KR101078588B1 - Modularized current limiting unit for the matrix-type super conducting current limiter - Google Patents

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Abstract

본 발명은 매트릭스형 초전도 한류기를 위한 모듈화된 한류 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초전도 소자의 자장조건을 최적으로 만족시키고, 초전도 소자간 불균일한 임계특성의 차이를 줄임으로써 퀸치 특성을 개선하고, 상호간 전력부담을 최소화하여 초전도 한류기의 안정도를 향상시키는 모듈화된 한류 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a modularized current-limiting device for a matrix type superconducting fault current limiter, and more particularly, to improve the quench characteristic by optimally satisfying the magnetic field conditions of the superconducting device and reducing the difference in non-uniform critical characteristics between the superconducting devices. The present invention relates to a modular current limiting device that minimizes mutual power burden and improves the stability of the superconducting fault current limiter.

본 발명은 베이클라이트 합성수지로 된 중공형 몸체(1)의 외주면에 상호 이격되게 감싸지는 리액터(10)와; 상기 몸체(1)의 내주면에 길이방향으로 상호 이격되게 설치되는 고정틀(20)과; 상기 고정틀(20)을 상호 연결하는 다수개의 연결막대(30)와; 상기 연결막대(30)에 연결된 상태로 상기 고정틀(20) 사이에 형성되는 한쌍의 제1형틀(40)과; 상기 제1형틀(40)의 내측에 설치되되 상기 제1형틀(40)에 결합된 전압단자(41)와 전류단자(45)가 연결되는 제1초전도 소자(50)와; 상기 연결막대(30)에 연결된 상태로 상기 한쌍의 제1형틀(40) 사이에 형성되는 제2형틀(60)과; 상기 제2형틀(60)의 내측에 설치되되 상기 제2형틀(60)에 결합된 전압단자(61)와 전류단자(65)가 연결되는 제2초전도 소자(70)로 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention comprises a reactor 10 is spaced apart from each other on the outer peripheral surface of the hollow body (1) made of bakelite synthetic resin; A fixing frame 20 installed on the inner circumferential surface of the body 1 so as to be spaced apart from each other in the longitudinal direction; A plurality of connecting rods 30 connecting the fixing frames 20 to each other; A pair of first molds 40 formed between the fixing frames 20 in a state of being connected to the connecting rod 30; A first superconducting element (50) installed inside the first mold (40) and connected to a voltage terminal (41) and a current terminal (45) coupled to the first mold (40); A second mold (60) formed between the pair of first molds (40) while being connected to the connecting rod (30); The second superconducting element 70 is installed inside the second mold 60 and is connected to the voltage terminal 61 and the current terminal 65 coupled to the second mold 60. .

리액터, 한류소자, 한류기, 초전도 소자, 전류단자, 전압단자 Reactor, current-limiting element, current-limiting element, superconducting element, current terminal, voltage terminal

Description

매트릭스형 초전도 한류기를 위한 모듈화된 한류 소자{MODULARIZED CURRENT LIMITING UNIT FOR THE MATRIX-TYPE SUPER CONDUCTING CURRENT LIMITER}MODULARIZED CURRENT LIMITING UNIT FOR THE MATRIX-TYPE SUPER CONDUCTING CURRENT LIMITER}

본 발명은 매트릭스형 초전도 한류기를 위한 모듈화된 한류소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초전도 소자의 자장조건을 최적으로 만족시키고, 초전도 소자간 불균일한 임계특성의 차이를 줄임으로써 퀸치 특성을 개선하고, 상호간 전력부담을 최소화하여 초전도 한류기의 안정도를 향상시키는 모듈화된 한류 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a modularized current-limiting device for the matrix type superconducting fault current limiter, more particularly, to improve the quench characteristic by optimally satisfying the magnetic field conditions of the superconducting device and reducing the difference in non-uniform critical characteristics between the superconducting devices. The present invention relates to a modular current limiting device that minimizes mutual power burden and improves the stability of the superconducting fault current limiter.

현재 전기설비와 대용량 기기들의 사용이 증가하면서 전력 수요의 요구가 급격히 증가하고 있다. 이러한 전력 수요의 증가로 인하여 기존 보호 기기들의 보호 용량을 초과하는 사고가 늘고 있어 기존 설비의 용량증대가 불가피하게 되었다.The demand for electric power is increasing rapidly as the use of electric facilities and high-capacity devices increases. Due to this increase in electric power demand, accidents exceeding the protective capacities of existing protective devices are increasing, thereby increasing capacity of the existing facilities.

이러한 상황에서 정상상태에서 손실이 전혀 없는 초전도 한류기를 기존의 보호기기와 병행하여 설치함으로써 기존 설비의 용량증대를 위한 교체비용보다 좀 더 적은 비용으로 종래의 문제를 해결하기 위한 연구가 진행되고 있다.Under these circumstances, research is being conducted to solve the conventional problem at a cost less than the replacement cost for increasing the capacity of the existing equipment by installing a superconducting fault current limiter with no loss in the normal state in parallel with the existing protection equipment.

현재 개발되고 있는 초전도 한류기는 정상적인 운전 상태에서 전기 저항이 없어서 손실 없이 동작하고, 계통 내에 사고가 발생하여 사고전류가 초전도 소자의 임계전류를 초과하였을 때 초전도 소자가 퀸치되어 사고전류를 고속으로 제한할 수 있게 된다. 그뿐 아니라 사고제거 후엔 정상상태로 자동 복귀되는 이점 때문에 초전도체를 이용한 다양한 종류의 한류기가 연구되고 있다. 이러한 한류기의 종류로는 저항형 초전도 한류기가 그 주류를 이루고 있다. 구조에서 약간의 차이는 있지만 결국은 초전도 소자가 퀸치되면서 발생하는 저항으로 사고전류를 제한하는 것이다. The superconducting fault current limiter, which is currently being developed, operates without loss due to the absence of electrical resistance under normal operating conditions, and when the accident occurs in the system and the fault current exceeds the threshold current of the superconducting element, the superconducting element is quenched to limit the fault current to high speed. It becomes possible. In addition, various types of current limiters using superconductors have been studied because of the advantage of automatically returning to normal state after the accident removal. The type of current limiter is a resistive superconducting current limiter. There are some differences in the structure, but eventually the fault current is limited by the resistance that occurs as the superconducting device quenches.

이러한 초전도 한류기는 사고 발생시 초전도 소자 각각의 불균일한 퀸치 특성으로 인해서 안정적인 사고전류 제한에 어려움이 있다. 이러한 단점을 해결하기 위해 다양한 구조의 한류기를 구상하여 초전도 소자의 부담을 줄이고 각 초전도 소자간에 균일한 퀸치를 유도함으로써 상대적으로 임계전류가 낮은 초전도 소자에만 편중되는 전력부담을 해소하기 위한 연구가 계속되고 있는 실정이다.Such a superconducting fault current limiter has difficulty in limiting a stable fault current due to uneven quench characteristics of each superconducting element when an accident occurs. To solve these shortcomings, various current structures are designed to reduce the burden of superconducting devices and to induce uniform quenching between each superconducting device, and thus researches are being conducted to solve the power burden that is biased only on the superconducting devices having a low threshold current. There is a situation.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 초전도 소자에 높은 자장을 인가해 줌으로써 초전도 소자간의 임계전류차이를 보상하고, 각 초전도 소자간 퀀치 특성이 개선되어 불균형적인 전력부담을 최소화 하여 초전도 한류기의 안정도를 향상시키는 모듈화된 한류 소자에 관한 것이다.The present invention was devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to compensate for the critical current difference between superconducting devices by applying a high magnetic field to the superconducting devices, and to improve the quench characteristics between the superconducting devices, resulting in unbalanced power. The present invention relates to a modular current-limiting device that minimizes the burden and improves the stability of the superconducting fault current limiter.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 베이클라이트 합성수지로 된 중공형 몸체(1)의 외주면에 상호 이격되게 감싸지는 리액터(10)와; 상기 몸체(1)의 내주면에 길이방향으로 상호 이격되게 설치되는 고정틀(20)과; 상기 고정틀(20)을 상호 연결하는 다수개의 연결막대(30)와; 상기 연결막대(30)에 연결된 상태로 상기 고정틀(20) 사이에 형성되는 한쌍의 제1형틀(40)과; 상기 제1형틀(40)의 내측에 설치되되 상기 제1형틀(40)에 결합된 전압단자(41)와 전류단자(45)가 연결되는 제1초전도 소자(50)와; 상기 연결막대(30)에 연결된 상태로 상기 한쌍의 제1형틀(40) 사이에 형성되는 제2형틀(60)과; 상기 제2형틀(60)의 내측에 설치되되 상기 제2형틀(60)에 결합된 전압단자(61)와 전류단자(65)가 연결되는 제2초전도 소자(70)를 포함하고,
상기 제 2초전도 소자(70)는 전류단자(65)를 통해 리액터(10)와 병렬로 연결되어 트리거 파트(trriger part)를 형성하고, 두개의 제1초전도 소자(50)는 전류단자(45)를 통해 직렬로 연결되어 두개의 커런트-리미팅파트(current-limiting part)를 형성하고, 타이거 파트와 두개의 커런트-리미팅 파트는 서로 직렬로 연결되도록 구성한 것을 특징으로 한다.The configuration of the present invention for achieving the above object, the reactor 10 is wrapped on the outer peripheral surface of the hollow body (1) made of bakelite synthetic resin and spaced apart from each other; A fixing frame 20 installed on the inner circumferential surface of the body 1 so as to be spaced apart from each other in the longitudinal direction; A plurality of connecting rods 30 connecting the fixing frames 20 to each other; A pair of first molds 40 formed between the fixing frames 20 in a state of being connected to the connecting rod 30; A first superconducting element (50) installed inside the first mold (40) and connected to a voltage terminal (41) and a current terminal (45) coupled to the first mold (40); A second mold (60) formed between the pair of first molds (40) while being connected to the connecting rod (30); A second superconducting element 70 installed inside the second mold 60 and having a voltage terminal 61 coupled to the second mold 60 and a current terminal 65 connected thereto;
The second superconducting element 70 is connected in parallel with the reactor 10 through the current terminal 65 to form a trigger part, the two first superconducting element 50 is the current terminal 45 It is connected in series to form two current-limiting part (current-limiting part), the Tiger part and the two current-limiting part is characterized in that configured to be connected in series with each other.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 모듈화된 한류소자는 매트릭스형 초전도 한류기의 trigger part 와 current-limiting part에 위치하는 제1초전도 소자와 제2초전도 소자의 자장 조건을 최적으로 만족시킬 수 있어 초전도 소자간 불균일한 임계특성이 차이를 줄임으로써 퀀치특성이 개선되고, 상호간 전력부담을 최소화하여 초전도 한류기의 안정도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the modular current-limiting element according to the present invention can satisfy the magnetic field conditions of the first superconducting element and the second superconducting element located in the trigger part and the current-limiting part of the matrix type superconducting current limiter. By reducing the difference between the non-uniform threshold characteristics, the quench characteristics are improved, and the power burden between each other is minimized, thereby improving the stability of the superconducting fault current limiter.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 매트릭스형 초전도 한류기를 위한 모듈화된 한류 소자를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the modularized current-limiting element for the matrix type superconducting fault current limiter of the present invention.

도 1은 종래 일반형 한류 소자를 나타낸 상태도이고, 도 2는 본 발명에 따른 모듈화된 한류소자의 상태를 나타낸 상태도이며, 도 3은 본 발명에 따른 모듈화된 한류 소자의 내부상태를 나타낸 절개 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 모듈화된 한류 소자의 분리사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 모듈화된 한류 소자의 단면도이고, 도 6a는 도 1의 구조에서 인가되는 자장의 크기를 나타낸 그래프이며, 도 6b는 도 2의 본 발명에 따른 한류소자의 구조에서 인가되는 자장의 크기를 나타낸 그래프이고, 도 7a는 종래 일반형 한류소자를 나타낸 회로도이며, 도 7b는 본 발명에 따른 모듈화된 한류 소자를 나타낸 회로도이고, 도 8a는 종래 일반적인 저항형 초전도 한류기의 사고전류에 따른 초전도 소자의 전압 파형을 나타낸 파형 그래프이며, 도 8b는 본 발명에 따른 모듈화된 한류소자를 매트릭스형 초전도 한류기에 적용했을 때의 사고전류에 따른 초전도 소자의 전압 파형을 나타낸 파형 그래프이고, 도 8c는 본 발명에 따른 한류소자에서 리액터의 권선 변화에 따라 사고전류의 변화 및 초전도 소자의 전압을 나타낸 파형 그래프이다. 1 is a state diagram showing a conventional general current-limiting device, Figure 2 is a state diagram showing a state of a modular current-limiting device according to the present invention, Figure 3 is a cutaway perspective view showing the internal state of the modularized current-limiting device according to the present invention, Figure 4 is an exploded perspective view of a modular current-limiting device according to the present invention, Figure 5 is a cross-sectional view of the modular current-limiting device according to the invention, Figure 6a is a graph showing the magnitude of the magnetic field applied in the structure of Figure 1, Figure 6b is a graph showing the magnitude of the magnetic field applied in the structure of the current-limiting device according to the present invention of Figure 2, Figure 7a is a circuit diagram showing a conventional general current-limiting device, Figure 7b is a circuit diagram showing a modularized current-limiting device according to the present invention 8A is a waveform graph illustrating voltage waveforms of a superconducting device according to a fault current of a conventional general resistance type superconducting fault current limiter, and FIG. 8B is in accordance with the present invention. Figure 8c is a waveform graph showing the voltage waveform of the superconducting device according to the fault current when the modular current-limiting device is applied to the matrix type superconducting fault current limiter, Figure 8c is a change in the fault current according to the change of the winding of the reactor in the current-limiting device according to the present invention It is a waveform graph which shows the voltage of a superconducting element.

본 발명에 따른 매트릭스형 초전도 한류기를 위한 모듈화된 한류 소자는 중공형 몸체를 감싸는 리액터, 고정틀, 연결막대, 제1형틀, 제1초전도 소자, 제2형틀, 제2초전도 소자로 구성된다.The modular current-limiting element for the matrix type superconducting fault current limiter according to the present invention comprises a reactor, a fixing frame, a connecting rod, a first mold, a first superconducting element, a second mold, and a second superconducting element surrounding the hollow body.

상기 리액터(10)는 베이클라이트 합성수지로 된 중공형 몸체(1)의 외주면에 상호 이격되게 감싸진다.The reactor 10 is wrapped on the outer circumferential surface of the hollow body (1) made of bakelite synthetic resin.

다시 말해, 상기 몸체(1)의 외주면에 리엑터가 감겨진 것으로 후술되는 Current-limiting part의 제1초전도 소자(50)에 인가되는 자장의 크기를 증가시키기 위해 상기 몸체(1)의 외주면에 코일링 되는 것으로 도 2에 도시된 바와 같이 상기 몸체(1)의 일측에서 타측으로 일정길이방향으로 감겨지되 중앙부분까지만 감겨지고, 일정간격을 뛰어진 상태에서 다시 상기 몸체(1)의 타측으로 감겨지게 된다. In other words, the coil is wound on the outer circumferential surface of the body 1 to increase the magnitude of the magnetic field applied to the first superconducting element 50 of the current-limiting part, which will be described later as the reactor is wound on the outer circumferential surface of the body 1. As shown in Figure 2 is wound in a certain length direction from one side of the body (1) to the other side, but only to the center portion, and is wound to the other side of the body (1) again in a state of jumping a certain interval .

여기서, 상기 몸체(1)에는 후술되는 제1초전도 소자(50)와 제2초전도 소자(70)의 퀸치로 인해 발생하는 기포를 원활하게 배출시키도록 다수개의 통공(5)이 형성되어 있다.Here, a plurality of through holes 5 are formed in the body 1 to smoothly discharge bubbles generated by the quench of the first superconducting element 50 and the second superconducting element 70 which will be described later.

그리고, 상기 고정틀(20)은 상기 몸체(1)의 내측에 설치하기 위해 베이클라이트 재질로 제작된 것이 바람직하고, 상기 몸체(1)의 내주면에 길이방향으로 상호 이격되게 설치된다.In addition, the fixing frame 20 is preferably made of a bakelite material to be installed on the inner side of the body 1, and is installed to be spaced apart from each other in the longitudinal direction on the inner circumferential surface of the body (1).

또한, 상기 연결막대(30)는 베이클라이트 재질로 제작되고, 상기 고정틀(20)을 상호 연결할 뿐 아니라, 후술되는 제1형틀(40)과 제2형틀(60)이 상기 고정 틀(20)사이에 상기 연결막대(30)에 연결된 상태로 위치하게 된다. In addition, the connecting rod 30 is made of a bakelite material, as well as interconnecting the fixing frame 20, the first mold 40 and the second mold 60 to be described later between the fixing frame 20 It is positioned in the state connected to the connecting rod 30.

상기 한쌍의 제1형틀(40)은 테프론 재질로 제작되고, 상기 연결막대(30)에 연결된 상태로 상기 고정틀(20)사이에 형성된다.The pair of first molds 40 are made of Teflon material, and are formed between the fixing molds 20 while being connected to the connecting rod 30.

그리고, 상기 제1초전도 소자(50)는 Current-limiting part의 초전도 소자로 상기 제1형틀(40)의 내측에 고정설치되고, 상기 제1형틀(40)에 결합된 전압단자(41)와 전류단자(45)가 연결된다. In addition, the first superconducting element 50 is a superconducting element of a current-limiting part, and is fixedly installed inside the first mold 40, and the voltage terminal 41 coupled to the first mold 40 and the current. Terminal 45 is connected.

또한, 상기 제2형틀(60)은 테프론 재질로 제작되고, 상기 연결막대(30)에 연결된 상태로 상기 한쌍의 제1형틀(40)의 사이에 형성된다.In addition, the second mold 60 is made of Teflon material, it is formed between the pair of first mold 40 in a state connected to the connecting rod 30.

그리고, 상기 제2초전도 소자(70)는 trigger part의 초전도 소자로 상기 제2형틀(60)의 내측에 고정설치되고, 상기 제2형틀(60)에 결합된 전압단자(61)와 전류단자(65)가 연결된다.
그리고 상기 제 2초전도 소자(70)는 전류단자(65)를 통해 리액터(10)와 병렬로 연결되어 트리거 파트(trriger part)를 형성하고, 두개의 제1초전도 소자(50)는 전류단자(45)를 통해 직렬로 연결되어 두개의 커런트-리미팅파트(current-limiting part)를 형성하고, 타이거 파트와 두개의 커런트-리미팅 파트는 서로 직렬로 연결되도록 구성한다.
또한, 상기 제 2초전도 소자와 병렬 연결된 리액터는 두개의 제 1초전도 소자(50)와 제 2초전도 소자(70)를 감싸고 있는 구조로 되어 있어 초전도 소자에 자장을 인가할 수 있도록 구성되어 있다.
그뿐만 아니라 두개의 제 1초전도 소자(50)가 통공(5)으로부터 분리된 리액터(10)의 중간에 위치하여 가장 큰 자장이 제 1초전도 소자(50)에 인가하도록 구성된 것이다.
The second superconducting element 70 is a superconducting element of a trigger part, which is fixedly installed inside the second mold 60, and has a voltage terminal 61 and a current terminal coupled to the second mold 60. 65 is connected.
The second superconducting element 70 is connected in parallel with the reactor 10 through the current terminal 65 to form a trigger part, and the two first superconducting elements 50 are connected to the current terminal 45. Are connected in series to form two current-limiting parts, and the Tiger part and the two current-limiting parts are configured to be connected in series.
In addition, the reactor connected in parallel with the second superconducting element has a structure surrounding the two first superconducting elements 50 and the second superconducting element 70 and is configured to apply a magnetic field to the superconducting element.
In addition, the two first superconducting elements 50 are positioned in the middle of the reactor 10 separated from the through hole 5 so that the largest magnetic field is applied to the first superconducting elements 50.

한편, 첨부된 도면에 대해 다시한번 상세히 설명하자면,On the other hand, with reference to the accompanying drawings once again in detail,

도 6a는 도 1의 구조에서 인가되는 자장의 크기를 나타낸 그래프이고, 도 6b는 도 2의 본 발명에 따른 한류소자의 구조에서 인가되는 자장의 크기를 나타낸 그래프로써 도 6a와 비교했을때 리액터 양쪽에서 큰 자장이 발생된다는 사실을 확인할 수 있다. 그리고, 도 2의 구조에서 Current-limiting part에 인가되는 자장의 크기가 크게 나타나는데 이것은 current-limiting part 소자에 큰 자장이 인가하게 되어 각 소자간 임계특성 치아를 줄이는데 중요하게 작용한다. Figure 6a is a graph showing the magnitude of the magnetic field applied in the structure of Figure 1, Figure 6b is a graph showing the magnitude of the magnetic field applied in the structure of the current-limiting device according to the present invention of Figure 2 compared to Figure 6a both sides of the reactor We can see that a large magnetic field occurs at. In addition, in the structure of FIG. 2, the magnitude of the magnetic field applied to the current-limiting part is large, which is important for reducing the critical tooth between the elements.

그리고, 도 7a는 종래 일반형 한류소자의 등가회로도를 나타낸 것으로 한개의 리액터에 한개의 초전도 소자가 매칭되는 구조를 갖는다. 이 구조에서는 가장 낮은 임계값을 갖는 초전도 소자를 포함한 리액터가 trigger part가 되고, 나머지 두 리액터는 current-limiting part가 되어 총 3개의 리액터가 필요하다.FIG. 7A shows an equivalent circuit diagram of a conventional general current-limiting element, in which one superconducting element is matched to one reactor. In this structure, the reactor including the superconducting element with the lowest threshold becomes the trigger part, and the other two reactors become the current-limiting part, requiring a total of three reactors.

도 7b는 본 발명에 따른 모듈화된 한류 소자의 등가회로도를 나타낸 것으로, 이 하나의 모듈을 적용하여 사고 전류를 제한하게 된다. 리액터 중앙에 위치한 trigger part의 초전도 소자는 사고시 퀀치되어 자장인가 리액터에 전류를 bypass시키는 작용을 하고, current-limiting part의 초전도 소자는 직렬 연결된 션트 저항(80) 및 션트리액터(90)와 병렬 연결되어 사고 전류를 제한하게 된다.Figure 7b shows an equivalent circuit diagram of a modular current-limiting device according to the present invention, by applying this one module to limit the fault current. The superconducting element of the trigger part located in the center of the reactor is quenched in case of an accident to bypass the current to the magnetic field applied reactor, and the superconducting element of the current-limiting part is connected in series with the shunt resistor 80 and the shunt tree 90 connected in series. Limiting the fault current.

또한, 도 8a는 종래 일반적인 저항형 초전도 한류기의 사고전류에 따른 초전도 소자의 전압파형을 나타낸 파형 그래프로, 파형에서 확인할 수 있듯이 사고시 모든 초전도 소자가 동시에 퀀치되지 않는다는 것을 확인할 수 있다. 이렇게 되면 어느 특정 초전도 소자에 부담이 가중되는 문제를 가져온다.In addition, Figure 8a is a waveform graph showing the voltage waveform of the superconducting device according to the fault current of the conventional resistance-type superconducting fault current limiter, it can be seen that all the superconducting devices are not quenched at the same time as can be seen from the waveform. This brings about a problem that a certain superconducting device is burdened.

도 8b는 본 발명에 따른 모듈화된 한류소자를 매트릭스형 초전도 한류기에 적용했을 때의 사고전류에 따른 초전도 소자의 전압 파형을 나타낸 파형 그래프를 타낸 것으로, 사고시 각각의 초전도 소자에서 전압이 거의 동일하게 발생한다는 것을 확인할 수 있다. 이로써 각각의 초전도 소자가 사고의 부담을 분담한다는 것을 알 수 있다.Figure 8b is a waveform graph showing the voltage waveform of the superconducting element according to the fault current when the modular current-limiting element according to the present invention is applied to the matrix type superconducting fault current limiter, the voltage is generated in each superconducting element at the same time You can see that. This shows that each superconducting element shares the burden of an accident.

한편, 도 8c는 본 발명의 한류소자에서 리액터의 권선수의변화에 따른 사고전류의 변화 및 초전도 소자의 전압을 나타낸 것이다.On the other hand, Figure 8c shows the change in the fault current and the voltage of the superconducting device according to the change in the number of turns of the reactor in the current-limiting device of the present invention.

다시 한번 본 발명의 매트릭스형 초전도 한류기를 위한 모듈화된 한류 소자를 설명한다.Once again, the modularized current-limiting device for the matrix type superconducting current limiter of the present invention will be described.

본 발명은 종래의 초전도 소자를 직렬 연결한 저항형 한류기에 자장을 인가하기 위한 리액터 및 전류 제한을 위한 션트 임피던스를 병렬 연결한 구조를 갖는다. 3개의 초전도 소자는 자장인가를 위해 몸체(1) 내부에 위치시키고, 또한 몸체(1)는 냉각용기 안에 담기게 된다.The present invention has a structure in which a reactor for applying a magnetic field to a resistive current limiter in which a conventional superconducting device is connected in series and a shunt impedance for current limiting are connected in parallel. Three superconducting elements are placed inside the body 1 for magnetic field application, and the body 1 is also contained in a cooling vessel.

3개중 1개의 초전도 소자는 냉각용기 안의 리액터와 병렬로 연결되어 자장을 인가하는 trigger part가 되고, 나머지 2개의 초전도 소자는 냉각용기 밖의 션트 임피던스와 병렬 연결하여 직접적인 사고전류를 제한하는 current-limiting part가 된다.One of the three superconducting elements is connected in parallel with the reactor in the cooling vessel to become a trigger part to apply a magnetic field, and the other two superconducting elements are connected in parallel with the shunt impedance outside the cooling vessel to limit the direct fault current. Becomes

여기서, 주목할 부분은 자장인가 리액터에 배치된 초전도 소자의 위치인데, trigger part의 초전도 소자는 몸체 내측의 중앙에 위치시키고 중앙의 몸체(1)외주면에는 리액터를 권선하지 않는다. Here, the remarkable part is the position of the superconducting element disposed in the magnetic field applying reactor, the superconducting element of the trigger part is located in the center of the inside of the body and does not wind the reactor on the outer peripheral surface of the center body (1).

또한, trigger part 소자의 양쪽에 current-limiting part의 초전도 소자 2개를 위치시킨다. trigger part는 계통에서 발생하는 사고를 감지하고, 초전도 소자로 자장을 인가하는 역할을 하므로 큰 자장이 요구되지 않는다.In addition, two superconducting elements of the current-limiting part are placed on both sides of the trigger part element. The trigger part detects an accident occurring in the system and applies a magnetic field to the superconducting element, so a large magnetic field is not required.

그리고, current-limiting part에 있는 초전도 소자는 인가된 자장의 크기에 따라 초전도 소자간의 불균형적인 임계특성을 줄일 수 있다. 이 구조를 통해 초전도 소자로 큰 자장을 인가함으로써 각 소자간 퀀치 시점의 차이를 줄일 수 있고, 션트임피던스가 사고 전류를 초전도 소자와 분담하게 되어 초전도 소자의 부담을 감소시킬 수 있다. 또한 본 발명을 토해 기존 한개의 몸체에 1개의 초전도 소자를 위치시킨 매트릭스형 초전도 한류기보다 전체 부피를 1/3로 대폭 줄일 수 있다.In addition, the superconducting element in the current-limiting part can reduce the unbalanced critical characteristics between the superconducting elements according to the magnitude of the applied magnetic field. Through this structure, a large magnetic field is applied to the superconducting elements to reduce the difference between the quench points between the elements, and the shunt impedance can share the fault current with the superconducting elements, thereby reducing the burden on the superconducting elements. In addition, the present invention can significantly reduce the overall volume by 1/3 compared to the matrix type superconducting current limiter in which one superconducting element is placed on one body.

이렇게 초전도 소자에 높은 자장을 인가해 줌으로써 초전도 소자간의 임계 전류차이를 보상하게 된다. 이로써 각 초전도 소자간 퀀치 특성이 개선되어 불균형적인 전력부담이 감소하게 되고, 이러한 초전도 한류기의 적용은 사고에 대한 보호구간 및 시스템 자체의 보호에 관한 신뢰도를 높일 수 있는 효과가 있게 된다. By applying a high magnetic field to the superconducting device as described above, the critical current difference between the superconducting devices is compensated. As a result, the quench characteristics between the superconducting elements are improved, thereby reducing the unbalanced power burden, and the application of the superconducting fault current limiter increases the reliability of the protection section against the accident and the protection of the system itself.

도 1은 종래 일반형 한류 소자를 나타낸 상태도, 1 is a state diagram showing a conventional general current-limiting device,

도 2는 본 발명에 따른 모듈화된 한류소자의 상태를 나타낸 상태도, 2 is a state diagram showing a state of a modular current-limiting device according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 모듈화된 한류 소자의 내부상태를 나타낸 절개 사시도, 3 is a cutaway perspective view showing an internal state of a modular current-limiting device according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 모듈화된 한류 소자의 분리사시도, 4 is an exploded perspective view of a modular current-limiting device according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 모듈화된 한류 소자의 단면도, 5 is a sectional view of a modular current-limiting element according to the present invention;

도 6a는 도 1의 구조에서 인가되는 자장의 크기를 나타낸 그래프, 6a is a graph showing the magnitude of a magnetic field applied in the structure of FIG.

도 6b는 도 2의 본 발명에 따른 한류소자의 구조에서 인가되는 자장의 크기를 나타낸 그래프, Figure 6b is a graph showing the magnitude of the magnetic field applied in the structure of the current-limiting element according to the present invention of FIG.

도 7a는 종래 일반형 한류소자를 나타낸 회로도,7A is a circuit diagram showing a conventional general current-limiting device;

도 7b는 본 발명에 따른 모듈화된 한류 소자를 나타낸 회로도,7b is a circuit diagram showing a modular current-limiting element according to the present invention;

도 8a는 종래 일반적인 저항형 초전도 한류기의 사고전류에 따른 초전도 소자의 전압 파형을 나타낸 파형 그래프,8A is a waveform graph illustrating voltage waveforms of a superconducting device according to a fault current of a conventional general resistance superconducting fault current limiter;

도 8b는 본 발명에 따른 모듈화된 한류소자를 매트릭스형 초전도 한류기에 적용했을 때의 사고전류에 따른 초전도 소자의 전압 파형을 나타낸 파형 그래프,8B is a waveform graph showing voltage waveforms of a superconducting device according to an accident current when the modularized current-limiting device according to the present invention is applied to a matrix type superconducting current limiter.

도 8c는 본 발명에 따른 한류소자에서 리액터의 권선 변화(510턴)에 따라 사고전류의 변화 및 초전도 소자의 전압을 나타낸 파형 그래프. Figure 8c is a waveform graph showing the change in the fault current and the voltage of the superconducting element according to the winding change (510 turns) of the reactor in the current-limiting element according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1: 몸체 5: 통공1: body 5: through hole

10: 리액터 20: 고정틀10: reactor 20: fixing frame

30: 연결막대 40: 제1형틀30: connecting rod 40: first frame

41: 전압단자 45: 전류단자41: voltage terminal 45: current terminal

50: 제1초전도 소자 60: 제2형틀50: first superconducting element 60: second mold

61: 전압단자 65: 전류단자61: voltage terminal 65: current terminal

70: 제2초전도 소자 80: 션트 저항70: second superconducting element 80: shunt resistor

90: 션트리액터90: Shunt Tree Actor

Claims (2)

베이클라이트 합성수지로 된 중공형 몸체(1)의 외주면에 상호 이격되게 감싸지는 리액터(10)와; Reactor 10 is spaced apart from each other on the outer peripheral surface of the hollow body (1) made of bakelite synthetic resin; 상기 몸체(1)의 내주면에 길이방향으로 상호 이격되게 설치되는 고정틀(20)과; A fixing frame 20 installed on the inner circumferential surface of the body 1 so as to be spaced apart from each other in the longitudinal direction; 상기 고정틀(20)을 상호 연결하는 다수개의 연결막대(30)와; A plurality of connecting rods 30 connecting the fixing frames 20 to each other; 상기 연결막대(30)에 연결된 상태로 상기 고정틀(20) 사이에 형성되는 한쌍의 제1형틀(40)과; A pair of first molds 40 formed between the fixing frames 20 in a state of being connected to the connecting rod 30; 상기 제1형틀(40)의 내측에 설치되되 상기 제1형틀(40)에 결합된 전압단자(41)와 전류단자(45)가 연결되는 제1초전도 소자(50)와; A first superconducting element (50) installed inside the first mold (40) and connected to a voltage terminal (41) and a current terminal (45) coupled to the first mold (40); 상기 연결막대(30)에 연결된 상태로 상기 한쌍의 제1형틀(40) 사이에 형성되는 제2형틀(60)과; A second mold (60) formed between the pair of first molds (40) while being connected to the connecting rod (30); 상기 제2형틀(60)의 내측에 설치되되 상기 제2형틀(60)에 결합된 전압단자(61)와 전류단자(65)가 연결되는 제2초전도 소자(70)를 포함하여,Including the second superconducting element 70 is installed inside the second mold 60, the voltage terminal 61 and the current terminal 65 is coupled to the second mold 60, 상기 제 2초전도 소자(70)는 전류단자(65)를 통해 리액터(10)와 병렬로 연결되어 트리거 파트(trriger part)를 형성하고, 두개의 제1초전도 소자(50)는 전류단자(45)를 통해 직렬로 연결되어 두개의 커런트-리미팅파트(current-limiting part)를 형성하고, 타이거 파트와 두개의 커런트-리미팅 파트는 서로 직렬로 연결되도록 구성한 것을 특징으로 하는 매트릭스형 초전도 한류기를 위한 모듈화된 한류 소자. The second superconducting element 70 is connected in parallel with the reactor 10 through the current terminal 65 to form a trigger part, the two first superconducting element 50 is the current terminal 45 Modularized for the matrix type superconducting fault current limiter, which is connected in series to form two current-limiting parts, and the tiger part and the two current-limiting parts are connected in series. Current element. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 몸체(1)에는 상기 제1초전도 소자(50)와 제2초전도 소자(70)의 퀸치로 인해 발생하는 기포를 원활하게 배출시키도록 다수개의 통공(5)이 형성되는 것을 특징으로 하는 매트릭스형 초전도 한류기를 위한 모듈화된 한류 소자. The body 1 is a matrix type, characterized in that a plurality of through-holes 5 are formed to smoothly discharge the bubbles generated by the quench of the first superconducting device 50 and the second superconducting device 70 Modular current-limiting element for superconducting fault current limiters.
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