JPH0614453A - 超電導応用限流装置 - Google Patents
超電導応用限流装置Info
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- JPH0614453A JPH0614453A JP3157450A JP15745091A JPH0614453A JP H0614453 A JPH0614453 A JP H0614453A JP 3157450 A JP3157450 A JP 3157450A JP 15745091 A JP15745091 A JP 15745091A JP H0614453 A JPH0614453 A JP H0614453A
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Abstract
電系統に流れる過大電流を限流して、事故の拡大,超電
導変圧器などの超電導応用機器の破損防止などに使用さ
れる、超電導応用限流装置の限流性能の向上を目的とす
る。 【構成】 本発明は筒状超電導体の外周に限流すべき電
流が流されるコイルを巻回し、超電導体の磁束排斥効果
と磁束跳躍現象を利用して、過大電流流通時コイルのイ
ンピーダンスの著しい増大を図って限流する超電導応用
限流装置において、制御用インピーダンスを接続した制
御コイルを筒状超電導体の内部に設けて、この制御用イ
ンピーダンスの調整により過大電流流通時におけるコイ
ルの限流インピーダンス値を制御できるようにして限流
能力を調整しうるようにしたものである。
Description
を応用した限流装置、特に限流性能の向上に関するもの
である。
よる電流を迅速に制限できれば、系統に接続された変圧
器などの過電流に対する余裕度を小さくできる。従って
経済的にも設計的にも有利である。また需要家側で発生
した短絡故障部への過電流の流入を一定値以下に制限し
て事故の拡散を最小限に抑えることができると同時に、
短絡事故の影響が系統側に及ぶのを最小限に食い止める
ことも可能である。そこで送電系統においては事故によ
る短絡電流を例えば遮断器により高速遮断することによ
り、事故の被害を最小限に抑える手段がとられている。
しかし短絡電流は系統容量の増大に対応して大になるこ
とから、遮断器の容量もこれに対応して大にしなければ
ならない。しかし遮断器の遮断電流を現在以上に増大す
ることは技術的に困難である。このためこれに制約され
て系統容量の現在以上の増大は困難であり、このままで
は需要の増大に応えるのが難しくなりつつある。
容量の増大に対して、遮断電流責務を増大することな
く、むしろ低減させる方法として本発明者の一部は以下
に述べるような超電導応用の限流装置を提示した。この
装置は図3に示すように、筒状の超電導体(1)の外側
に同軸的に限流コイル(2)を巻装し、また筒状超電導
体の内側に限流コイル(2)と磁気的に結合する磁性体
(5)を設けて、超電導体(1)を超電導とした状態に
おいてコイル(2)に限流すべき電流を流して、次の原
理により限流作用を発揮させるようにしたものである。
即ち限流コイル(2)に超電導体(1)の臨界電流値を
下廻る電流を流した状態では、限流コイル(2)に流れ
た電流は磁束を形成するが、限流コイル(2)の内側に
は超電導状態にある超電導体(1)があり、これは磁束
を排除する特性を有している。従って筒状超電導体
(1)の内側には限流コイル(2)の作る磁束は侵入で
きない。このため磁束密度B=0であり、この状態では
限流コイル(2)のリアクタンスは著しく小さいものと
なる。しかし限流コイル(2)の作る磁界が超電導体
(1)の臨界磁界を越えた場合、即ち超電導体(1)が
磁束を排除するために流される表面電流値が超電導体
(1)の臨界電流値を越えた場合には、超電導体(1)
はもはや超電導状態を保つことができずに超電導体
(1)に生ずる磁束跳躍現象により常電導状態に急激に
転移し、この転移により超電導体(1)は磁束の排除作
用を失う。このためコイル(2)の磁束は筒状超電導体
(1)の内部に侵入して磁束密度B=Bn になるので、
限流コイル(2)のリアクタンスは磁束が遮蔽されてい
た状態、即ちコイル(2)を流れる電流値が、超電導体
(1)の臨界電流を上廻らない場合のリアクタンスに比
べて迅速に著しく大になる。従って例えば図4のように
限流装置Aの限流コイル(2)を、変圧器(7)を介し
て送配電系統(6)に接続された各需要家回路(8)に
接続すれば、需要家回路に短絡故障(9)が発生したと
き、送配電系統(6)から故障点へ流れこむ過大な電流
を限流して、事故の拡大や変圧器の破損などを防ぎう
る。しかもこの原理によるものはコイルの電流容量を大
きくすることにより限流すべき電流値を大きくしうるこ
とから、前記した遮断器による故障電流の遮断のように
遮断容量によって制限されることがない。従って系統容
量の増大に容易に対処することができ、需要の増大に対
応できる。
おける限流電流値は、使用される超電導体や限流コイル
の巻数などにより定まる一定値であるため、限流装置が
使用される系統の容量に応じてその都度所要の限流電流
値が得られる装置を製作しなければならないと云う問題
があった。
じて簡単に調整しうる超電導応用限流装置を提供し、設
計・製造および使用上有利としたものである。
た従来の超電導応用限流装置、即ち限流コイルに流され
る電流の作る磁束により、超電導体の磁束排除特性を制
御して限流コイルに生ずるリアクタンスにより限流する
超電導応用限流装置において、前記超電導の磁束排除特
性喪失時限流コイルと磁気的に結合される、制御用イン
ピーダンスを接続した制御コイルを設けたことを特徴と
するものである。
電導体の臨界磁束を越えて、超電導体がその磁束排除作
用を失ったとき、制御コイルに電圧が誘起されて制御用
インピーダンスに電流が流れる。従って制御用インピー
ダンスに流れる電流を調整することにより、超電導体の
磁束排除作用喪失時における限流コイルのリアクタンス
値を調整することができるので、前記の如き設計製造上
などの問題点を解決しうる。次に本発明の実施例につい
て説明する。
あって、外周に同軸的に限界コイル(2)を巻装した筒
状超電導体(1)の内部に、同軸的に制御コイル(3)
を設け、このコイル(3)に制御用インピーダンス
(4)を接続し、この制御用インピーダンス(4)の値
の調整により所望の限流リアクタンス値即ち限流電流値
を得られるようにしたものである。以上本発明の一実施
例について説明したが、図1中に点線によって図示する
ように、筒状超電導体(1)の内部に制御コイル(3)
に跨がる棒状磁性体(5)を設けるか、リング状の磁性
体(5)を設ければ(図では棒状)、コイル(2)
(3)が空心の場合に比べて結合が容易となり、限流リ
アクタンスを制御用インピーダンス(4)により調整し
易くすることができる。また制御コイル(3)を超電導
体(1)内に設けることなく、図2のように超電導体
(1)外の磁性体(5)上に設けてもよく、また超電導
体(1)と限流コイル(2)および制御用コイル(3)
を磁性体(5)に分散して設けて、限流コイル(2)の
抵抗発熱が超電導体(1)の冷却に影響を与えないよう
にすることができる。
れる電流の作る磁束により超電導体の磁束排除効果を制
御して限流コイルに生ずるリアクタンスにより限流する
超電導応用限流装置の限流リアクタンス値の大きさを簡
単に調節できる設計,製造および使用上の利点が得られ
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 限流コイルに流される電流の作る磁束に
より超電導体の磁束排除特性を制御して限流する、超電
導応用限流装置において、前記超電導体の常電導状態へ
の転移時前記限流コイルと磁気的に結合する制御インピ
ーダンスが接続された制御コイルを設けたことを特徴と
する超電導応用限流装置。 - 【請求項2】 請求項1において、超電導体と限流コイ
ルおよび制御コイルとを磁性体上に分散配置したことを
特徴とする超電導応用限流装置。
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