトル和となり、次式の
ようになる。
リガコイル３ｂ、３ｃの自己インダクタンスＬ１および
Ｒ２と相互インダクタンスＭ１およびクエンチによる素
線抵抗分Ｒ０およびＲ２とのベクトル和となり、次式の
ようになる。
但し、ω−２πｆ
この内部インピーダンスＺＴＣＩはトリガコイル３ｂ、
３ｃの超電導復帰が進む程（素線の超電導領域が広がる
程）、小さくなり、その分、ループ電流ｉ ＴＣＬは逆
に増大する。この結果、常電導状態にある領域のジュー
ル損を上昇させることとなり、冷媒のヘリウムの消費量
を増大させるとともに、トリガコイルの超電導復帰を遅
延させ、更には限流コイル３ａの発生磁束φ、を打ち消
す方向に働き、限流コイル３ａのインダクタンスを低下
させるという問題がある。
３ｃの超電導復帰が進む程（素線の超電導領域が広がる
程）、小さくなり、その分、ループ電流ｉ ＴＣＬは逆
に増大する。この結果、常電導状態にある領域のジュー
ル損を上昇させることとなり、冷媒のヘリウムの消費量
を増大させるとともに、トリガコイルの超電導復帰を遅
延させ、更には限流コイル３ａの発生磁束φ、を打ち消
す方向に働き、限流コイル３ａのインダクタンスを低下
させるという問題がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とす
るところは、限流作動時におけるトリガコイルの誘起電
圧を最小にしてトリガコイルの超電導復帰時間を短くし
、発熱を抑え、冷媒は消費量を低減した超電導限流器を
提供することにある。
るところは、限流作動時におけるトリガコイルの誘起電
圧を最小にしてトリガコイルの超電導復帰時間を短くし
、発熱を抑え、冷媒は消費量を低減した超電導限流器を
提供することにある。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するため、本発明の超電導限流器は、交
流電路の過電流を制限する超電導リアクトルからなる限
流コイルおよび該限流コイルと同軸上に設けられ、所定
の電流値てクエンチする超電導無誘導コイルからなる第
１〜第４のトリガコイルを有し、第１のトリガコイルと
第４のトリガコイルとは直列に接続され、第２のトリガ
コイルと第３のトリガコイルとは直列に接続され、この
第１および第４のトリガコイルの直列接続回路と第２お
よび第３のトリガコイルの直列接続回路とは互いに並列
に接続され、この並列接続回路の一端が前記限流コイル
に接続され、限流コイルから発生する磁束によって各ト
リガコイルに発生する誘起電圧の合成値が最小となるよ
うに構成されていることを要旨とする。
流電路の過電流を制限する超電導リアクトルからなる限
流コイルおよび該限流コイルと同軸上に設けられ、所定
の電流値てクエンチする超電導無誘導コイルからなる第
１〜第４のトリガコイルを有し、第１のトリガコイルと
第４のトリガコイルとは直列に接続され、第２のトリガ
コイルと第３のトリガコイルとは直列に接続され、この
第１および第４のトリガコイルの直列接続回路と第２お
よび第３のトリガコイルの直列接続回路とは互いに並列
に接続され、この並列接続回路の一端が前記限流コイル
に接続され、限流コイルから発生する磁束によって各ト
リガコイルに発生する誘起電圧の合成値が最小となるよ
うに構成されていることを要旨とする。
（作用）
本発明の超電導限流器では、限流コイルからの発生磁束
によって各トリガコイルに発生する誘起電圧の合成値が
最小値になるようにトリガコイルが構成されている。
によって各トリガコイルに発生する誘起電圧の合成値が
最小値になるようにトリガコイルが構成されている。
（実施例）
以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の一実施例に係わる超電導限流器の回路
図である。同図に示す超電導限流器は、トリガコイルの
構成が異なる以外、第６図に示す超電導限流器と同じ構
成である。すなわち、第１図に示す超電導限流器のトリ
ガコイルは、第１〜第４のトリガコイル３Ｂ、３Ｃ，３
Ｄ、３Ｅて構成されている。そして、第１のトリガコイ
ル３Ｂと第４のトリガコイル３Ｅとは直列に接続され、
第２のトリガコイル３Ｃと第３のトリガコイル３Ｄとは
直列に接続され、このように直列接続された第１および
第４のトリガコイル３Ｂ、３Ｅと第２および第３のトリ
ガコイル３Ｃ，３Ｄは互いに並列に接続されている。
図である。同図に示す超電導限流器は、トリガコイルの
構成が異なる以外、第６図に示す超電導限流器と同じ構
成である。すなわち、第１図に示す超電導限流器のトリ
ガコイルは、第１〜第４のトリガコイル３Ｂ、３Ｃ，３
Ｄ、３Ｅて構成されている。そして、第１のトリガコイ
ル３Ｂと第４のトリガコイル３Ｅとは直列に接続され、
第２のトリガコイル３Ｃと第３のトリガコイル３Ｄとは
直列に接続され、このように直列接続された第１および
第４のトリガコイル３Ｂ、３Ｅと第２および第３のトリ
ガコイル３Ｃ，３Ｄは互いに並列に接続されている。
更に詳細には、第１および第２のトリガコイル３Ｂおよ
び３Ｃは、第２図に示すように、限流コイル３ａの内側
に同軸状に配設され、第３および第４のトリガコイル３
Ｄおよび３Ｅは、第１および第２のトリガコイル３Ｂお
よび３Ｃの内側に同軸状に配設されているとともに、第
１〜第４のトリガコイル３Ｂ、３Ｃ，３Ｄ、３Ｅは、第
３図に示すように、限流時の誘起電圧が互いに打ち消し
合うように接続され、これによりトリガコイル内のルー
プ電流を抑制するように構成されている。
び３Ｃは、第２図に示すように、限流コイル３ａの内側
に同軸状に配設され、第３および第４のトリガコイル３
Ｄおよび３Ｅは、第１および第２のトリガコイル３Ｂお
よび３Ｃの内側に同軸状に配設されているとともに、第
１〜第４のトリガコイル３Ｂ、３Ｃ，３Ｄ、３Ｅは、第
３図に示すように、限流時の誘起電圧が互いに打ち消し
合うように接続され、これによりトリガコイル内のルー
プ電流を抑制するように構成されている。
すなわち、第３図に示すように、第１および第３のトリ
ガコイル３Ｂおよび３Ｄは布巻になっているのに対して
、第２および第４のトリガコイル３Ｃおよび３Ｅは反対
に左巻になっている。この結果、限流コイル３ａからの
発生磁束φａによって各トリガコイル３Ｂ、３Ｃ，３Ｄ
、３Ｅに第１図に示すように発生する誘起電圧ｅ＊ ＋
ｅ ｂ Ｈｅ ６ｅ、は互いに打ち消し合い、ルー
プ電流を低減するようになっている。
ガコイル３Ｂおよび３Ｄは布巻になっているのに対して
、第２および第４のトリガコイル３Ｃおよび３Ｅは反対
に左巻になっている。この結果、限流コイル３ａからの
発生磁束φａによって各トリガコイル３Ｂ、３Ｃ，３Ｄ
、３Ｅに第１図に示すように発生する誘起電圧ｅ＊ ＋
ｅ ｂ Ｈｅ ６ｅ、は互いに打ち消し合い、ルー
プ電流を低減するようになっている。
また、上述したようにトリガコイルを構成することによ
り、定常電流に対しては、第１．第２のトリガコイル３
Ｂ、３Ｃおよび第３．第４のトリガコイル３Ｄ、３Ｅは
共に無誘導コイルとして作用し、過大な事故電流に対し
ては瞬時にクエンチして過電流を抑制すると同時に事故
電流を限流コイル３ａ側に転流させるようになっている
。また、限流コイル３ａは自己のりアクドル作用により
事故電流を限流すると同時に磁束φ８を発生する。
り、定常電流に対しては、第１．第２のトリガコイル３
Ｂ、３Ｃおよび第３．第４のトリガコイル３Ｄ、３Ｅは
共に無誘導コイルとして作用し、過大な事故電流に対し
ては瞬時にクエンチして過電流を抑制すると同時に事故
電流を限流コイル３ａ側に転流させるようになっている
。また、限流コイル３ａは自己のりアクドル作用により
事故電流を限流すると同時に磁束φ８を発生する。
次に、作用を説明する。
定常状態においては、すなわち回路電流値がトリガコイ
ルの臨界電流値以下の状態においては、回路電流の殆ど
はトリガコイル３Ｂ、３Ｃ，３Ｄ。
ルの臨界電流値以下の状態においては、回路電流の殆ど
はトリガコイル３Ｂ、３Ｃ，３Ｄ。
３Ｅを流れるため、限流コイル３ａによる磁束φ、はほ
ぼ零である。なお、布巻の第１および第３のトリガコイ
ル３Ｂおよび３Ｄは左巻の第２および第４のトリガコイ
ル３Ｃおよび３Ｅに対してコイル径が若干大きくなるた
め、磁気的結合係数は−１とはならず、僅かな漏れイン
ダクタンスが発生する。しかしながら、その値は一般に
限流コイル３ａのインダクタンス値よりもはるかに小さ
いため、トリガコイル３Ｂ、３Ｃ，３Ｄ、３Ｅは実質的
に無誘導で抵抗零の素子として作用する。
ぼ零である。なお、布巻の第１および第３のトリガコイ
ル３Ｂおよび３Ｄは左巻の第２および第４のトリガコイ
ル３Ｃおよび３Ｅに対してコイル径が若干大きくなるた
め、磁気的結合係数は−１とはならず、僅かな漏れイン
ダクタンスが発生する。しかしながら、その値は一般に
限流コイル３ａのインダクタンス値よりもはるかに小さ
いため、トリガコイル３Ｂ、３Ｃ，３Ｄ、３Ｅは実質的
に無誘導で抵抗零の素子として作用する。
次に負荷４に事故電流が発生し、この電流値がトリガコ
イルの臨界電流値に達すると、トリガコイル３Ｂ、３Ｃ
，３Ｄ、３Ｅはほぼ同時にクエンチし、高抵抗体に転移
して過電流を抑制する。この結果、事故電流は限流コイ
ル３ａの方に転流し、限流コイル３ａの両端の電圧が増
大するとともに、限流コイル３ａから磁束φａが発生す
る。一方、クエンチセンサ３ｇは限流コイル３ａの両端
の電圧からトリガコイルのクエンチ状態の発生を検出し
、トリガスイッチ３ｄを開放する。この結果、トリガコ
イル３Ｂ、３Ｃ，３Ｄ、３Ｅはフローティング状態とな
り、電源１の影響から解放される。
イルの臨界電流値に達すると、トリガコイル３Ｂ、３Ｃ
，３Ｄ、３Ｅはほぼ同時にクエンチし、高抵抗体に転移
して過電流を抑制する。この結果、事故電流は限流コイ
ル３ａの方に転流し、限流コイル３ａの両端の電圧が増
大するとともに、限流コイル３ａから磁束φａが発生す
る。一方、クエンチセンサ３ｇは限流コイル３ａの両端
の電圧からトリガコイルのクエンチ状態の発生を検出し
、トリガスイッチ３ｄを開放する。この結果、トリガコ
イル３Ｂ、３Ｃ，３Ｄ、３Ｅはフローティング状態とな
り、電源１の影響から解放される。
また、限流コイル３ａから発生した磁束φａはトリガコ
イル３Ｂ、３Ｃ，３Ｄ、３Ｅを貫通するため、トリガコ
イル３Ｂ、３Ｃ，３Ｄ、３Ｅには誘起電圧ｅ ｂ ＋
ｃ ＋ ｅ ｄ 、 ｅ ＠が発生するが、これ
らの誘起電圧は前述したように互いに打ち消すように発
生する。すなわち、これらの誘起電圧の位相はほぼ同期
し、その方向は第１および第２のトリガコイル３Ｂ、３
Ｃをプラス方向とすると、第３および第４のトリガコイ
ル３Ｄ、３Ｅはマイナス方向に発生する。従って、各誘
起電圧の合成値はｅｂ ＋ｅｃ ｅ、ｌ ｅａとな
って、打ち消し合い、極めて小さな値になる。これに対
して、トリガコイルの内部インピーダンスは以下に説明
するように直列構成数に比例して増大するので、トリガ
コイルに流れるループ電流は従来に比較して極めて小さ
い値に抑制される。
イル３Ｂ、３Ｃ，３Ｄ、３Ｅを貫通するため、トリガコ
イル３Ｂ、３Ｃ，３Ｄ、３Ｅには誘起電圧ｅ ｂ ＋
ｃ ＋ ｅ ｄ 、 ｅ ＠が発生するが、これ
らの誘起電圧は前述したように互いに打ち消すように発
生する。すなわち、これらの誘起電圧の位相はほぼ同期
し、その方向は第１および第２のトリガコイル３Ｂ、３
Ｃをプラス方向とすると、第３および第４のトリガコイ
ル３Ｄ、３Ｅはマイナス方向に発生する。従って、各誘
起電圧の合成値はｅｂ ＋ｅｃ ｅ、ｌ ｅａとな
って、打ち消し合い、極めて小さな値になる。これに対
して、トリガコイルの内部インピーダンスは以下に説明
するように直列構成数に比例して増大するので、トリガ
コイルに流れるループ電流は従来に比較して極めて小さ
い値に抑制される。
すなわち、クエンチ後のトリガコイルは、超電導部分と
常電導部分とがランダムに混在しているが、その後トリ
ガスイッチ３ｄが開放することにより電源１からの電流
の流入がなくなるため、全体的に超電導復帰に向かう。
常電導部分とがランダムに混在しているが、その後トリ
ガスイッチ３ｄが開放することにより電源１からの電流
の流入がなくなるため、全体的に超電導復帰に向かう。
この時のトリガコイルの内部インピーダンスＺＴＣＩは
、トリガコイル３Ｂ、３Ｃ，３Ｄ、３Ｈの自己インダク
タンスＬｌ、Ｌ２＋ Ｌ３＋ Ｌ４、各トリガコイ
ル間の相互インダクタンスの合成値Ｍｏおよびトリガコ
イル内の常電導部の抵抗Ｒ，，Ｒ２，Ｒ，，Ｒ４の値に
よって次式のように決定される。
、トリガコイル３Ｂ、３Ｃ，３Ｄ、３Ｈの自己インダク
タンスＬｌ、Ｌ２＋ Ｌ３＋ Ｌ４、各トリガコイ
ル間の相互インダクタンスの合成値Ｍｏおよびトリガコ
イル内の常電導部の抵抗Ｒ，，Ｒ２，Ｒ，，Ｒ４の値に
よって次式のように決定される。
但し、ω−２πｆ
ＬＯ−Ｌ、 ＋Ｌ ２ ＋Ｌ、 ＋Ｌ４ここで、Ｍ
ｏの値について考えると、第１．第２のトリガコイル３
Ｂ、３Ｃと第３．第４のトリガコイル３Ｄ、３Ｅとの径
の比（Ｒｄ）を変化させることにより、Ｍｏを−Ｌ○か
ら＋Ｌｏまで制御することが可能となる。すなわち、第
１．第２のトリガコイル３Ｂ、３Ｃと第３．第４のトリ
ガコイル３Ｄ、３Ｅとの径の比（Ｒｄ）が１の時には、
ＭＯは−Ｌ。となり、比（Ｒｄ）が１より大きくなると
ともに、Ｍｏは＋Ｌｏに近づく。従って、比（Ｒｄ）を
適当に調整することによりＭｏを０にすることが可能と
なり、この結果トリガコイルのインダクタンスＬｌ、Ｌ
２．Ｌ３．Ｌ４の和が超電導復帰時のトリガコイルの内
部インピーダンスとして残ることになる。すなわち、ト
リガコイルの内部インピーダンスＺＴＣＩは第３．第４
のトリガコイル３Ｄ、３Ｅを追加し、これらのトリガコ
イルの径を相違させることにより従来と同等の値にする
ことができる。従って、トリガコイルの超電導復帰時に
おけるループ電流の最大値ｉ工。、。
ｏの値について考えると、第１．第２のトリガコイル３
Ｂ、３Ｃと第３．第４のトリガコイル３Ｄ、３Ｅとの径
の比（Ｒｄ）を変化させることにより、Ｍｏを−Ｌ○か
ら＋Ｌｏまで制御することが可能となる。すなわち、第
１．第２のトリガコイル３Ｂ、３Ｃと第３．第４のトリ
ガコイル３Ｄ、３Ｅとの径の比（Ｒｄ）が１の時には、
ＭＯは−Ｌ。となり、比（Ｒｄ）が１より大きくなると
ともに、Ｍｏは＋Ｌｏに近づく。従って、比（Ｒｄ）を
適当に調整することによりＭｏを０にすることが可能と
なり、この結果トリガコイルのインダクタンスＬｌ、Ｌ
２．Ｌ３．Ｌ４の和が超電導復帰時のトリガコイルの内
部インピーダンスとして残ることになる。すなわち、ト
リガコイルの内部インピーダンスＺＴＣＩは第３．第４
のトリガコイル３Ｄ、３Ｅを追加し、これらのトリガコ
イルの径を相違させることにより従来と同等の値にする
ことができる。従って、トリガコイルの超電導復帰時に
おけるループ電流の最大値ｉ工。、。
は、次式のようになる。
１ＴｃＬｌｌｌ”” （ｅａ ＋ ｅｂ ｅ
ｃ ｅ ｄ ）／（ω（Ｌｌ ＋Ｌ２ ＋Ｌ３ ＋
Ｌ４）従って、ループ電流は従来に比較して極めて小さ
い値に抑制される。この結果、トリガコイルのジュール
損失は低減し、冷媒の気化量は減少し、超電導復帰時間
を短縮することができる。また、トリガコイルの完全超
電導復帰時のループ電流も大幅に低減することができる
ので、トリガコイルの再クエンチを防止し、確実に復帰
させることができる。
ｃ ｅ ｄ ）／（ω（Ｌｌ ＋Ｌ２ ＋Ｌ３ ＋
Ｌ４）従って、ループ電流は従来に比較して極めて小さ
い値に抑制される。この結果、トリガコイルのジュール
損失は低減し、冷媒の気化量は減少し、超電導復帰時間
を短縮することができる。また、トリガコイルの完全超
電導復帰時のループ電流も大幅に低減することができる
ので、トリガコイルの再クエンチを防止し、確実に復帰
させることができる。
第４図および第５図は本発明の他の実施例に係わる超電
導限流器に使用される限流コイル３ａおよびトリガコイ
ル３Ｂ、３Ｃ，３Ｄ、３Ｅの構成および接続を示す図で
ある。同図に示す限流コイル３ａおよびトリガコイル３
Ｂ、３Ｃ，３Ｄ、３Ｅは、限流コイル３ａが最も内側に
巻回され、その上に第３および第４のトリガコイル３Ｄ
、３Ｅが巻回され、更にその上の一番外側に第１および
第２のトリガコイル３Ｂ、３Ｃが巻回されている点が前
述した第１図〜第３図に示した実施例と異なるものであ
り、その他の構成および作用は同じである。
導限流器に使用される限流コイル３ａおよびトリガコイ
ル３Ｂ、３Ｃ，３Ｄ、３Ｅの構成および接続を示す図で
ある。同図に示す限流コイル３ａおよびトリガコイル３
Ｂ、３Ｃ，３Ｄ、３Ｅは、限流コイル３ａが最も内側に
巻回され、その上に第３および第４のトリガコイル３Ｄ
、３Ｅが巻回され、更にその上の一番外側に第１および
第２のトリガコイル３Ｂ、３Ｃが巻回されている点が前
述した第１図〜第３図に示した実施例と異なるものであ
り、その他の構成および作用は同じである。
なお、限流作動時のトリガコイルの誘起電圧ノ合成値を
ほぼ零にするために、第１．第２のトリガコイル３Ｂ、
３Ｃと第３．第４のトリガコイル３Ｄ、３Ｅとの巻数比
を相違させる方法を用いてもよい。すなわち、限流コイ
ル３ａによる磁束φ、がコイル内部において均等に分布
しているものと考えると、トリガコイルの誘起電圧ｅ１
ｅ ｃ ＋ ｅ ｄ ＋ ｅ ｅはその巻数Ｎとコ
イルの径りの二乗に比例する。すなわち、 ｄ φαＤ２ 従って、ｅｂ ＝ｅｃムｅｄ ：ｅ、の状態、すなわち
トリガコイルの合成誘起電圧を零とするには、コイル径
の小さいトリガコイル巻数をコイル径の大きいトリガコ
イルの巻数よりも増加させることにより解決することが
できる。
ほぼ零にするために、第１．第２のトリガコイル３Ｂ、
３Ｃと第３．第４のトリガコイル３Ｄ、３Ｅとの巻数比
を相違させる方法を用いてもよい。すなわち、限流コイ
ル３ａによる磁束φ、がコイル内部において均等に分布
しているものと考えると、トリガコイルの誘起電圧ｅ１
ｅ ｃ ＋ ｅ ｄ ＋ ｅ ｅはその巻数Ｎとコ
イルの径りの二乗に比例する。すなわち、 ｄ φαＤ２ 従って、ｅｂ ＝ｅｃムｅｄ ：ｅ、の状態、すなわち
トリガコイルの合成誘起電圧を零とするには、コイル径
の小さいトリガコイル巻数をコイル径の大きいトリガコ
イルの巻数よりも増加させることにより解決することが
できる。
以上説明したように、本発明によれば、限流コイルから
の発生磁束によって各トリガコイルに発生する誘起電圧
の合成値が最小値になるようにトリガコイルが構成され
ているので、トリガコイルの限流時のループ電流を従来
に比例して極めて小さい値に抑制することかでき、この
結果トリガコイルのジュール損失を低減し、冷媒の気化
量を減少し、超電導復帰時間を短縮することができる。
の発生磁束によって各トリガコイルに発生する誘起電圧
の合成値が最小値になるようにトリガコイルが構成され
ているので、トリガコイルの限流時のループ電流を従来
に比例して極めて小さい値に抑制することかでき、この
結果トリガコイルのジュール損失を低減し、冷媒の気化
量を減少し、超電導復帰時間を短縮することができる。
また、トリガコイルの完全超電導復帰時のループ電流も
大幅に低減することができるので、トリガコイルの再ク
エンチを防止し、確実に復帰させることができる。
大幅に低減することができるので、トリガコイルの再ク
エンチを防止し、確実に復帰させることができる。
第１図は本発明の一実施例に係わる超電導限流器の回路
図、第２図は第１図の超電導限流器の限流器素子の構成
を示す図、第３図は第２図の限流器素子を構成する各コ
イルの磁気的結合状態と内部接続を示す図、第４図は本
発明の他の実施例の超電導限流器に使用される限流器素
子の構成を示す図、第５図は第４図の限流器素子を構成
する各コイルの磁気的結合状態および内部接続を示す図
、第６図は従来の超電導限流器の回路図、第７図は第６
図の超電導限流器に使用される限流器素子の構成を示す
図、第８図は第７図の限流器素子の各コイルの磁気的結
合状態および内部接続を示す図である。 ３・・・限流器、 ３ａ・・・限流コイル、 ３Ｂ、３Ｃ，３Ｄ、３Ｅ・・ トリガコイル、３ｄ−
―・トリガスイッチ、 ３ｇφ・・クエンチセンサ。
図、第２図は第１図の超電導限流器の限流器素子の構成
を示す図、第３図は第２図の限流器素子を構成する各コ
イルの磁気的結合状態と内部接続を示す図、第４図は本
発明の他の実施例の超電導限流器に使用される限流器素
子の構成を示す図、第５図は第４図の限流器素子を構成
する各コイルの磁気的結合状態および内部接続を示す図
、第６図は従来の超電導限流器の回路図、第７図は第６
図の超電導限流器に使用される限流器素子の構成を示す
図、第８図は第７図の限流器素子の各コイルの磁気的結
合状態および内部接続を示す図である。 ３・・・限流器、 ３ａ・・・限流コイル、 ３Ｂ、３Ｃ，３Ｄ、３Ｅ・・ トリガコイル、３ｄ−
―・トリガスイッチ、 ３ｇφ・・クエンチセンサ。
Claims (1)
- 交流電路の過電流を制限する超電導リアクトルからなる
限流コイルおよび該限流コイルと同軸上に設けられ、所
定の電流値でクエンチする超電導無誘導コイルからなる
第１〜第４のトリガコイルを有し、第１のトリガコイル
と第４のトリガコイルとは直列に接続され、第２のトリ
ガコイルと第３のトリガコイルとは直列に接続され、こ
の第１および第４のトリガコイルの直列接続回路と第２
および第３のトリガコイルの直列接続回路とは互いに並
列に接続され、この並列接続回路の一端が前記限流コイ
ルに接続され、限流コイルから発生する磁束によって各
トリガコイルに発生する誘起電圧の合成値が最小となる
ように構成されていることを特徴とする超電導限流器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2168526A JP2774672B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 超電導限流器 |
| DE69107912T DE69107912T2 (de) | 1990-06-28 | 1991-06-27 | Supraleitender Wechselstrombegrenzer mit schnell rückstellbaren Auslösewicklungen. |
| EP91110671A EP0464679B1 (en) | 1990-06-28 | 1991-06-27 | Superconducting AC current limiter equipped with quick-recoverable trigger coils |
| US07/723,307 US5225956A (en) | 1990-06-28 | 1991-06-28 | Superconducting ac current limiter equipped with quick-recoverable trigger coils |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2168526A JP2774672B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 超電導限流器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0458725A true JPH0458725A (ja) | 1992-02-25 |
| JP2774672B2 JP2774672B2 (ja) | 1998-07-09 |
Family
ID=15869656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2168526A Expired - Fee Related JP2774672B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 超電導限流器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5225956A (ja) |
| EP (1) | EP0464679B1 (ja) |
| JP (1) | JP2774672B2 (ja) |
| DE (1) | DE69107912T2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5629833A (en) * | 1994-08-22 | 1997-05-13 | Casio Computer Co., Ltd. | Panel unit swing mechanism having first and second guide grooves and first and second connecting members |
| US5708561A (en) * | 1996-08-13 | 1998-01-13 | Vivek R. Huilgol | Portable computer having display slidably and rotatably mounted for movement between landscape and portrait orientation and to open and close speaker ports |
| US7082028B2 (en) | 2004-07-08 | 2006-07-25 | Swivel It, Inc. | Rotatable computer display apparatus and method |
| JP2007274754A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Toshiba Corp | 超電導限流装置 |
| JP2007538486A (ja) * | 2004-05-18 | 2007-12-27 | ロールス・ロイス・ピーエルシー | 燃料電流制限器 |
| CN109193597A (zh) * | 2018-08-02 | 2019-01-11 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种用于直流系统短路故障的高温超导直流限流器 |
| CN109342504A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-02-15 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种测量超导带材的失超恢复特性的装置和方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05300644A (ja) * | 1992-04-20 | 1993-11-12 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 超電導限流器 |
| FR2691591A1 (fr) * | 1992-05-25 | 1993-11-26 | Alsthom Gec | Limiteur de courant hybride supraconducteur pour réseau alternatif haute tension. |
| US5965959A (en) * | 1996-07-02 | 1999-10-12 | American Superconductor Corporation | Superconducting magnets and power supplies for superconducting devices |
| DE19628358C1 (de) * | 1996-07-13 | 1998-01-22 | Karlsruhe Forschzent | Supraleitender Kurzschlußstrombegrenzer |
| US5892644A (en) * | 1997-11-20 | 1999-04-06 | The University Of Chicago | Passive fault current limiting device |
| EP1297541A1 (en) * | 2000-05-11 | 2003-04-02 | Canterprise Limited | Partial core, low frequency transformer |
| DE10231915B4 (de) * | 2002-07-09 | 2005-07-07 | Siemens Ag | Supraleiteranordnung für ein Wechselspannungsnetz |
| KR100763163B1 (ko) * | 2005-12-02 | 2007-10-08 | 엘에스산전 주식회사 | 재폐로 동작이 가능한 초전도 한류 시스템 |
| US7701677B2 (en) * | 2006-09-07 | 2010-04-20 | Massachusetts Institute Of Technology | Inductive quench for magnet protection |
| US20090156409A1 (en) * | 2007-12-17 | 2009-06-18 | Superpower, Inc. | Fault current limiter incorporating a superconducting article |
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| US8739396B2 (en) * | 2010-06-17 | 2014-06-03 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Technique for limiting transmission of fault current |
| JP6786453B2 (ja) * | 2017-08-04 | 2020-11-18 | 矢崎総業株式会社 | サージ電圧低減部材 |
| CN109545498A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-03-29 | 北京英纳超导技术有限公司 | 一种用于保护高温超导线圈的绕组结构 |
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|---|---|---|---|---|
| US2350195A (en) * | 1941-12-03 | 1944-05-30 | Della C Rypinski | Current-limiting and protective arrangement |
| US4336561A (en) * | 1980-01-28 | 1982-06-22 | Westinghouse Electric Corp. | Superconducting transformer |
| FR2600206B1 (fr) * | 1985-12-05 | 1988-08-19 | Alsthom | Limiteur de courant alternatif |
| DE68912431T2 (de) * | 1988-07-13 | 1994-07-07 | Toshiba Kawasaki Kk | Supraleitender Schalter und Strombegrenzer unter Verwendung eines solchen Schalters. |
-
1990
- 1990-06-28 JP JP2168526A patent/JP2774672B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-06-27 DE DE69107912T patent/DE69107912T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-06-27 EP EP91110671A patent/EP0464679B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-06-28 US US07/723,307 patent/US5225956A/en not_active Expired - Fee Related
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| CN109342504A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-02-15 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种测量超导带材的失超恢复特性的装置和方法 |
| CN109342504B (zh) * | 2018-11-20 | 2022-09-20 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种测量超导带材的失超恢复特性的装置和方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2774672B2 (ja) | 1998-07-09 |
| EP0464679A2 (en) | 1992-01-08 |
| US5225956A (en) | 1993-07-06 |
| EP0464679B1 (en) | 1995-03-08 |
| DE69107912D1 (de) | 1995-04-13 |
| DE69107912T2 (de) | 1995-08-31 |
| EP0464679A3 (en) | 1992-10-21 |
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