JPH088182B2 - 超電導変圧器のクエンチ検出法 - Google Patents
超電導変圧器のクエンチ検出法Info
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- JPH088182B2 JPH088182B2 JP62243801A JP24380187A JPH088182B2 JP H088182 B2 JPH088182 B2 JP H088182B2 JP 62243801 A JP62243801 A JP 62243801A JP 24380187 A JP24380187 A JP 24380187A JP H088182 B2 JPH088182 B2 JP H088182B2
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- Japan
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- superconducting
- transformer
- quench
- superconducting transformer
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- 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
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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
- 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
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Protection Of Transformers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は超電導変圧器のクエンチ検出法に関する。
従来、交流電流を通電する超電導巻線（超電導マグネ
ツト）のクエンチ検出は、マグネツトの電流と電圧の位
相差を用いて検出していた。すなわち、超電導マグネツ
トが正常で超電導状態のとき、直流抵抗は零であるので
インダクタンスのみとなり、電流と電圧の位相差は90度
となる（ただし、超電導導体に交流損失などが発生する
ので厳密には90度にはならない）。そしてマグネツトが
クエンチを起こすと抵抗が発生し、電流と電圧の位相差
は90度よりも小さくなり、電流と同相の電圧成分（ある
いは、電圧と同相の電流成分）が発生するので、これを
検出することによつて超電導マグネツトのクエンチを検
出していた。
ツト）のクエンチ検出は、マグネツトの電流と電圧の位
相差を用いて検出していた。すなわち、超電導マグネツ
トが正常で超電導状態のとき、直流抵抗は零であるので
インダクタンスのみとなり、電流と電圧の位相差は90度
となる（ただし、超電導導体に交流損失などが発生する
ので厳密には90度にはならない）。そしてマグネツトが
クエンチを起こすと抵抗が発生し、電流と電圧の位相差
は90度よりも小さくなり、電流と同相の電圧成分（ある
いは、電圧と同相の電流成分）が発生するので、これを
検出することによつて超電導マグネツトのクエンチを検
出していた。
尚、この種装置は、例えば特開昭62−37913号公報に
開示されている。
開示されている。
上記従来技術は、超電導マグネツトのように超電導巻
線が単体で使用される場合、あるいは超電導変圧器が無
負荷で使用されている時の１次側の超電導巻線のクエン
チ検出には有効に動作する。しかし、超電導変圧器の場
合は通常、２次側の超電導巻線には種々の負荷が接続さ
れるため、電圧と電流の位相差は様々に変化する。した
がつてこの様な場合は、従来技術のような位相差からだ
けでクエンチを検出することは不可能であり、超電導変
圧器に負荷が接続されている状態でのクエンチ検出法は
知られていなかつた。
線が単体で使用される場合、あるいは超電導変圧器が無
負荷で使用されている時の１次側の超電導巻線のクエン
チ検出には有効に動作する。しかし、超電導変圧器の場
合は通常、２次側の超電導巻線には種々の負荷が接続さ
れるため、電圧と電流の位相差は様々に変化する。した
がつてこの様な場合は、従来技術のような位相差からだ
けでクエンチを検出することは不可能であり、超電導変
圧器に負荷が接続されている状態でのクエンチ検出法は
知られていなかつた。
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、
超電導変圧器のクエンチを負荷の種類や変動によること
なく確実に検出できる超電導変圧器のクエンチ検出法を
提供するにある。
超電導変圧器のクエンチを負荷の種類や変動によること
なく確実に検出できる超電導変圧器のクエンチ検出法を
提供するにある。
上記目的は、超電導がクエンチを起こすと電気抵抗が
生じ、その状態で電流が流れていると大きな電力損失を
発生するという現象を用いることによつて達成される。
生じ、その状態で電流が流れていると大きな電力損失を
発生するという現象を用いることによつて達成される。
超電導変圧器の１次側入力電力は、２次側出力電力に
変圧器内で発生する損失電力（鉄心の鉄損，超電導巻線
の交流損失，超電導線の接続による抵抗損失，絶縁体の
誘電損失などの損失の合計）を加えたものとなる。そし
て、超電導巻線がクエンチを起こすと電気抵抗が発生
し、その状態で電流が流れると大きなジユール発熱が起
き電力を消費する。したがつて１次側入力電力はその分
増加することになり、この増加分を検出することによつ
て超電導変圧器のクエンチを検出することができる。
変圧器内で発生する損失電力（鉄心の鉄損，超電導巻線
の交流損失，超電導線の接続による抵抗損失，絶縁体の
誘電損失などの損失の合計）を加えたものとなる。そし
て、超電導巻線がクエンチを起こすと電気抵抗が発生
し、その状態で電流が流れると大きなジユール発熱が起
き電力を消費する。したがつて１次側入力電力はその分
増加することになり、この増加分を検出することによつ
て超電導変圧器のクエンチを検出することができる。
以下、本発明の一実施例を図によって説明する。該図
に示す本実施例は、超電導変圧器の基本的性能を確認す
るために製作した1:1の変圧比を持ち、50Hz,100Vで使用
される容量が1kVAの単相の超電導変圧器T1について本発
明を実施したものである。超電導変圧器T1に使用した超
電導導体は１次側Ｐおよび２次側Ｓとも同じもので、Nb
・Ti,Cu・Ni,Cuからなる３層構造の極細多心超電導導体
であり、アモロフアス金属を使用した鉄心と共に液体ヘ
リウムで冷却されている。なお図には示していないが、
超電導変圧器T1の２次側Ｓの超電導巻線には人為的にク
エンチを発生させるためにヒーターが取り付けてある。
超電導変圧器T1の１次側Ｐの入力電力P1は第１の電力ト
ランスデユーサPT1で計測し、入力電流I1は第１の電流
トランスデユーサIT1で計測し、それらの結果をコント
ローラＣに送る。また、２次側Ｓも同様に、出力電力P2
は第２の電力トランスデユーサPT2で計測し、出力電流I
2は第２の電流トランスデユーサIT2で計測し、それらの
結果をコントローラＣに送る。なおコントローラＣには
本実施例ではパーソナルコンピユータを用いた。コント
ローラＣには予め、超電導変圧器T1が正常（クエンチを
起こしていない）な時の１次側電流I1と２次側電流I2に
よつて決まる超電導変圧器T1の電力損失を記憶させてお
く。そしてコントローラＣは、入力電力P1と出力電力P2
の差を算出し、その値が１次側電流I1と２次側出力電流
I2によつて決定されている正常時の超電導変圧器T1の電
力損失よりも大きい場合にクエンチとして検出し、超電
導変圧器T1の保護のためにスイツチSW1を開く。
に示す本実施例は、超電導変圧器の基本的性能を確認す
るために製作した1:1の変圧比を持ち、50Hz,100Vで使用
される容量が1kVAの単相の超電導変圧器T1について本発
明を実施したものである。超電導変圧器T1に使用した超
電導導体は１次側Ｐおよび２次側Ｓとも同じもので、Nb
・Ti,Cu・Ni,Cuからなる３層構造の極細多心超電導導体
であり、アモロフアス金属を使用した鉄心と共に液体ヘ
リウムで冷却されている。なお図には示していないが、
超電導変圧器T1の２次側Ｓの超電導巻線には人為的にク
エンチを発生させるためにヒーターが取り付けてある。
超電導変圧器T1の１次側Ｐの入力電力P1は第１の電力ト
ランスデユーサPT1で計測し、入力電流I1は第１の電流
トランスデユーサIT1で計測し、それらの結果をコント
ローラＣに送る。また、２次側Ｓも同様に、出力電力P2
は第２の電力トランスデユーサPT2で計測し、出力電流I
2は第２の電流トランスデユーサIT2で計測し、それらの
結果をコントローラＣに送る。なおコントローラＣには
本実施例ではパーソナルコンピユータを用いた。コント
ローラＣには予め、超電導変圧器T1が正常（クエンチを
起こしていない）な時の１次側電流I1と２次側電流I2に
よつて決まる超電導変圧器T1の電力損失を記憶させてお
く。そしてコントローラＣは、入力電力P1と出力電力P2
の差を算出し、その値が１次側電流I1と２次側出力電流
I2によつて決定されている正常時の超電導変圧器T1の電
力損失よりも大きい場合にクエンチとして検出し、超電
導変圧器T1の保護のためにスイツチSW1を開く。
本発明の有効性を確認するために、本実施例では、超
電導変圧器T1の２次側に接続される負荷として、抵抗
器、インダクター、キヤパシターなどを単独あるいは複
合として用い、前述したヒーターを加熱することによつ
てクエンチを起こさせた。その結果、何れの負荷の場合
でも確実にクエンチを検出することができ、本発明の有
効性を確認することができた。本超電導変圧器T1は正常
動作の時、定格電力において16Wの損失を発生してお
り、クエンチによつて損失が17Wに増加した時点でクエ
ンチを検出することができた。
電導変圧器T1の２次側に接続される負荷として、抵抗
器、インダクター、キヤパシターなどを単独あるいは複
合として用い、前述したヒーターを加熱することによつ
てクエンチを起こさせた。その結果、何れの負荷の場合
でも確実にクエンチを検出することができ、本発明の有
効性を確認することができた。本超電導変圧器T1は正常
動作の時、定格電力において16Wの損失を発生してお
り、クエンチによつて損失が17Wに増加した時点でクエ
ンチを検出することができた。
以上述べたように本実施例によれば超電導変圧器のク
エンチを確実に検出することができ、超電導変圧器の巻
線の焼損等の事故を防ぐことができる。
エンチを確実に検出することができ、超電導変圧器の巻
線の焼損等の事故を防ぐことができる。
本実施例ではコントローラＣとしてパーソナルコンピ
ユータを用いたが、本発明を実施するに当たつてはこれ
に限られるものではなく、コントローラＣをハードウエ
アで構成してもよく、その場合はより早くクエンチを検
出することができる可能性がある。また本実施例では電
力の測定に電力トランスデユーサを用いたが、電流，電
圧，位相の各トランスデユーサを用いて各々の値を検出
しそれらの結果から電力を算出してもよい。本実施例で
は単相の超電導変圧器について述べたが、２次巻線が複
数ある場合や、３相の超電導変圧器の場合でも同一の考
え方で実施することができる。
ユータを用いたが、本発明を実施するに当たつてはこれ
に限られるものではなく、コントローラＣをハードウエ
アで構成してもよく、その場合はより早くクエンチを検
出することができる可能性がある。また本実施例では電
力の測定に電力トランスデユーサを用いたが、電流，電
圧，位相の各トランスデユーサを用いて各々の値を検出
しそれらの結果から電力を算出してもよい。本実施例で
は単相の超電導変圧器について述べたが、２次巻線が複
数ある場合や、３相の超電導変圧器の場合でも同一の考
え方で実施することができる。
以上説明した本発明によれば、超電導変圧器のクエン
チを負荷の種類や変動によらず、確実に検出できるとい
う効果がある。
チを負荷の種類や変動によらず、確実に検出できるとい
う効果がある。
図は本発明の超電導変圧器のクエンチ検出法の一実施例
を示す回路図である。 T1…超電導変圧器、Ｐ…１次側、Ｓ…２次側、I1…１次
側電流、I2…２次側電流、P1…入力電力、P2…出力電
力、IT1…電流トランスデユーサ、IT2…電流トランスデ
ユーサ、PT1…電力トランスデユーサ、PT2…電力トラン
スデユーサ、Ｃ…コントローラ。
を示す回路図である。 T1…超電導変圧器、Ｐ…１次側、Ｓ…２次側、I1…１次
側電流、I2…２次側電流、P1…入力電力、P2…出力電
力、IT1…電流トランスデユーサ、IT2…電流トランスデ
ユーサ、PT1…電力トランスデユーサ、PT2…電力トラン
スデユーサ、Ｃ…コントローラ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−43019（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−37913（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−23512（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】超電導変圧器の一次側と二次側の電力の差
が、その超電導変圧器が正常に動作しているときに発生
する電力損失よりも大きくなったときにクエンチとして
検出することを特徴とする超電導変圧器のクエンチ検出
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62243801A JPH088182B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 超電導変圧器のクエンチ検出法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62243801A JPH088182B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 超電導変圧器のクエンチ検出法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6489412A JPS6489412A (en) | 1989-04-03 |
| JPH088182B2 true JPH088182B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=17109145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62243801A Expired - Lifetime JPH088182B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 超電導変圧器のクエンチ検出法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088182B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5225395A (en) * | 1989-08-11 | 1993-07-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Supervisory system for superconductive transformer |
| EP0412764B1 (en) * | 1989-08-11 | 1994-10-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Supervisory system for superconductive transformer |
| PT3639044T (pt) * | 2017-06-14 | 2023-08-31 | Hbm Netherlands B V | Determinação de potência com base na frequência de comutação |
-
1987
- 1987-09-30 JP JP62243801A patent/JPH088182B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6489412A (en) | 1989-04-03 |
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