KR102358560B1 - Flux-Coupling type superconducting fault current limiter with non-isolated secondary winding - Google Patents

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Abstract

2차 권선측 비절연을 갖는 자속결합형 초전도 고장전류 제한기가 개시된다. 2차 권선측 비절연을 갖는 자속결합형 초전도 고장전류 제한기는, 대향하는 1차 권선부 및 2차 권선부가 형성되는 철심(Iron core), 1차 권선부에 결선되는 1차 권선, 2차 권선부에 결선되는 2차 권선 및 3차 권선, 3차 권선에 연결되는 제1 초전도 소자 및 2차 권선에 연결되는 제2 초전도 소자를 포함하되, 2차 권선과 3차 권선은 직렬로 연결되고, 직렬로 연결된 2차 권선 및 3차 권선은, 1차 권선과 병렬로 연결된다.A magnetic flux-coupled superconducting fault current limiter having secondary winding side non-insulation is disclosed. The magnetic flux-coupled superconducting fault current limiter having non-insulation on the secondary winding side includes an iron core in which opposed primary winding parts and secondary winding parts are formed, a primary winding connected to the primary winding part, a secondary winding A secondary winding and a tertiary winding connected to the part, a first superconducting element connected to the tertiary winding, and a second superconducting element connected to the secondary winding, wherein the secondary winding and the tertiary winding are connected in series, The secondary winding and the tertiary winding connected in series are connected in parallel with the primary winding.

Description

2차 권선측 비절연을 갖는 자속결합형 초전도 고장전류 제한기{Flux-Coupling type superconducting fault current limiter with non-isolated secondary winding}Flux-Coupling type superconducting fault current limiter with non-isolated secondary winding

본 발명은 초전도 고장전류 제한기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 직류 시스템에서 고장전류를 제한하는 2차 권선측 비절연을 갖는 자속결합형 초전도 고장전류 제한기에 관한 것이다.The present invention relates to a superconducting fault current limiter, and more particularly, to a magnetic flux-coupled superconducting fault current limiter having non-insulation on the secondary winding side for limiting a fault current in a DC system.

산업발전으로 전력공급설비가 증가하여 전력계통이 복잡해지고 송전용량이 증가하였다. 이에 따라, 단락 발생 시, 고장전류가 증가하여 기존 차단기의 내력을 초과하게 되어 전력계통 보호기기들이 심각한 피해를 받게 되었다. 그래서, 이러한 피해를 줄이기 위하여, 단락 용량이 큰 차단기로 교체하거나 높은 임피던스를 가지는 전력설비를 마련하는 등의 방안이 시도되고 있다. 그러나, 여전히 경제적, 기술적, 계통 안정도면에서 해결해야 할 많은 문제가 남아 있다.Industrial development has increased the number of power supply facilities, complicating the power system and increasing the transmission capacity. Accordingly, when a short circuit occurs, the fault current increases to exceed the withstand strength of the existing circuit breaker, and thus the power system protection devices are seriously damaged. Therefore, in order to reduce such damage, measures such as replacing a circuit breaker having a large short-circuit capacity or providing a power facility having a high impedance have been attempted. However, there are still many problems to be solved in terms of economic, technical and system stability.

한편, 보다 효과적인 방안으로서, 고장전류를 제어할 수 있는 초전도 고장전류 제한기(SFCL: Superconducting Fault Current Limiter)가 개발되었다. 초전도 고장전류 제한기는 전력계통에서 발생하는 고장전류를 제한하는 장치로서, 초전도 소자(HTSC: High-Temperature superconducting)의 고유 특성인 급격한 저항 증가를 이용하여 고장전류의 크기를 제한하는 기능을 갖는다. 즉, 초전도 고장전류 제한기는 전력공급원에서 공급되는 전력을 손실 없이 계통으로 공급하고, 사고 시에 발생하는 고장전류를 제한할 수 있다.Meanwhile, as a more effective method, a superconducting fault current limiter (SFCL) capable of controlling the fault current has been developed. The superconducting fault current limiter is a device that limits the fault current occurring in the power system, and has a function of limiting the size of the fault current by using a sudden increase in resistance, a characteristic characteristic of a superconducting element (HTSC: High-Temperature superconducting). That is, the superconducting fault current limiter can supply the power supplied from the power supply source to the system without loss and limit the fault current that occurs in an accident.

초전도 고장전류 제한기에 사용되는 초전도 소자는 전류나 온도에 따라 상태를 전이하는 특성을 가지며, 이러한 소자 특성을 이용하여 과전류를 제한할 수 있다. 즉, 초전도 소자는 임계치 이상의 전류나 온도가 가해지면 상전도 상태로 전이되고, 이에 따라 높은 저항을 발생하여 과전류를 제한한다. 이후, 초전도 소자는 냉각되면, 다시 초전도 상태로 복귀한다.A superconducting element used in a superconducting fault current limiter has a property of transitioning states depending on current or temperature, and overcurrent can be limited by using these element characteristics. That is, the superconducting element transitions to a normal conduction state when a current or temperature exceeding a threshold value is applied, thereby generating a high resistance to limit the overcurrent. Then, when the superconducting element is cooled, it returns to the superconducting state again.

일반적으로, 초전도 고장전류 제한기는 철심(Iron core)에 1차 및 2차 권선되고, 2차 권선에 초전도 소자가 연결되어 구성된다. 이와 같이 두 권선의 자기결합을 이용한 초전도 고장전류 제한기는, 고장 시에 전력 부담을 병렬 또는 직렬 연결된 두 권선과 초전도 소자로 분산함으로써, 초전도 소자의 개수를 줄일 수 있으면서도 퀀치(Quench) 현상을 유도할 수 있는 특징이 있다. 또한, 이러한 초전도 고장전류 제한기는, 권선의 권선비를 조절하여 임피던스의 크기를 조절함으로써, 전류제한 크기를 효과적으로 조절할 수 있는 특징이 있다.In general, the superconducting fault current limiter is configured by having primary and secondary windings on an iron core, and a superconducting element connected to the secondary winding. As such, the superconducting fault current limiter using the magnetic coupling of the two windings distributes the power burden to two windings connected in parallel or series and the superconducting element in the event of a failure, thereby reducing the number of superconducting elements and inducing a quench phenomenon. There are features that can be In addition, the superconducting fault current limiter has a feature that can effectively control the current limit size by adjusting the size of the impedance by adjusting the turns ratio of the windings.

그러나, 초전도 고장전류 제한기는 1차 및 2차 권선의 결선 구조, 권선과 초전도 소자의 결선 구조 등에 따라 초전도 소자의 부담 가중 문제, 고장전류의 제한효과의 저하 문제 등이 나타날 수 있다.However, in the superconducting fault current limiter, depending on the wiring structure of the primary and secondary windings, the wiring structure of the winding and the superconducting device, etc., the problem of weighting the burden of the superconducting device, the problem of lowering the effect of limiting the fault current, etc. may appear.

대한민국공개특허공보 제10-2011-0002749호(2011.01.10)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2011-0002749 (2011.01.10)

본 발명은 직류 시스템에서 보다 신속하게 고장전류를 제한하며, 고장 제거 후에 보다 신속하게 초전도 상태로 복귀하게 할 수 있는 2차 권선측 비절연을 갖는 자속결합형 초전도 고장전류 제한기를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a magnetic flux-coupled superconducting fault current limiter having non-insulation on the secondary winding side, which limits the fault current more quickly in a DC system and can return to the superconducting state more quickly after the fault is removed.

본 발명의 일 측면에 따르면, 직류 시스템에서 고장전류를 제한하는 2차 권선측 비절연을 갖는 자속결합형 초전도 고장전류 제한기가 개시된다.According to one aspect of the present invention, a magnetic flux-coupled superconducting fault current limiter having non-insulation on the secondary winding side for limiting fault current in a DC system is disclosed.

본 발명의 실시예에 따른 2차 권선측 비절연을 갖는 자속결합형 초전도 고장전류 제한기는, 대향하는 1차 권선부 및 2차 권선부가 형성되는 철심(Iron core), 상기 1차 권선부에 결선되는 1차 권선, 상기 2차 권선부에 결선되는 2차 권선 및 3차 권선, 상기 3차 권선에 연결되는 제1 초전도 소자 및 상기 2차 권선에 연결되는 제2 초전도 소자를 포함하되, 상기 2차 권선과 상기 3차 권선은 직렬로 연결되고, 상기 직렬로 연결된 2차 권선 및 3차 권선은, 상기 1차 권선과 병렬로 연결된다.The magnetic flux-coupled superconducting fault current limiter having non-insulation on the secondary winding side according to an embodiment of the present invention includes an iron core having opposite primary winding parts and secondary winding parts formed thereon, and connected to the primary winding part. a primary winding, a secondary winding and a tertiary winding connected to the secondary winding, a first superconducting element connected to the tertiary winding, and a second superconducting element connected to the secondary winding, wherein the 2 The secondary winding and the tertiary winding are connected in series, and the secondary winding and the tertiary winding connected in series are connected in parallel with the primary winding.

상기 철심은 사각형의 중공이 형성된 사각통 형태를 가지며, 상기 사각형의 대향하는 변에 상응하는 부분에 상기 1차 권선부 및 상기 2차 권선부가 형성된다.The iron core has a quadrangular cylinder shape with a rectangular hollow, and the primary winding part and the secondary winding part are formed in portions corresponding to opposite sides of the quadrangle.

상기 3차 권선에 흐르는 제1 전류의 크기가 상기 제1 초전도 소자의 임계치를 초과함에 따라 상기 제1 초전도 소자에 발생하는 제1 저항에 의하여 제1 전압이 발생하여, 고장전류가 제한된다.As the magnitude of the first current flowing through the tertiary winding exceeds the threshold of the first superconducting element, a first voltage is generated by the first resistance generated in the first superconducting element, thereby limiting the fault current.

상기 2차 권선에 흐르는 제2 전류의 크기가 상기 제2 초전도 소자의 임계치를 초과함에 따라 상기 제2 초전도 소자에 발생하는 제2 저항에 의하여 제2 전압이 발생하여, 고장전류가 제한된다.As the magnitude of the second current flowing through the secondary winding exceeds the threshold of the second superconducting element, a second voltage is generated by the second resistance generated in the second superconducting element, thereby limiting the fault current.

상기 제1 초전도 소자가 상기 제2 초전도 소자보다 낮은 임계치를 가지도록 설정된다.The first superconducting element is set to have a lower threshold than the second superconducting element.

상기 1차 권선부는 절연형이고, 상기 2차 권선부는 비절연형이다.The primary winding part is of an insulated type, and the secondary winding part is of a non-insulating type.

본 발명의 실시예에 따른 2차 권선측 비절연을 갖는 자속결합형 초전도 고장전류 제한기는, 직류 시스템에서 보다 신속하게 고장전류를 제한하며, 고장 제거 후에 보다 신속하게 초전도 상태로 복귀하게 할 수 있다.The magnetic flux-coupled superconducting fault current limiter with non-insulation on the secondary winding side according to the embodiment of the present invention limits the fault current more quickly in a DC system, and can return to the superconducting state more quickly after the fault is removed. .

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 2차 권선측 비절연을 갖는 자속결합형 초전도 고장전류 제한기가 적용된 직류 시스템을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 2차 권선측 비절연을 갖는 자속결합형 초전도 고장전류 제한기의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 2차 권선측 비절연을 갖는 자속결합형 초전도 고장전류 제한기의 동작에 따른 전압 및 전류의 변화를 나타낸 도면.1 is a diagram schematically illustrating a DC system to which a magnetic flux-coupled superconducting fault current limiter having non-insulation on the secondary winding side according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a diagram schematically illustrating the configuration of a magnetic flux-coupled superconducting fault current limiter having non-insulation on the secondary winding side according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are views showing changes in voltage and current according to the operation of the magnetic flux-coupled superconducting fault current limiter having non-insulation on the secondary winding side according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.As used herein, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "consisting of" or "comprising" should not be construed as necessarily including all of the various components or various steps described in the specification, some of which components or some steps are It should be construed that it may not include, or may further include additional components or steps. In addition, terms such as "...unit" and "module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software. .

이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상술하겠다. Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 2차 권선측 비절연을 갖는 자속결합형 초전도 고장전류 제한기가 적용된 직류 시스템을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a DC system to which a magnetic flux-coupled superconducting fault current limiter having non-insulation on the secondary winding side according to an embodiment of the present invention is applied.

도 1을 참조하면, 직류 시스템은, 교류전원소스(Es)로부터 공급되는 교류전원이 정류기(10) 및 캐패시터(capacitor)를 통해 직류전원으로 변환되며, 변환된 직류전원이 부하저항(RLoad)으로 공급되도록 구성될 수 있다.Referring to Figure 1, in the DC system, AC power supplied from an AC power source (E s ) is converted into DC power through a rectifier 10 and a capacitor (capacitor), and the converted DC power is a load resistance (R Load ). ) can be configured to be supplied.

이때, 본 발명의 실시예에 따른 2차 권선측 비절연을 갖는 자속결합형 초전도 고장전류 제한기(100)가 부하저항(RLoad)의 후단에 연결되어, 발생하는 고장전류를 제한할 수 있다.At this time, the magnetic flux-coupled superconducting fault current limiter 100 having non-insulation on the secondary winding side according to the embodiment of the present invention is connected to the rear end of the load resistor (R Load ), thereby limiting the generated fault current. .

즉, 제1 스위치(SW1)가 온(ON)되면 교류전원이 Udc의 전압과 idc의 전류를 가지는 직류전원으로 변환된다. 이어, 제2 스위치(SW2)가 온(ON)되면 부하저항(RLoad)에 부하전류(iLoad)가 흐름으로써, 직류전원이 부하저항(RLoad)으로 인가될 수 있다. 이후, 제3 스위치(SW3)가 온(ON)되는 경우, 고장저항(RFire)에 고장전류(iFire)가 흐른다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 2차 권선측 비절연을 갖는 자속결합형 초전도 고장전류 제한기(100)가 동작하여, 발생한 고장전류(iFire)를 제한한다. 여기서, 초전도 고장전류 제한기(100)의 전류 제한 동작은 제3 스위치(SW3)가 오프(OFF)될 때까지 수행될 수 있다.That is, when the first switch SW 1 is turned on, the AC power is converted into a DC power having a voltage of U dc and a current of i dc . Then, when the second switch SW 2 is turned on, the load current i Load flows in the load resistor R Load , so that DC power may be applied to the load resistor R Load . Thereafter, when the third switch SW 3 is turned on, a fault current i Fire flows in the fault resistor R Fire . Accordingly, the magnetic flux-coupled superconducting fault current limiter 100 having non-insulation on the secondary winding side according to the embodiment of the present invention operates to limit the generated fault current i Fire . Here, the current limiting operation of the superconducting fault current limiter 100 may be performed until the third switch SW 3 is turned OFF.

예를 들어, 고장저항(RFire)은 부하저항(RLoad)에 비하여 상대적으로 매우 작은 저항값을 가질 수 있으며, 이에 따라 부하저항(RLoad)에 비하여 상대적으로 매우 큰 고장전류(iFire)가 고장저항(RFire)에 발생할 수 있다.For example, the fault resistance (R Fire ) may have a relatively very small resistance value compared to the load resistance (R Load ), and accordingly, a fault current (i Fire ) that is relatively large compared to the load resistance (R Load ). may occur in the fault resistance (R Fire ).

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 2차 권선측 비절연을 갖는 자속결합형 초전도 고장전류 제한기의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이다.2 is a diagram schematically illustrating the configuration of a magnetic flux-coupled superconducting fault current limiter having non-insulation on the secondary winding side according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 2차 권선측 비절연을 갖는 자속결합형 초전도 고장전류 제한기(100)는, 철심(Iron core)(110), 1차 권선(N1), 2차 권선(N2), 3차 권선(N3), 제1 초전도 소자(120) 및 제2 초전도 소자(130)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2 , the magnetic flux-coupled superconducting fault current limiter 100 having non-insulation on the secondary winding side according to an embodiment of the present invention includes an iron core 110 , a primary winding N 1 ). , the secondary winding (N 2 ), the tertiary winding (N 3 ), the first superconducting element 120 and the second superconducting element 130 may be included.

철심(110)은 사각형의 중공이 형성된 사각통 형태를 가지며, 사각형의 대향하는 변에 상응하는 부분에, 1차 권선(N1), 2차 권선(N2) 및 3차 권선(N3)이 결선되는 1차 권선부(111) 및 2차 권선부(112)가 형성된다.The iron core 110 has a rectangular tube shape with a rectangular hollow, and in portions corresponding to opposite sides of the square, the primary winding (N 1 ), the secondary winding (N 2 ) and the tertiary winding (N 3 ) The primary winding unit 111 and the secondary winding unit 112 to be connected are formed.

즉, 1차 권선부(111) 및 2차 권선부(112)는 철심(110)에서 대향하도록 형성될 수 있다.That is, the primary winding unit 111 and the secondary winding unit 112 may be formed to face each other in the iron core 110 .

이때, 1차 권선부(111)에는 1차 권선(N1)이 결선되고, 2차 권선부(112)에는 2차 권선(N2) 및 3차 권선(N3)이 결선된다.At this time, the primary winding (N 1 ) is connected to the primary winding unit 111 , and the secondary winding (N 2 ) and the tertiary winding (N 3 ) are connected to the secondary winding unit 112 .

여기서, 2차 권선(N2) 및 3차 권선(N3)은 도 2에 도시된 바와 같이, 서로 직렬로 연결되고, 1차 권선(N1)과는 병렬로 연결된다.Here, the secondary winding (N 2 ) and the tertiary winding (N 3 ) are connected in series with each other, as shown in FIG. 2 , and connected in parallel with the primary winding (N 1 ).

그리고, 3차 권선(N3) 및 2차 권선(N2)에는 각각 제1 초전도 소자(120) 및 제2 초전도 소자(130)가 연결된다.And, the first superconducting element 120 and the second superconducting element 130 are respectively connected to the tertiary winding (N 3 ) and the secondary winding (N 2 ).

즉, 1차 권선(N1)의 일측과 2차 권선(N2)의 일측이 연결되고, 2차 권선(N2)의 타측과 3차 권선(N3)의 일측이 연결되고, 2차 권선(N2)의 타측 및 3차 권선(N3)의 타측은 1차 권선(N1)의 타측과 연결된다. 이때, 3차 권선(N3)의 타측과 1차 권선(N1)의 타측 사이에는 제1 초전도 소자(120)가 연결되고, 2차 권선(N2)의 타측과 1차 권선(N1)의 타측 사이에는 제2 초전도 소자(130)가 연결된다.That is, one side of the primary winding (N 1 ) and one side of the secondary winding (N 2 ) are connected, the other side of the secondary winding (N 2 ) and one side of the tertiary winding (N 3 ) are connected, and the secondary The other side of the winding (N 2 ) and the other side of the tertiary winding (N 3 ) is connected to the other side of the primary winding (N 1 ). At this time, the first superconducting element 120 is connected between the other side of the tertiary winding (N 3 ) and the other side of the primary winding (N 1 ), and the other side of the secondary winding (N 2 ) and the primary winding (N 1 ) ), the second superconducting element 130 is connected between the other side.

예를 들어, 2차 권선(N2) 및 3차 권선(N3)은 일체로 형성될 수 있다. 즉, 하나의 권선이 철심(110)의 2차 권선부(112)에 결선된 후, 결선된 권선의 미리 설정된 지점에 제2 초전도 소자(130)를 전선으로 연결하여 2차 권선(N2)과 3차 권선(N3)으로 구분될 수 있다.For example, the secondary winding (N 2 ) and the tertiary winding (N 3 ) may be integrally formed. That is, after one winding is connected to the secondary winding unit 112 of the iron core 110 , the second superconducting element 130 is connected with an electric wire to a preset point of the connected winding, and the secondary winding (N 2 ) And it can be divided into a tertiary winding (N 3 ).

본 발명의 실시예에 따른 2차 권선측 비절연을 갖는 자속결합형 초전도 고장전류 제한기(100)는, 1차 권선측이 절연형 권선이고, 2차 권선측이 비절연형 권선이다. 즉, 1차 권선부(111)는 절연형이고, 2차 권선부(112)는 비절연형이다.In the magnetic flux-coupled superconducting fault current limiter 100 having non-insulation on the secondary winding side according to the embodiment of the present invention, the primary winding side is an insulated winding, and the secondary winding is a non-insulated winding. That is, the primary winding unit 111 is an insulating type, and the secondary winding unit 112 is a non-insulating type.

제1 초전도 소자(120) 및 제2 초전도 소자(130)는 고장전류를 제한하는 기능을 수행하며, 이 기능을 수행하기 위하여, 제한하고자 하는 전류 크기에 대응하는 임계치를 갖는다.The first superconducting element 120 and the second superconducting element 130 perform a function of limiting the fault current, and in order to perform this function, have a threshold value corresponding to the amount of current to be limited.

즉, 고장전류를 제한하는데 있어서, 제1 초전도 소자(120)의 임계치와 제2 초전도 소자(130)의 임계치가 서로 다르게 설정될 수 있다.That is, in limiting the fault current, the threshold value of the first superconducting element 120 and the threshold value of the second superconducting element 130 may be set differently.

예를 들어, 제1 초전도 소자(120)가 제2 초전도 소자(130)보다 낮은 임계치를 가지도록 설정될 수 있다. 제1 초전도 소자(120)가 제2 초전도 소자(130)보다 낮은 임계치를 갖는 경우, 고장전류가 발생 시 제1 초전도 소자(120)가 제2 초전도 소자(130)보다 먼저 반응하여 저항을 발생시켜 고장전류를 제한한다. 이후, 고장전류의 크기가 증가하여 제2 초전도 소자(130)의 임계치를 초과하면 제2 초전도 소자(130)도 저항을 발생시켜 고장전류를 제한한다. 다만, 고장전류의 크기가 제2 초전도 소자(130)의 임계치를 초과하지 않는 경우, 제2 초전도 소자(130)에는 저항이 발생되지 않으며, 제1 초전도 소자(120)가 발생시킨 저항만으로, 고장전류가 제한될 수 있다.For example, the first superconducting element 120 may be set to have a lower threshold than the second superconducting element 130 . When the first superconducting element 120 has a lower threshold than the second superconducting element 130 , when a fault current occurs, the first superconducting element 120 reacts before the second superconducting element 130 to generate resistance Limit the fault current. Thereafter, when the magnitude of the fault current increases and exceeds the threshold of the second superconducting device 130 , the second superconducting device 130 also generates resistance to limit the fault current. However, when the magnitude of the fault current does not exceed the threshold of the second superconducting element 130 , no resistance is generated in the second superconducting element 130 , and only the resistance generated by the first superconducting element 120 causes a failure. Current may be limited.

한편, 제1 초전도 소자(120)는 3차 권선(N3)과 직렬 연결되고, 제2 초전도 소자(130)는 2차 권선(N2)과 직렬 연결된다. 여기서, 2차 권선(N2) 및 3차 권선(N3)에는 각각 도 2에 도시된 바와 같이, 1차 권선(N1)에 흐르는 전류(i1)에 의하여 isc2 및 isc1의 전류가 흐른다.Meanwhile, the first superconducting element 120 is connected in series with the tertiary winding N 3 , and the second superconducting element 130 is connected in series with the secondary winding N 2 . Here, the secondary winding (N 2 ) and the tertiary winding (N 3 ) have currents of i sc2 and i sc1 by the current (i 1 ) flowing in the primary winding (N 1 ), respectively, as shown in FIG. 2 , respectively. flows

예를 들어, 제1 초전도 소자(120)가 제2 초전도 소자(130)보다 낮은 임계치를 갖는 경우, 3차 권선(N3)에 흐르는 전류(isc1)의 크기가 제1 초전도 소자(120)의 임계치를 초과함에 따라 제1 초전도 소자(120)에 저항(Rsc1)이 발생하여 이에 따른 전압(Vsc1)이 발생한다. 다음으로, 2차 권선(N2)에 흐르는 전류(isc2)의 크기가 제2 초전도 소자(130)의 임계치를 초과함에 따라 제2 초전도 소자(130)에 저항(Rsc2)이 발생하여 이에 따른 전압(Vsc2)이 발생한다. 이에 따라 고장전류가 제한된다.For example, when the first superconducting element 120 has a lower threshold than the second superconducting element 130 , the magnitude of the current i sc1 flowing in the tertiary winding N 3 is the first superconducting element 120 . As the threshold value of is exceeded, a resistance R sc1 is generated in the first superconducting element 120 , and thus a voltage V sc1 is generated. Next, as the magnitude of the current (is sc2 ) flowing in the secondary winding (N 2 ) exceeds the threshold of the second superconducting element 130 , a resistance (R sc2 ) is generated in the second superconducting element 130 , thereby A voltage V sc2 is generated. Accordingly, the fault current is limited.

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 2차 권선측 비절연을 갖는 자속결합형 초전도 고장전류 제한기의 동작에 따른 전압 및 전류의 변화를 나타낸 도면이다. 보다 상세하게, 도 3은 가극 결선의 경우에 고장전류가 발생했을 때의 전압 및 전류의 변화를 나타낸 그래프이고, 도 4는 감극 결선의 경우에 고장전류가 발생했을 때의 전압 및 전류의 변화를 나타낸 그래프이다.3 and 4 are diagrams showing changes in voltage and current according to the operation of the magnetic flux-coupled superconducting fault current limiter having non-insulation on the secondary winding side according to an embodiment of the present invention. In more detail, FIG. 3 is a graph showing changes in voltage and current when a fault current occurs in the case of a negative connection, and FIG. 4 is a graph showing the change in voltage and current when a fault current occurs in the case of a negative connection This is the graph shown.

도 3 및 도 4를 참조하면, 3차 권선(N3)에 흐르는 전류(isc1)의 크기가 제1 초전도 소자(120)의 임계치를 초과함에 따라 제1 초전도 소자(120)에 저항(Rsc1)이 발생하여 이에 따른 전압(Vsc1)이 발생하고, 2차 권선(N2)에 흐르는 전류(isc2)의 크기가 제2 초전도 소자(130)의 임계치를 초과함에 따라 제2 초전도 소자(130)에 저항(Rsc2)이 발생하여 이에 따른 전압(Vsc2)이 발생함을 확인할 수 있다. 그 결과, 고장전류가 제한될 수 있다.3 and 4 , as the magnitude of the current i sc1 flowing in the tertiary winding N 3 exceeds the threshold of the first superconducting element 120, the resistance R in the first superconducting element 120 sc1 ) is generated, resulting in a voltage (V sc1 ), and as the magnitude of the current (is sc2 ) flowing in the secondary winding (N 2 ) exceeds the threshold of the second superconducting element 130 , the second superconducting element It can be seen that the resistance R sc2 is generated in 130 , and thus the voltage V sc2 is generated. As a result, the fault current can be limited.

상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The above-described embodiments of the present invention have been disclosed for purposes of illustration, and various modifications, changes, and additions will be possible within the spirit and scope of the present invention by those skilled in the art having ordinary knowledge of the present invention, and such modifications, changes and additions should be considered as belonging to the following claims.

100: 초전도 고장전류 제한기
110: 철심(Iron core)
111: 1차 권선부
112: 2차 권선부
120: 제1 초전도 소자
130: 제2 초전도 소자100: superconducting fault current limiter
110: iron core (Iron core)
111: primary winding
112: secondary winding
120: first superconducting element
130: second superconducting element

Claims (6)

대향하는 1차 권선부 및 2차 권선부가 형성되는 철심(Iron core);
상기 1차 권선부에 절연형으로 결선되는 1차 권선(N1);
상기 2차 권선부에 비절연형으로 결선되는 2차 권선(N2) 및 3차 권선(N3);
상기 3차 권선(N3)에 연결되는 제1 초전도 소자; 및
상기 2차 권선(N2)에 연결되는 제2 초전도 소자를 포함하되,
상기 1차 권선(N1)의 일측과 상기 2차 권선(N2)의 일측이 연결되고,
상기 2차 권선(N2)의 타측과 상기 3차 권선(N3)의 일측이 연결되고,
상기 2차 권선(N2)의 타측 및 상기 3차 권선(N3)의 타측은 각각 상기 제2 초전도 소자 및 상기 제1 초전도 소자를 통해 상기 1차 권선(N1)의 타측과 연결되고,
상기 3차 권선(N3)의 타측과 상기 1차 권선(N1)의 타측 사이에는 상기 제1 초전도 소자가 연결되고,
상기 2차 권선(N2)의 타측과 상기 1차 권선(N1)의 타측 사이에는 상기 제2 초전도 소자가 연결되는 것을 특징으로 하는 2차 권선측 비절연을 갖는 자속결합형 초전도 고장전류 제한기.
an iron core having opposite primary winding portions and secondary winding portions formed thereon;
a primary winding (N1) connected to the primary winding in an insulating type;
a secondary winding (N2) and a tertiary winding (N3) connected to the secondary winding part in a non-insulated type;
a first superconducting element connected to the tertiary winding (N3); and
Including a second superconducting element connected to the secondary winding (N2),
One side of the primary winding (N1) and one side of the secondary winding (N2) are connected,
The other side of the secondary winding (N2) and one side of the tertiary winding (N3) are connected,
The other side of the secondary winding N2 and the other side of the tertiary winding N3 are respectively connected to the other side of the primary winding N1 through the second superconducting element and the first superconducting element,
The first superconducting element is connected between the other side of the tertiary winding (N3) and the other side of the primary winding (N1),
The second superconducting element is connected between the other side of the secondary winding (N2) and the other side of the primary winding (N1).
 제1항에 있어서,
상기 철심은 사각형의 중공이 형성된 사각통 형태를 가지며, 상기 사각형의 대향하는 변에 상응하는 부분에 상기 1차 권선부 및 상기 2차 권선부가 형성되는 것을 특징으로 하는 2차 권선측 비절연을 갖는 자속결합형 초전도 고장전류 제한기.
According to claim 1,
The iron core has a rectangular cylinder shape with a rectangular hollow, and the secondary winding side non-insulation, characterized in that the primary winding part and the secondary winding part are formed in portions corresponding to opposite sides of the square Flux-coupled superconducting fault current limiter.
 제1항에 있어서,
상기 3차 권선에 흐르는 제1 전류의 크기가 상기 제1 초전도 소자의 임계치를 초과함에 따라 상기 제1 초전도 소자에 발생하는 제1 저항에 의하여 제1 전압이 발생하여, 고장전류가 제한되는 것을 특징으로 하는 2차 권선측 비절연을 갖는 자속결합형 초전도 고장전류 제한기.
According to claim 1,
When the magnitude of the first current flowing in the tertiary winding exceeds a threshold value of the first superconducting element, a first voltage is generated by the first resistance generated in the first superconducting element, whereby the fault current is limited A magnetic flux-coupled superconducting fault current limiter with non-insulation on the secondary winding side of
 제1항에 있어서,
상기 2차 권선에 흐르는 제2 전류의 크기가 상기 제2 초전도 소자의 임계치를 초과함에 따라 상기 제2 초전도 소자에 발생하는 제2 저항에 의하여 제2 전압이 발생하여, 고장전류가 제한되는 것을 특징으로 하는 2차 권선측 비절연을 갖는 자속결합형 초전도 고장전류 제한기.
According to claim 1,
When the magnitude of the second current flowing through the secondary winding exceeds a threshold value of the second superconducting element, a second voltage is generated by a second resistance generated in the second superconducting element, thereby limiting the fault current. A magnetic flux-coupled superconducting fault current limiter with non-insulation on the secondary winding side of
 제1항에 있어서,
상기 제1 초전도 소자가 상기 제2 초전도 소자보다 낮은 임계치를 가지도록 설정되는 것을 특징으로 하는 2차 권선측 비절연을 갖는 자속결합형 초전도 고장전류 제한기.
According to claim 1,
The magnetic flux-coupled superconducting fault current limiter with secondary winding-side non-insulation, characterized in that the first superconducting element is set to have a lower threshold than the second superconducting element.
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