JPH1197260A - 限流器付き超電導変圧器 - Google Patents
限流器付き超電導変圧器Info
- Publication number
- JPH1197260A JPH1197260A JP9291471A JP29147197A JPH1197260A JP H1197260 A JPH1197260 A JP H1197260A JP 9291471 A JP9291471 A JP 9291471A JP 29147197 A JP29147197 A JP 29147197A JP H1197260 A JPH1197260 A JP H1197260A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting
- transformer
- current
- winding
- limiting device
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 インピーダンス電圧が低く、かつ小型で高電
圧、大容量化の図れる限流器付き超電導変圧器を提供す
ること。 【解決手段】 超電導線で形成された巻線４を備え、イ
ンピーダンス電圧を低く設定した超電導変圧器２の前記
巻線４に直列に超電導限流器５を接続し、前記超電導変
圧器２と前記超電導限流器５とを液体ヘリウムを充填し
た同一の容器１内に収納して構成し、短絡電流を前記超
電導限流器５により抑制することにより超電導変圧器の
高電圧、大容量化を図る。
圧、大容量化の図れる限流器付き超電導変圧器を提供す
ること。 【解決手段】 超電導線で形成された巻線４を備え、イ
ンピーダンス電圧を低く設定した超電導変圧器２の前記
巻線４に直列に超電導限流器５を接続し、前記超電導変
圧器２と前記超電導限流器５とを液体ヘリウムを充填し
た同一の容器１内に収納して構成し、短絡電流を前記超
電導限流器５により抑制することにより超電導変圧器の
高電圧、大容量化を図る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、限流器付超電導変
圧器に関する。
圧器に関する。
【０００２】
【従来の技術】交流損失の小さい超電導線の開発に伴
い、この超電導線を用いて電力用変圧器の効率の向上と
小型化を図ることが考えられている。この場合、超電導
線は鉄心に巻回する巻線に利用され、該巻線あるいは該
巻線と鉄心を液体ヘリウムを充填した断熱支持構造をも
った容器（クライオスタットなど）に収納して超電導変
圧器に構成される。
い、この超電導線を用いて電力用変圧器の効率の向上と
小型化を図ることが考えられている。この場合、超電導
線は鉄心に巻回する巻線に利用され、該巻線あるいは該
巻線と鉄心を液体ヘリウムを充填した断熱支持構造をも
った容器（クライオスタットなど）に収納して超電導変
圧器に構成される。
【０００３】このような超電導変圧器は、例えば変圧器
の定格 三相６０Ｈｚ ６６００／２１０Ｖ １０００
ｋＶＡ Ｙ−Δ結線、電流密度５０Ａ／ｍｍ２、導体占
積率０．２の場合のＶ／Ｔ（巻線１ターン当りの電圧）
に対する効率を示す図２の特性図の実線で示すように、
インピーダンス電圧（％Ｚ）を５％程度に低く設定した
場合には、ほぼ９９．５％以上の効率が期待できる。
の定格 三相６０Ｈｚ ６６００／２１０Ｖ １０００
ｋＶＡ Ｙ−Δ結線、電流密度５０Ａ／ｍｍ２、導体占
積率０．２の場合のＶ／Ｔ（巻線１ターン当りの電圧）
に対する効率を示す図２の特性図の実線で示すように、
インピーダンス電圧（％Ｚ）を５％程度に低く設定した
場合には、ほぼ９９．５％以上の効率が期待できる。
【０００４】この効率は、同定格の、容器（タンク）内
に絶縁油（あるいは絶縁ガス）を満たした中に鉄心と巻
線を浸した構造の現用の変圧器（この場合電流密度３．
５Ａ／ｍｍ２、導体占積率０．３５）の効率を示す図３
の特性図の実線で示す９８％台の効率に比して高く実用
上のメリットがある。
に絶縁油（あるいは絶縁ガス）を満たした中に鉄心と巻
線を浸した構造の現用の変圧器（この場合電流密度３．
５Ａ／ｍｍ２、導体占積率０．３５）の効率を示す図３
の特性図の実線で示す９８％台の効率に比して高く実用
上のメリットがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、変圧器を高
電圧、大容量化するには、大きな短絡電流を抑制するた
めにインピーダンス電圧を２０％程度と高く設定する必
要がある。しかし、インピーダンス電圧を２０％程度と
高く設定すると、現用の変圧器では、図３の一点鎖線に
示すように９８％台の効率が確保できるのに対して、超
電導変圧器では、巻線内磁束が増加し図２の一点鎖線で
示すように、９８％以下と効率が大きく低下し、インピ
ーダンス電圧を２０％程度と高く設定して超電導変圧器
を高電圧、大容量化する実用上のメリットをあまり期待
することができない。
電圧、大容量化するには、大きな短絡電流を抑制するた
めにインピーダンス電圧を２０％程度と高く設定する必
要がある。しかし、インピーダンス電圧を２０％程度と
高く設定すると、現用の変圧器では、図３の一点鎖線に
示すように９８％台の効率が確保できるのに対して、超
電導変圧器では、巻線内磁束が増加し図２の一点鎖線で
示すように、９８％以下と効率が大きく低下し、インピ
ーダンス電圧を２０％程度と高く設定して超電導変圧器
を高電圧、大容量化する実用上のメリットをあまり期待
することができない。
【０００６】そこで、超電導変圧器のインピーダンス電
圧を５％程度と低く設定し高電圧、大容量化することが
考えられるが、この場合、大きな短絡電流に対するクエ
ンチ電流の設定が必要となり、マージンを大きくとらな
ければならなず、超電導変圧器の利点の小型化を達成す
ることができない。
圧を５％程度と低く設定し高電圧、大容量化することが
考えられるが、この場合、大きな短絡電流に対するクエ
ンチ電流の設定が必要となり、マージンを大きくとらな
ければならなず、超電導変圧器の利点の小型化を達成す
ることができない。
【０００７】また、超電導変圧器のインピーダンス電圧
を５％程度と低く設定しておき、敷設時に短絡電流を抑
制するための限流器あるいはヒューズを超電導変圧器の
外部に設置することで高電圧、大容量化することが考え
られる。しかしながらこのような限流器あるいはヒュー
ズを超電導変圧器の外部に設置するとなると、設置用の
スペースが余分に必要となり、全体的には反って大型化
するだけでなく、敷設時に手間がかかるという問題があ
る。
を５％程度と低く設定しておき、敷設時に短絡電流を抑
制するための限流器あるいはヒューズを超電導変圧器の
外部に設置することで高電圧、大容量化することが考え
られる。しかしながらこのような限流器あるいはヒュー
ズを超電導変圧器の外部に設置するとなると、設置用の
スペースが余分に必要となり、全体的には反って大型化
するだけでなく、敷設時に手間がかかるという問題があ
る。
【０００８】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、インピーダンス電圧が低く、かつ小型で高
電圧、大容量化の図れる限流器付き超電導変圧器を提供
することを目的とする。
ものであり、インピーダンス電圧が低く、かつ小型で高
電圧、大容量化の図れる限流器付き超電導変圧器を提供
することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、鉄心と前記鉄
心に超電導線を巻回してなる巻線とからなる超電導変圧
器と、前記巻線に接続され、前記巻線に流れる短絡電流
を制限する超電導限流器とを備え、前記超電導変圧器と
前記超電導限流器とを同一の容器内に収納してなること
を特徴とする。
心に超電導線を巻回してなる巻線とからなる超電導変圧
器と、前記巻線に接続され、前記巻線に流れる短絡電流
を制限する超電導限流器とを備え、前記超電導変圧器と
前記超電導限流器とを同一の容器内に収納してなること
を特徴とする。
【００１０】本発明では、２次巻線の短絡事故などで発
生する巻線に流れる短絡電流は超電導限流器により抑制
するので、短絡電流によるマージンを考慮することなく
小型で低インピーダンス電圧の超電導変圧器の高電圧、
大容量化が図れるとともに、超電導変圧器と超電導限流
器を収納する容器を共用するので、全体を小型化するこ
とができる。
生する巻線に流れる短絡電流は超電導限流器により抑制
するので、短絡電流によるマージンを考慮することなく
小型で低インピーダンス電圧の超電導変圧器の高電圧、
大容量化が図れるとともに、超電導変圧器と超電導限流
器を収納する容器を共用するので、全体を小型化するこ
とができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態に
ついて図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形
態の限流器付き超電導変圧器の概略構成図である。図１
において、１は図示しない断熱支持構造をもった容器、
２は低インピーダンスの三相用超電導変圧器、３は三相
用鉄心、４は超電導線で形成された巻線、５は超電導線
で形成された超電導限流器、６はブッシング、７は配
線、８はパワーリード線（ブッシング６から超電導限流
器５までの銅線）である。
ついて図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形
態の限流器付き超電導変圧器の概略構成図である。図１
において、１は図示しない断熱支持構造をもった容器、
２は低インピーダンスの三相用超電導変圧器、３は三相
用鉄心、４は超電導線で形成された巻線、５は超電導線
で形成された超電導限流器、６はブッシング、７は配
線、８はパワーリード線（ブッシング６から超電導限流
器５までの銅線）である。
【００１２】三相用超電導変圧器２は三相用鉄心３と三
相用鉄心３の脚鉄のそれぞれに超電導線を巻回した１次
および２次巻線で構成（図は１次巻線４を代表して示し
ている。）され、各１次巻線４の一端は配線７により接
続、すなわちＹ結線して容器１内に収納されている。ま
た各１次巻線４の他端は超電導限流器５の一端に接続さ
れ、超電導限流器５の他端はパワーリード線８によりブ
ッシング６に通されている。そして三相用超電導変圧器
２と超電導限流器５を収納した容器１内に液体ヘリウム
が充填されている。
相用鉄心３の脚鉄のそれぞれに超電導線を巻回した１次
および２次巻線で構成（図は１次巻線４を代表して示し
ている。）され、各１次巻線４の一端は配線７により接
続、すなわちＹ結線して容器１内に収納されている。ま
た各１次巻線４の他端は超電導限流器５の一端に接続さ
れ、超電導限流器５の他端はパワーリード線８によりブ
ッシング６に通されている。そして三相用超電導変圧器
２と超電導限流器５を収納した容器１内に液体ヘリウム
が充填されている。
【００１３】このように構成された限流器付き超電導変
圧器は、三相の各１次巻線４の他端は超電導限流器５、
パワーリード線８を介して三相送電線の各相に接続さ
れ、所定の電圧を図示していない２次巻線から出力す
る。通常、巻線４および超電導限流器５は液体ヘリウム
により冷却され超電導状態が維持されている。
圧器は、三相の各１次巻線４の他端は超電導限流器５、
パワーリード線８を介して三相送電線の各相に接続さ
れ、所定の電圧を図示していない２次巻線から出力す
る。通常、巻線４および超電導限流器５は液体ヘリウム
により冷却され超電導状態が維持されている。
【００１４】２次巻線の短絡事故などにより大きな短絡
電流が発生すると、その短絡電流は超電導限流器５およ
び巻線４に流れる。このとき巻線４よりも先に取り付け
ている超電導限流器５により限流され、流れる短絡電流
を抑制する。これによりインピーダンス電圧が高い変圧
器と同様の働きをすることになる。
電流が発生すると、その短絡電流は超電導限流器５およ
び巻線４に流れる。このとき巻線４よりも先に取り付け
ている超電導限流器５により限流され、流れる短絡電流
を抑制する。これによりインピーダンス電圧が高い変圧
器と同様の働きをすることになる。
【００１５】なお、上記実施の形態では１次巻線はＹ結
線しているがΔ結線としても同様の作用を奏する。また
上記実施の形態では超電導変圧器と超電導限流器と液体
ヘリウムを充填した１つの容器内に収納し、ヘリウム容
器を超電導変圧器と超電導限流器とで共用して構造を簡
素化しているが、巻線および超電導限流器をそれぞれ別
個のヘリウム容器に収納した上１つの容器内に収納する
ようにしても良い。
線しているがΔ結線としても同様の作用を奏する。また
上記実施の形態では超電導変圧器と超電導限流器と液体
ヘリウムを充填した１つの容器内に収納し、ヘリウム容
器を超電導変圧器と超電導限流器とで共用して構造を簡
素化しているが、巻線および超電導限流器をそれぞれ別
個のヘリウム容器に収納した上１つの容器内に収納する
ようにしても良い。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
短絡電流を超電導限流器により抑制するので高電圧、大
容量の超電導変圧器を低インピーダンス電圧に設定で
き、高い効率を維持させることができるとともに、超電
導限流器を同一容器内に収納するので、小型化すること
ができ、また敷設時の手間も低減される。
短絡電流を超電導限流器により抑制するので高電圧、大
容量の超電導変圧器を低インピーダンス電圧に設定で
き、高い効率を維持させることができるとともに、超電
導限流器を同一容器内に収納するので、小型化すること
ができ、また敷設時の手間も低減される。
【図１】本発明の実施の形態の限流器付き超電導変圧器
の概略構成図である。
の概略構成図である。
【図２】超電導変圧器の効率を示す一例の特性図であ
る。
る。
【図３】油入変圧器の効率を示す一例の特性図である。
１ 容器 ２ 三相用超電導変圧器 ３ 鉄心 ４ 超電導線で形成された巻線 ５ 超電導線で形成された超電導限流器 ６ ブッシング
Claims (1)
- 【請求項１】 鉄心と前記鉄心に超電導線を巻回してな
る巻線とからなる超電導変圧器と、前記巻線に接続さ
れ、前記巻線に流れる短絡電流を制限する超電導限流器
とを備え、前記超電導変圧器と前記超電導限流器とを同
一の容器内に収納してなることを特徴とする限流器付き
超電導変圧器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9291471A JPH1197260A (ja) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | 限流器付き超電導変圧器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9291471A JPH1197260A (ja) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | 限流器付き超電導変圧器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1197260A true JPH1197260A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=17769311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9291471A Pending JPH1197260A (ja) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | 限流器付き超電導変圧器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1197260A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005004299A1 (en) * | 2003-07-07 | 2005-01-13 | Metal Manufactures Limited | Superconductor current limiting system and method |
| JP2011505112A (ja) * | 2007-11-27 | 2011-02-17 | ゼナジー パワー ピーティーワイ リミテッド | 浸漬型位相コイルを有する高電圧故障電流制限器 |
| CN102789883A (zh) * | 2012-08-27 | 2012-11-21 | 中国科学院电工研究所 | 一种应用于高压直流输电的超导平波限流电抗器 |
| CN103077814A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-05-01 | 华中科技大学 | 一种混合调节超导可控电抗器 |
| JP2014165366A (ja) * | 2013-02-26 | 2014-09-08 | Fuji Electric Co Ltd | 超電導変圧器の交流損失測定方法 |
| CN110534322A (zh) * | 2019-10-14 | 2019-12-03 | 浙江宝威电气有限公司 | 一种超导限流变压器 |
-
1997
- 1997-09-17 JP JP9291471A patent/JPH1197260A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005004299A1 (en) * | 2003-07-07 | 2005-01-13 | Metal Manufactures Limited | Superconductor current limiting system and method |
| JP2011505112A (ja) * | 2007-11-27 | 2011-02-17 | ゼナジー パワー ピーティーワイ リミテッド | 浸漬型位相コイルを有する高電圧故障電流制限器 |
| CN102789883A (zh) * | 2012-08-27 | 2012-11-21 | 中国科学院电工研究所 | 一种应用于高压直流输电的超导平波限流电抗器 |
| CN103077814A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-05-01 | 华中科技大学 | 一种混合调节超导可控电抗器 |
| JP2014165366A (ja) * | 2013-02-26 | 2014-09-08 | Fuji Electric Co Ltd | 超電導変圧器の交流損失測定方法 |
| CN110534322A (zh) * | 2019-10-14 | 2019-12-03 | 浙江宝威电气有限公司 | 一种超导限流变压器 |
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