JPS62138021A - 交流電流制限器 - Google Patents

交流電流制限器

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JPS62138021A
JPS62138021A JP61289743A JP28974386A JPS62138021A JP S62138021 A JPS62138021 A JP S62138021A JP 61289743 A JP61289743 A JP 61289743A JP 28974386 A JP28974386 A JP 28974386A JP S62138021 A JPS62138021 A JP S62138021A
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winding
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transformer
primary winding
circuit
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モアメド・ベカレ
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Alsthom Atlantique SA
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    • 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
    • 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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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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は過負荷電流が生じた場合に送電線を遮断する遮
断器部材も含む送電線用交流制限器に係わる。電流制限
器は変圧器から成り、変圧器は給電回路と負荷回路の間
に直列に接続されている一次巻線と、極低温外囲体の中
に格納されておりかつ短絡ループ状に接続されている超
電導性材料から成る１つまたはそれ以上の二次巻線とを
有している。一次巻線から見た変圧器の漏れリアクタン
スは低く、一次巻線から見た二次巻線のまたは各二次巻
線の非超電導抵抗の方が、変圧器の公称イピーダンスよ
りはるかに大きい。
アルストム（ＡＬＳＴＨＯＭ）のフランス国公開特許出
願第２５７３９３８号に上記の型式の制限フィルタにつ
いての記載がある。しかしながらアルストムの電流制限
器を強力な電力の輸送線に使用した場合、二次巻線の公
称状態（即ち非超電導状態）での抵抗に関する要件、お
よび熱容量（または熱含量）に関する要件を同時に満足
することは難かしくなる。超電導体材料およびこれを埋
め込む通常の導体金属のマトリックスの膨脹を極く小さ
く抑えるために、遮断器部材が障害電流を遮断するまで
に要する通常は３〜４サイクルの間に二次巻線が１００
’に以上の高温にならないようにするのが通常の手段で
ある。
本発明の好適具体例は、一次巻線から見た二次巻線の非
超電導抵抗の方が変圧器の公称インピーダンスよりはる
かに大きく、シかも前記二次巻線の熱容量が十分に大き
いため遮断器が短絡電流を遮断するのに要する時間の間
でその短絡電流によって二次巻線が加熱された場合にも
二次巻線の膨脹を許容範囲に抑制し得る高電力輸送線用
交流制限器を提供する。
本発明の提供する交流電流制限器は過負荷遮断器部材を
含む送電線用交流電流制限器であって、給電回路と負荷
回路の間に直列に接続されている一次巻線と、極低温外
囲体の中に格納されておりかつそれ自身で短絡している
超電導性材料から成る１つまたはそれ以上の二次巻線と
を有する変圧器を含んで成ｐ１前記一次巻線から見た前
記変圧器の漏れリアクタンスが低く、かつ一次巻線から
見た前記二次巻線または各二次巻線の非超電導状態時の
抵抗が変圧器の公称インピーダンスよυはるかに大きく
なるように構成されている電流制限器において、前記変
圧器の二次巻線または各二次巻線が１組の補助巻線と関
連する能動巻線を含んで成り、前記１組の補助巻線が反
対方向に巻回された直列接続の偶数の補助巻線から構成
されており、この１組の補助巻線は一方向の巻回数の合
計が他方向の巻回数の合計と等−しくなるようになって
おり、また二次巻線全体の熱容量が、前記遮断器部材が
作動するまでに要する時間間で前記二次巻線の膨脹を小
さく抑制できる程に大きいものであることを特徴とする
。
次に添付図面を参照しながら本発明の一具体例について
例示的に説明する。
具体例 第１図において参照符号１．２は給電網Ｒまたは交流発
電機の各端子を示しており、参照符号３゜４は負荷網Ｕ
の各端子を示している。通常温度または超電導温度の銅
で構成される導体５が端子２と端子４を接続しており、
磁気回路８と二次巻線９とを有する変圧器７の一次巻線
６Ａが、遮断器６の上流で導体５と直列に接続されてい
る。二次巻線は液体ヘリウムのような手段によジ４°Ｋ
に維持されている極低温外囲体１１の中でそれ自身で（
導体１０によって）短絡している。
変圧器の二次巻線は、一次巻線のアンペア回数を補償す
る第１または「能動」巻線１２と、偶数の同一補助巻線
を相互間および能動巻線と直列に接続して構成される１
組の補助巻線とを含んで成シ、前記補助巻線は交互に反
対方向に巻回される。
図示の場合ではこのよう表補助巻線が４つ（１３゜１４
．１５．１６）ある。組にした補助巻線の機能は。
超電導状態から非超電導状態への移行時に、一次巻線に
は何ら能動的作用を与えることなく二次巻線全体の抵抗
と熱容量の両方を増大させることＫある。
導体５を含む送電線上に短絡その他何らかの障害が生じ
て過負荷１２ｔｉが生じた場合は、線電流が所定の閾値
ＩｍａＸを超え、それによって超電導二次巻線が非超電
導状態に戻されるため、変圧器のインピーダンスは一次
巻線から見てその開放インピーダンスに近付く、即ちそ
の公称インピーダンスよりはるかに大きくなる。変動期
の過渡期が終わると、線電流は変圧器の開放電流に近付
いて行く。
磁気回路については、二次巻線が開路になる時に誘導さ
れる磁化電流の方がその線の電流最大値より小さくなる
ように設計する必要がある。漏れリアクタンスはできる
だけ低くしなければならないＯ 第２図に示した同等の回路は、変圧器一次巻線の下流で
短絡した後に二次巻線を非超電導状態へ切換えた状態に
対応するものである。参照符号■は一次巻線の電流を、
Ｒ工はその抵抗（極く小さい）を％Ｘ１は一次巻線から
見た全漏れリアクタンス（極＜小さい）を、Ｚｏは変圧
器の開放インピーダンスを、工０は対応する開路電流を
、Ｒ′２一次巻線から見た二次巻線の抵抗（非超電導状
態へ移行後の）全、１′２は対応する電流を示している
。
電流制限器には必ず満足すべき条件が２つある。
まず、一次巻線を流れる電流Ｉが固定最大電流値Ｉｍａ
Ｘを超えてはならない。この条件は一次巻線から見た二
次巻線の抵抗Ｒ／、を大ぎくすることを意味している。
Ｒ／、は変圧器の公称インピーダンスＺｎよりはるかに
大きくなければならない。
更に遮断器装置６が電流を遮断できるまでの経過時間Δ
ｔＩＫ亘って加熱される間も、二次巻線が十分に機能し
続ける必要がある。このことは超電導体巻線の熱ｇ量を
十分大きくして、前記△ｔ、の期間中膨脹が制限される
ようにしなければならないことを意味する。遮断器部材
の動作時にも巻線の温度が１００’に以下となっている
（この場合Δ１゜は３〜４サイクルに相当する）ように
することが慣例的に行なわれるが、これは超電導体材料
を埋め込むマトリックスとして使用される超電導体材料
および非超電導体材料のそれぞれの膨脹係数が約ＩＱＯ
’Ｉ（までは一般に殆んど変わらないという理由になる
。
もし二次巻線が一層のコイルから成９％一次巻線のアン
ペア回数を補償する働きしかしていない場合は、超電導
状態での抵抗Ｒ２はゼロであり、一次巻線から見た漏れ
リアクタンスＸ工が非常に低くなる。非超電導状態に変
わった後は、その抵抗値はＲ′２＝Ｒ′２□になり、そ
の熱容量がＨ工になるＯその結果、遮断器部材が動作に
入る前の時間Δｔユの間、二次巻線はΔＴ、たけ加熱さ
れる。
第１図に関連して説明した二次巻線は偶数、即ち２ｎの
補助層を反対方向に巻回し、直列接続したものを含んで
おシ、この二次巻線については超電導状態にある抵抗Ｒ
′２はやはシゼロであり、一次巻線から見た漏れリアク
タンスＸは単層二次巻線よシやや大きくはなるが、やは
シ非常に小さいことには相違ない。非超電導状態に移行
し終わり、かつ補助巻線１３．１４．１５．１６−が能
動巻線１２と同数の回数であると仮定すると、抵抗１％
／、　＝＝　（２ｎ＋１）Ｒ’ｎとなシ、熱容量が（２
ｎ＋１）ＨＩＫなる。
その結果、温度の上昇は下記の値となる。
Δ’１４＝Δ’１４／　（２ｎ＋１　）２これは単層巻
線の場合よりはるかに小さい値である。従って二次巻線
の温度上昇量がはるかに小さく、遮断器部材が動作に入
るまで二次巻線が大きく膨脹することはない。
【図面の簡単な説明】
第１図は単相交流電流制限器の回路図、第２図は制限器
下流での短絡により二次回路を非超電導状態へ切換えた
後の電流制限器の同等の回路図である。 ６・・・遮断器、　　６Ａ・・・一次巻線、　　７・・
・変圧器、８・・・磁気回路、　　９・・・二次巻線、
１１・・・極低温外囲体、１２・・・能動巻線。 １３　、１４　、１５．１６・・・補助巻線、■・・・
一次巻線電流、Ｒ１・・・一次巻線抵抗、Ｘｌ・・・漏
れリアクタンス、ｚｏ・・・変圧器開放インピーダンス
、Ｒ／、・・・二次巻線抵抗、工１．・・・二次巻線電
流、Ｕ・・・負荷網。 代理人ブ１′η土　中　　村　　　　至ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、２

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）過負荷遮断器部材を含む送電線用交流電流制限器
    であつて、給電回路と負荷回路の間に直列に接続されて
    いる一次巻線と、極低温外囲体の中に格納されておりか
    つそれ自身で短絡している超電導性材料から成る１つま
    たはそれ以上の二次巻線とを有する変圧器を含んで成り
    、前記一次巻線から見た前記変圧器の漏れリアクタンス
    が低く、かつ一次巻線から見た前記二次巻線または各二
    次巻線の非超電導状態時の抵抗が変圧器の公称インピー
    ダンスよりはるかに大きくなるように構成されている電
    流制限器において、前記変圧器の二次巻線または各二次
    巻線が１組の補助巻線と関連する能動巻線を含んで成り
    、前記１組の補助巻線が、反対方向に巻回された直列接
    続の偶数の補助巻線から構成されており、この１組の補
    助巻線は一方向の巻回数の合計が他方向の巻回数の合計
    と等しくなるようになつており、また二次巻線全体の熱
    容量が、前記遮断器部材が作動するまでに要する時間の
    間で前記二次巻線の膨脹を小さく抑制できる程に大きい
    ものであることを特徴とする交流電流制限器。
JP61289743A 1985-12-05 1986-12-04 交流電流制限器 Granted JPS62138021A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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FR8518026A FR2600206B1 (fr) 1985-12-05 1985-12-05 Limiteur de courant alternatif
FR8518026 1985-12-05

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JPS62138021A true JPS62138021A (ja) 1987-06-20
JPH0368618B2 JPH0368618B2 (ja) 1991-10-29

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US (1) US4700257A (ja)
EP (1) EP0228584B1 (ja)
JP (1) JPS62138021A (ja)
AT (1) ATE58805T1 (ja)
DE (1) DE3675910D1 (ja)
ES (1) ES2023111B3 (ja)
FR (1) FR2600206B1 (ja)
GR (1) GR3001475T3 (ja)

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