KR20070083976A - 오류의 경우에서 전류를 제한하기 위한 전류 제한기에서의추가적인 장치 - Google Patents

오류의 경우에서 전류를 제한하기 위한 전류 제한기에서의추가적인 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20070083976A
KR20070083976A KR1020077010180A KR20077010180A KR20070083976A KR 20070083976 A KR20070083976 A KR 20070083976A KR 1020077010180 A KR1020077010180 A KR 1020077010180A KR 20077010180 A KR20077010180 A KR 20077010180A KR 20070083976 A KR20070083976 A KR 20070083976A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current
valves
valve
additional
current limiter
Prior art date
Application number
KR1020077010180A
Other languages
English (en)
Inventor
클라우스-피터 유엥스트
마티아스 노에
그리고리 쿠페르만
Original Assignee
포르슝스첸트룸 칼스루에 게엠베하
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 포르슝스첸트룸 칼스루에 게엠베하 filed Critical 포르슝스첸트룸 칼스루에 게엠베하
Publication of KR20070083976A publication Critical patent/KR20070083976A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02—Details
    • H02H3/05—Details with means for increasing reliability, e.g. redundancy arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

오류의 경우에 전류를 제한하기 위한 전류 제한기에서 추가적인 장치는 직렬로 연결되어 있으며 연계된 메인 밸브와 같은 전도 방향을 갖는 추가적인 전기 밸브를 포함한다. 반대의 전도성 방향을 갖는 이러한 종류의 두 개의 직렬 연결된 밸브 브랜치는 두 개의 직렬 연결된 전류 제한기 인덕터를 포함한다. 오류의 경우에서 전류를 제한하기 위한 동일한 피동 복합 연결에 추가적인 밸브가 포함된다. 보통의 동작에서, 전류 제한기 장치는 두드러지지 않으나, 메인 밸브가 역항복되는 오류의 경우, 지정 영역으로까지 단락 전류를 효과적으로 제한한다.

Description

오류의 경우에서 전류를 제한하기 위한 전류 제한기에서의 추가적인 장치{ADDITIONAL DEVICE IN A CURRENT LIMITER FOR LIMITING CURRENT IN THE EVENT OF A FAULT}
본 발명은 2005년 10월 8일에 출원된 국제 특허 출원 PCT/EP2005/010850과 관련이 있으며, 2004년 12월 04일자 독일 출원 10 2004 058 633.0으로부터 우선권을 주장하고 있다.
본 발명은 오류가 있는 경우, 전류를 제한하기 위한 전류 제한기(current limiter)에 관한 것이며, 상기 제한기는 두 개의 동일한 타입의 직렬 배열된 인덕턴스/조절기(throttle)와, 상기 두 개의 인덕턴스에 병렬로, 서로에 대하여 반대 방향으로 배열되는 2개의 동일한 타입의 제어되는 전기 밸브를 포함한다.
제어되는 밸브를 포함하는 전류 제한기가 DE 100 03 556에서 알려져 있으며, 이는 두 개의 직렬 배열된 인덕턴스/조절기와, 상기 두 개의 인덕턴스에 병렬로, 서로에 대해 반대 방향으로 배열되는 두 개의 제어된 전기 밸브를 포함한다. 종래의 전류 제한기에서, 상기 두 개의 인덕턴스의 공용 퍼텐셜 포인트는 밸브의 공용 퍼텐셜 포인트와 상호연결되어 있지만 직접 연결되어 있는 것이 필수인 것은 아니다.
전류 제한기는 장치의 파워 전류 회로에서 설치된다. DE 100 03 556에서 상세하게 설명된 바와 같이, 표준 동작 동안 무시할 수 있는 옴 저항이 생성된다. 동작될 장치에서 단락(short circuit)이 발생하는 경우에만, 즉, 전류 임계치를 초과할 때, 두 개의 밸브 중 제 1 밸브는 유지되고, 제 2 밸브가 전도성 상태에서 차단 상태로 스위칭되며, 이에 따라서 장치의 공급 회로에 전류를 제한하기 위한 추가적인 저항이 제공된다.
전류 제한기는 다음과 같이 동작한다: 전류 회로가 스위치-온(switch-on)될 때, 이러한 정지 상태에 도달한 후, 유효 성분 매개변수의 결과로서, 회로 DC 전류 I0가 인덕턴스와 브리징된 밸브로 구성된 두 개의 회로에서 각각 흐른다. 정지 표준 동작에서, 어떠한 시간의 변화에 따른 전류도 흐르지 않기 때문에, 두 개의 인덕턴스가 교류로 저항을 제공하지 않는다. 두 개의 밸브는 전력 회로가 스위치-온(switch-on)될 때 각각의 제어 전극을 통해 전도성을 띄는 서로 유사하게 제어되는 밸브이며, 가능한 필수적인 전압 저항을 갖는, 일련의 유사한 밸브들로 구성되어 있다.
옴 저항, 또는 인덕턴스, 또는 이들의 적정 레벨의 조합의 발생에 의한 단락(short circuit)의 경우, 오류 전류 제한기(FCL: Fault Current Limiter)의 활성화가 나타나며, 이에 따라 장치의 전류 회로의 단락 전류가 제한된다. 보통의 동작에서는, 전류 제한기가 두드러지지 않는다.
오류/단락이 발생하면, 지정된 오류 전류 임계치가 초과되고, 각각의 밸브에 서의 통과 방향의 반대 방향으로의 전압이 존재하기 위한, 전기 강도의 복구를 위한 최소 시간주기에 첫 번째로 도달하면, 상기 밸브는 자동으로 비-전도성이 되고 그대로 유지된다. 또한 이는 여전히 전도성인 밸브가 아닌 곳에서도 발생되어, 두 개의 인덕턴스가 결국 직렬 회로에서 배열되며, 전기 회로에서 추가적인 교류 저항기 역할을 하고, 그에 따라 전류, 또는 단락 전류가 한계 내에서 머무른다. 에너지 엔지니어링에서 전류를 제한하기 위해, 가열된 리액터와 초전도성 조절기가 사용된다.
상기 목적을 위해서는 초전도체가 특히 적합하다. 왜냐하면, 초전도체는 표준 동작에서 작은 전압 강하를 가지며, 표준 전도성으로 이동함으로써, 높은 전기 저항을 제거시키고, 자장(magnetic flux)의 통과를 유발시키기 때문이다. 이는 저항성의, 또는 유도성의 전류 제한기 기능을 위해 사용될 수 있다(Dr. Tech. P. Komarek, “High Voltage Application of the Superconductivity”(1995)). 교류 동작 중에, 초전도성 와이어는 손실 없이 존재하지 않으며, 사실상 항상 두 가지의 기본적인 손실 메커니즘이 존재한다, 즉, 기저에서의 와상 전류 손실(eddy current loss)과, 경초전도체에서의 재-자화 손실(re-magnetization loss)(히스테리시스 손실)이 있다. DC 전류 동작을 이용하면, 초전도성 와이어에서의 손실은 실질적으로 0이 된다.
Boenig, H. J.과 D.A. Paice의 (“Fault Current Limiter using a Superconducting Coil”, IEEE, Transactions on Magnetics, Vol.19, No.3, 1051쪽)에서, 정류기에 의해 DC 전류 측을 스위칭-온(switching-on)하는 초전도성 조절 기를 갖는 전류 제한기가 공개된다. 전압 소스가, 조절기와 직렬로 DC 전류 측에서 배열된다. 전압 소스에 의해, 전류 I0가 상기 조절기를 통과하여 흐름이 보장된다. 상당한 전류 I0가 제한기를 통과하여 흐르는 AC 전류의 진폭을 초과한다. 오류가 존재하지 않는 만큼, 단락 전류보다 충분히 더 낮다. 그 후, 브리지(bridge)는 부하 전류가 통과할 것을 허가한다. 이때, 브리지의 두 개의 쇼울더(shoulder)에서, 제한기를 가로지르는 전압 강하가 밸브를 가로지르는 전압 강하와 동일하다.
FR-No. 1 337 971은, 보호 회로(protective circuit)를 통해 전기 에너지 소스로 연결되어 있는 부하를 포함하는 전기 제어 회로를 공개한다. 상기 보호 회로는 부하에서의 갑작스러운 전류 변화를 경감시키기 위해, 전류 변화를 제한한다. 상기 보호 회로는 직렬로 배열되어 있는 두 개의 인덕턴스를 포함하며, 상기 인덕턴스들은 두 개의 제어되지 않는 밸브, 또는 직렬로 배열된 다이오드에 의해 브리징되어 있다. 상기 다이오드는 서로 마주보는 저-저항 방향(low resistance direction)을 갖는다. 다이오드와 인덕턴스의 공통 지점은 직접적으로 상호 연결되어 있다. 제어되지 않는 밸브는, 인덕턴스의 동작 전류에 대응하는 보호 회로의 동작 전류보다 더 큰 전류만 차단하고, 저항값(저-저항 방향에서의 다이오드 저항값)을 거의 갖지 않는 인덕턴스를 통한 높은 전류 성분은 전도한다. 인덕턴스에서 흐르는 전류는, 다이오드에 의해 단락되어 주어진 값에 본질적으로 머뭄으로써, 전류 최대치 이후에 다시 강하하는 공급 전류를 따르지 않을 수 있다.
각각의 다음 반파(half wave)를 고려하는 것은 동작 전류 이하의 전류와 동 작 전류 이상의 전류를 고려하는 것으로 나눠질 수 있다. 더 높은 전류가 인덕턴스를 통해 흐르고 이 길로 흐르는 전류를 이미 증가됨에 따라, 더 작은 전류가 전도성 다이오드를 통해 흐른다. 이러한 처리는 회로의 각각의 유효 부분에 대한 각각의 반파를 이용하여 반복된다. 단락 중에, 배열을 스위치-오프하기위해 요구되는 최소 시간 간격(100-150msec) 동안, 그리고 보호 장치의 선택적 동작을 보호하기 위해 요구되는 시간 간격(1-2sec) 동안, 인덕턴스에서의 전류의 증가와 외부 전류 회로에서의 전류의 증가가 초래된다.
활성적인 반-제어되는 밸브(semi-controlled valve), 가령 브리지 회로에서의 사이리스터(thyristor)를 이용함으로써, 단락 전류의 더욱 효과적인 제한이 이뤄진다. 그 결과로서, 오류가 있는 동안, 코일을 통해 흐르는 전류를 0까지로 제어하는 파워 출력 제어가 획득된다(Boenig, H.J.와 D.A. Paice, 1983, "Fault Current Circuit Limiter using a superconducting Coil", IEEE Transactions on Magnetics, Vol.19, no.3, 1051쪽, 5월호; FR-Nr. 1 337 971 참고). 그러나 이러한 경우, 단락을 식별하고, 브리지에서의 사이리스터에 대한 알고리즘을 제어하는 특수 장치, 즉 이 경우에서는 피동 트리거링(passive triggering)을 이용하여 안전하게 동작되는 전류 제한기가 필요하다. 따라서 이 경우에서, 전류 제한기는 피동적으로 트리거링될 수 있는 요소가 아니다. 이 경우 사이리스터를 위한 특수 제어 유닛이 필요하다. 이것은 전류 제한기의 신뢰성을 매우 떨어트린다.
오류가 있는 경우, 교류의 진폭이 조절기에서 값 I0를 초과할 때, 단락 전류 가 조절기의 인덕턴스에 의해 제한된다. 단락 전류에 대한 제한은 임시 프로세스 동안 조절기에 저장되는 최대 에너지에 의해 결정된다.
Wmax = L·Imax 2/2
전류 제한기의 최적화는 조절기에 저장된 에너지(Wmax)의 최소화를 의미한다.
DE 100 03 556에서 기술된 바 있는 전류 제한기에서, 지정된 고-전류가 표준 전류를 초과할 때, 전류 제한기의 밸브는 스스로 트리거링된다, 즉 피동적으로(passively) 동작한다. 전류 제한기는 전도성 상태에서 차단 상태로 스위칭되어 차단 상태로 유지된다. 오류 발생 동안, 전류 회로에서 두 개의 인덕턴스 L은 추가적인 교류 저항기 2ωL로서 동작하고, 이에 따라서 대응하는 크기를 이용하여, 장치와의 호환성, 그리고 보호를 위해, 단락 전류가 제한된다.
DE 100 03 556에서 기술된 전류 제한기는, 장치에서의 단락에 대해 빈도가 낮은 오류 발생에 대하여 제공된다. 두 개의 밸브가 동작함에 따라 오류가 제어된다. 각각의 장치에 있어서 두 개의 밸브의 보호 기능(protective function)은 매우 중요하다. 하나 이상의 밸브에서 발생하는 매우 빈도가 낮은 오류, 또는 역항복(breakdown)은 매우 바람직하지 않다. 왜냐하면 단락 동안 유효 전류 제한이 더 이상 존재하지 않기 때문이다. 전기 회로에 존재하는 전기 에너지의 감소에 의해, 어떠한 저항도 찾을 수 없을 것이며, 최종 감독 보호 시스템이 활성화되고 안정화될 때까지의 매우 짧은 시간 동안의 급격한 에너지 변화를 초래할 것이다.
따라서 본 발명의 목적은, 오류 발생 동안 장치 전류를 제한하기 위한, 피동 적으로 효과적인, 자발적으로 반응하는 보호 배열을 갖는 전류 제한기를 제공하는 것이며, 상기 배열은 어떠한 추가적인 손상이 발생하지 않도록 사용가능한 보호기기를 이용하여 하나 이상의 밸브의 오류, 또는 역항복 동안의 단락 전류를 오류가 시작되자마자, 장치, 또는 네트워크가 완전히 종료될 수 있을 때까지 제한한다.
오류가 발생하는 경우에 전류를 제한하기 위한, 추가적인 장치를 포함하는 전류 제한기(current limiter)에 있어서, 상기 제한기는 직렬로 연결되어 있고, 연계된 메인 밸브와 동일한 방향으로 전도력이 있는 추가적인 전기 밸브와, 반대 방향 경로로 배열되어 있는 두 개의 직렬 연결된 밸브 브랜치(valve branch)와, 두 개의 직렬 연결된 전류를 제한하는 인덕터(inductor)를 포함하며, 오류의 경우에 전류를 제한하기 위한 동일한 타입의 피동 복합 연결에 의해 추가적인 밸브 모두에서 전달이 이뤄지며, 이때, 표준 동작 중에는 전류 제한기가 두드러진 활동을 하지 않으나, 오류의 경우에는 지정된 범위까지로 단락을 효과적으로 제한한다.
추가적인 보호 기기는 다음의 구성요소를 포함한다:
반-제어되는 두 개의 메인 밸브(3, 4), 가령 사이리스터에 추가로, 추가적인 하나 이상의 전기 밸브(7, 8)가, 낮은 저항을 갖고 보조 밸브의 형태로 상기 반-제어되는 밸브와 직렬로 배열된다. 하나는 메인 밸브(3)와 추가적인 밸브(7)와 직렬 연결되어 있고, 나머지 하나는 메인 밸브(4)와 추가적인 밸브(8)와 직렬 연결되어 있는 이러한 두 개의 밸브 브랜치가, 두 개의 인덕턴스의 공용 퍼텐셜 포인트에서 직접적으로, 또는 간접적으로 전기 연결된다(DE 100 03 556 참조). 상기 두 개의 밸브 브랜치의 공용 퍼텐셜 포인트로부터 나타나는 바와 같이, 추가적인 밸브(7, 8)가 메인 밸브(3, 4)를 따를 수 있으며, 그 반대의 경우도 가능하다.
상기 두 개의 추가적인 밸브(7, 8)는 동일한 피동 복합 회로 구조물(5, 6)에 의해 각각 브릿지되며, 상기 회로 구조물은 오류 상태, 가령 회로에 연결되어 있는 각각의 장치에서의 단락을 제외한 보통 동작 동안에는 아무런 기능을 하지 않는다. 매우 드믄 오류 발생, 가령 장치에서의 단락, 또는 메인 밸브의 오류, 또는 역항복의 경우, 각각의 추가적인 밸브의 피동의 복합 회로는, 하나 이상의 추가적인 밸브가 오류 전류 임계치를 초과한 후, 통과량 0(zero passage)을 갖는 차단 상태로 들어가는 동안 단락을 제한하기 위해 활성화된다. 이는 자동으로, 즉, 자체적으로, 그리고 피동적으로 발생한다. 통과량 0 동안, 그 밖의 다른 밸브 브랜치에서 완전한 차단이 발생된다.
일반적으로, 피동 복합 회로(5, 6)를 이용하여, 추가적인 밸브(7, 8)에서 각각 전압(U7, U8)이 측정될 수 있다. 피동 복합 회로에서, 오류가 발생하는 동안, 전압 U7max가 각각의 추가적인 밸브(7, 8)에서 발생한다. 이러한 각각의 경우, 피동 복합 회로(5, 8)는, 전류 제한기의 오류가 없는 동작 동안 추가적인 밸브(7, 8)를 가로지르는 최대 전압 U7max와 U8max은 메인 밸브(3, 4)를 가로지르는 U3max, 또는 U4max 이하이거나, 선택 가능한 전압 Uv이며, 메인 밸브(3, 4) 중 하나 이상에서의 단락 오류 동안, 전압(U7max, U8max) 중 하나 이상은 메인 밸브(3, 4)에서의 각각의 전압 0.5U3max, 또는 0.5U4max 이상이거나, 선택 가능한 전압 Uv2 이상이며, 이들은 비교측정될 것이다. 이러한 추가적인 기기의 보호 기능이 명백해지며, 이에 따라서 메인 밸브의 갑작스러운 강하에 따른 매우 드문 오류 발생의 효과가 발생 시점으로부터 제한된다. 독립성을 이유로, 적응된 전압 kU7, 또는 kU8 (k는 1 미만의 계수)이 추가적인 밸브(7, 8)를 통해, 바람직하게는 기준 전압 Uref를 이용하여 비교되어, 전류 제한기에서의 오류 인식을 위한 신호를 형성하기 위해 조정가능한 형태 관계를 가질 수 있다. 그러나 공급되는 전압에 의한 밸브(7, 8) 손상이 방지될 것이다. 예를 들어 보통의 동작에서, 복합 네트워크의 설정, 배열/크기 결정은 다음과 같이 이뤄진다:
어떠한 오류도 없는 경우
kU7max < k0.5 U3max(k Uv1) = Uref, 그리고
kU8max < k0.5 U8max(k Uv1) = Uref
전류 제한기에서 오류 인식이 있는 경우
k U7max, k U8max > k Uv2 = Uref
기술적 안전을 이유로, 전압 차이가 유지되며, 따라서 전압 균형은 이용되지 않는다.
일반적으로, 구성요소와 네트워크는 회로 구성요소로서 고려된다.
두 개의 추가적인 밸브(7, 8)는 제어되지 않는 밸브, 즉 다이오드이거나, 반-제어되는 밸브, 즉 사이리스터이거나, 완전히 제어되는 밸브, 즉 트랜지스터이다.
추가적인 밸브에 걸쳐진 각각의 회로는 일반적으로 복합적이다. 실 부분(real part)만 포함하는 특수 경우일 수 있다. 단 하나의 옴 저항기를 갖는 진동(oscillation)에 관련된 문제가 존재한다. 가장 단순한 경우 jωL + 1/jωc = 0에서의, 반응성 보상(reactive compensation)은 주파수-기반으로 이뤄지며, 충격 프로세스의 주파수 조성으로 인하여, 이러한 연결에서 진동의 발생은 불가피하기 때문에, 생략되어야 한다. 피동 복합 회로는 R-C 네트워크일 수 있다, 즉, 하나 이상의 콘덴서 C와 하나 이상의 옴 저항 R로 구성될 수 있다. 이는 R-L 네트워크일 수 있다.
두 개의 메인 밸브(3, 4)와 두 개의 추가적인 밸브(7, 8)가 요망 전압 저항으로 적응되고, 직렬 회로로 배열되며, 전압 소통량으로 적응되는 하나 이상의 그룹 특정 기본 밸브의 병렬 배열을 포함하는 경우, 추가적인 전류 제한 배열과 보호 배열을 갖는 전류 제한기의 전압 저항값 및 회로 소통량이 고려된다. 추가적인 밸브가 직렬로 배열된 둘 이상의 기본 밸브로 구성되는 경우에는 각각의 기본 밸브가, 또는 병렬 배열의 경우에는 각각의 추가적인 밸브 행이 동일한 피동 복합 기본 회로와 함께 제공된다. 그 후, 상기 피동 복합 회로는 모든 연계되는 기본 회로를 포함하며, 이때, 상기 회로는 장치 단위를 기반으로 하는 크기 설정을 위해 고려되어야 한다.
전기 저항을 토대로, 추가적인 회로는 보통의 동작에서는 현저한 기능을 하지 않는다. 장치에서의 단락의 발생 동안, 적정히 동작하는 밸브에 의해, 저항이 적용되어 전류가 제한될 수 있다. 장치 단락과 하나 이상의 오작동, 또는 오류의 매우 드문 발생의 경우에 있어서, 연계된 추가적인 밸브가 효과적인 전류 제한의 적용을 수행한다. 전류를 제한하기 위한 추가적인 기기를 이용하여, 다음이 이뤄진다:
- 전기 전력 공급 시스템, 또는 밸브 역항복에서 단락이 발생될 때, 전류의 자체적인 제한,
- 파워 공급 시스템의 구성요소의 더 작은 부피,
- 파워 공급 시스템에서의 단락과 밸브 역항복 동안의 보호 기기의 응답의 안전 선택.
결과적으로, (DE 100 03 556에 따르는) 실제 전류 제한기에서의 밸브 역항복 동안의 오류 결과가 최소화된다.
다음에서, 본 발명의 바람직한 실시예가 도면을 토대로 기술될 것이다.
도 1은 추가적인 밸브에서의 저항 회로를 갖는 전류 제한기를 나타낸다.
도 2는 추가적인 밸브에서의 R-C 회로를 갖는 전류 제한기를 나타낸다.
도 3은 추가적인 밸브에서의 R-L 회로를 갖는 전류 제한기를 나타낸다.
나타낸 실시예에서, 전류 제한기의 밸브로서, 메인 밸브(3, 4)뿐 아니라 추가적인 밸브(7, 8)에 대하여, 사이리스터(thyristor)가 사용된다. 모든 밸브(3, 4, 7, 8)는 반-제어되는 밸브(semi-controlled valve)이다. 상기 모든 밸브(3, 4, 7, 8)는 전기 파워 공급 시스템에서의 단락(short circuit) 동안 발생하는 최대 전류 및 최대 전압에 대하여 설계된다.
배열이 작동하기 시작할 때, 사이리스터(3, 7, 4, 8)는 점화되고, 조절기(1, 2)를 통과하여 흐르는 전류가, 표준 동작 동안 제한기를 통과하여 흐르는 AC 전류 Imax의 진폭을 초과하고, 단락 전류보다 작은 밸브의 전류 I0(정전류, 또는 DC)까지로 증가된다. 전류 제한기에 의해 보호되는 회로에서 어떠한 오류도 발생하지 않는 만큼, 추가적인 보호 회로에서, 밸브(7)를 통과하는 전류는 밸브(3)를 통과하는 전류와 동일하며, 밸브(8)를 통과하여 흐르는 전류는 밸브(4)를 통과하여 흐르는 전류와 동일하다. 조절기(1, 2)의 전류가 I0까지로 증가할 때, 표준 동작 하에서 사이리스터(3, 7, 4, 8)를 통과하여 흐르는 전류가 AC 전류의 주기 동안 변화하며, 이 방정식은 다음과 같다.
I3 .7 = I0 + Imax sin(ωt + φ0);
I4 .8 = I0 - Imax sin(ωt + φ0);
동시에, 조절기를 통해 흐르는 전류는 변하지 않은 I0로 유지된다. 두 쌍의 사이리스터 중 첫 번째에서 단락이 발생하면, 가령 사이리스터(3, 7)가 비-전도성이 된다, 즉, 차단된다. 왜냐하면 저항기(3, 7)에서의 전압이 역전되기 때문이다. 역전된 전압이 사이리스터(3, 4)에 적용되는 주기 동안, 사이리스터는 현재 상태를 유지하며, 이때 상기 주기는 사이리스터의 전기적 강성(electrical rigidity)의 회 복에 걸리는 시간과 같거나 그 이상이다. 또한 사이리스터(4, 8)에서도 유사한 상황이 발생한다. 그 후, 조절기(2)의 전류가 증가하여, 값 I0를 초과한다. 이러한 밸브(3, 4), 또는 직렬로 배열된 각각의 밸브(4, 8)에서의 단락 상황에서, 전압 U3 + U7, 또는 각각의 U4 + U8이 이들의 통로 방향에 반대로 극성을 갖고 발생한다. 이러한 전압은 앞서 언급된 사이리스터(3, 4)와 추가적인 보호 회로의 각각의 밸브(7, 8) 사이에서 나뉜다. 스너버(snubber)라 불리는 피동 복합 회로(passive complex circuitry, 5, 6)는 밸브(7, 8)를 가로지르는 전압(U7, U8)이 밸브(3, 4)를 가로지르는 전압(U3, U4)보다 더 작도록 선택되며, 예를 들자면 U7<0.3U3, 그리고 U8<0.3U4이다. 따라서 전압에 의한 밸브(7, 8)로 가해지는 손상이 제외된다. 전압 U3, U4와 특히 U7, U8은 종래의 기술에서와 같이, 아날로그, 또는 이미 존재하고 있는 보호 계층구조의 개시 및 관리유지를 위해, 디지털적으로 변화된 것일 수 있다.
밸브(3), 또는 밸브(4)가 손상되는 경우, 전체 전압(full voltage)이 연계된 추가적인 기기의 밸브(7), 또는 밸브(8)로 적용되고, 조절기(1, 2)와 두 개의 피동 복합 회로에 의해 단락이 제한된다. 스너버(5, 6)를 통해 흐르는 전류는 단락 전류의 의미 없는 부분, 가령 약 1 내지 3%만을 나타낸다. 두 개의 스너버(5, 6)에 저장되는, 또는 상기 스너버로부터의 에너지도 역시 인덕턴스(1, 2)에 저장되는 에너지의 의미 없는 부분, 가령 2% 미만이다.
전류 제한기의 동작은 조절기(1, 2)와 밸브(7, 8)의 매개변수에 의해 결정된 다. 반-제어되는 밸브(7, 8)를 이용하여, 즉, 사이리스터를 이용하여, 밸브(3, 4)의 단락은, 역항복(breakdown)이 발생하는 경우라고 해도, 전류 제한기의 표준 동작 동안 발생되는 전류와 충분하게 구별되지 않는다.

Claims (7)

  1. 오류의 경우에서 전류를 제한하기 위한 전류 제한기(current limiter)에 있어서, 상기 전류 제한기는
    직렬로 배열된 두 개의 동일한 타입의 인덕턴스/조절기(1, 2),
    인덕턴스를 브릿지(bridge)하기 위해, 상기 인덕턴스(1, 2)와 병렬로 배열되고 서로에 대해 반대 방향으로 직렬로 배열된 두 개의 제어되는 동일한 타입의 전기 밸브(3, 4),
    상기 두 개의 인덕턴스(1, 2)의 공용 퍼텐셜 지점으로 연결된 공용 퍼텐셜 지점을 갖는 밸브 브랜치(valve branch)를 형성하기 위해, 상기 두 개의 제어되는 전기 밸브(3, 4)의 각각과 각각 직렬로 배열되며, 연계된 제어되는 전기 밸브(3, 4)와 동일한 방향으로의 전도성을 띄는 추가적인 전기 밸브(7, 8),
    오류의 경우에 전류를 제한하기 위해, 그리고 상기 추가적인 밸브(7, 8)를 각각 가로지르는 전압 U7과 U8을 결정하기 위해 각각의 추가적인 전기 밸브(7, 8)와 병렬로 배열된 피동 복합 회로(passive complex circuitry, 5, 6)
    를 포함하며, 이때 상기 피동 복합 전기 회로(passive complex circuitry, 5, 6)는
    전류 제한기의 오류가 없는 동작 동안, 각각의 추가적인 밸브(7, 8)를 가로지르는 최대 전압 U7max 및 U8max가, 제어되는 전기 밸브(3)를 가로지르는 최대 전압 U3max 및 U4max 이하이도록, 그리고 제어된 전기 회로(3, 4) 중 하나 이상에서, 오류, 즉 단락/역항복(short circuit/breakdown)이 발생하면, 전압 U7max, 또는 U8max가 비교 전압 0.5 U3max, 또는 0.5 U4max, 또는 지정 전압 Uv2 이상이도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전류 제한기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 두 개의 추가적인 밸브(7, 8)는 제어되지 않는 밸브(다이오드)임을 특징으로 하는 전류 제한기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 두 개의 추가적인 밸브(7, 8)는 사이리스터(반-제어되는 밸브, semi-controlled valve)와 트랜지스터(완전히 제어되는 밸브, fully controlled valve)를 포함하는 제어되는 밸브임을 특징으로 하는 전류 제한기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 피동 복합 회로(passive complex circuitry, 5, 6)는 저항성 성분으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전류 제한기.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 피동 복합 회로(passive complex circuitry, 5, 6)는 R-C 네트워크를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 제한기.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 피동 복합 회로(passive complex circuitry, 5, 6) 는 R-L 네트워크를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 제한기.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 두 개의 제어되는 전기 밸브(3, 4)와 두 개의 추가적인 밸브(7, 8)는,
    요망 전압 저항 값에 적합한, 하나 이상의 그룹-특정 기본 밸브를 포함하는 직렬 배열,
    전류 용량에 적합한, 하나 이상의 그룹-특정 기본 밸브를 포함하는 병렬 배열
    을 포함하며, 각각의 추가적인 밸브(7, 8)에서의 연계된 피동 복합 회로(passive complex circuitry, 5, 6)는, 직렬 배열되어 있는 추가적인 기본 밸브(7, 8) 중 하나의 스테이지를 각각 브릿지하는 동일한 타입의 피동 복합 기본 회로로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전류 제한기.
KR1020077010180A 2004-12-04 2005-10-08 오류의 경우에서 전류를 제한하기 위한 전류 제한기에서의추가적인 장치 KR20070083976A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004058633.0 2004-12-04
DE102004058633A DE102004058633B3 (de) 2004-12-04 2004-12-04 Strombegrenzer zur Strombegrenzung im Fehlerfall

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070083976A true KR20070083976A (ko) 2007-08-24

Family

ID=35448369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077010180A KR20070083976A (ko) 2004-12-04 2005-10-08 오류의 경우에서 전류를 제한하기 위한 전류 제한기에서의추가적인 장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7327542B2 (ko)
EP (1) EP1817828B1 (ko)
KR (1) KR20070083976A (ko)
CN (1) CN101073188B (ko)
CA (1) CA2577435A1 (ko)
DE (1) DE102004058633B3 (ko)
WO (1) WO2006058576A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10026003A1 (de) * 2000-05-25 2001-12-06 Bosch Gmbh Robert Stator
RU2467446C2 (ru) * 2010-02-12 2012-11-20 Открытое акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы" Способ ограничения тока короткого замыкания в системах защиты от разрушения высоковольтного оборудования
US8739396B2 (en) * 2010-06-17 2014-06-03 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Technique for limiting transmission of fault current
CN101997306B (zh) * 2010-09-28 2013-12-18 中国科学院电工研究所 矩阵式电阻型超导限流器限流单元间电压均衡器
CN102486517B (zh) * 2010-12-01 2015-11-25 中国电力科学研究院 冲击电压复合的高压直流输电换流阀故障电流试验方法
EP2790285B1 (en) 2013-04-12 2020-07-08 General Electric Technology GmbH Current limiter
CN105098737A (zh) * 2014-11-24 2015-11-25 芜湖蓝宙电子科技有限公司 一种高效高速限流动作器

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1337971A (fr) * 1962-08-03 1963-09-20 Superior Electric Co Dispositif de limitation des variations de courant dans un circuit électrique
DE2745326A1 (de) * 1977-10-06 1979-04-12 Licentia Gmbh Einrichtung zur erfassung fehlerhafter thyristoren
US4438474A (en) * 1982-05-12 1984-03-20 Westinghouse Electric Corp. Current limiter and VAR generator utilizing a superconducting coil
JPS6423721A (en) * 1987-07-15 1989-01-26 Mitsubishi Electric Corp Current limiter
TW265482B (ko) * 1994-06-01 1995-12-11 Siemens Akitengesellschaft
GB2309343B (en) * 1996-01-16 2000-05-03 Cegelec Controls Ltd Protection arrangement for a switching device
CA2365228C (en) * 1999-01-28 2012-08-07 Klaus-Peter Jungst Current limiter with electric valves for limiting the short-circuit current in an electric power circuit
PL199145B1 (pl) * 2001-10-11 2008-08-29 Politechnika Gdanska Ogranicznik prądów zwarciowych do ochrony przeciwzwarciowej w obwodach prądu przemiennego

Also Published As

Publication number Publication date
CN101073188A (zh) 2007-11-14
US7327542B2 (en) 2008-02-05
EP1817828B1 (de) 2014-09-17
WO2006058576A1 (de) 2006-06-08
US20070253131A1 (en) 2007-11-01
CA2577435A1 (en) 2006-06-08
CN101073188B (zh) 2011-06-22
DE102004058633B3 (de) 2006-05-18
EP1817828A1 (de) 2007-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8830647B2 (en) Fault current limiter
Radmanesh et al. A novel solid-state fault current-limiting circuit breaker for medium-voltage network applications
US6021035A (en) Apparatus for protection of power-electronics in series compensating systems
US6075684A (en) Method and arrangement for direct current circuit interruption
KR20070083976A (ko) 오류의 경우에서 전류를 제한하기 위한 전류 제한기에서의추가적인 장치
CN107026435B (zh) 固态故障电流限制器及固态故障电流限制器系统
CN108879623B (zh) 一种多电压等级直流电网系统及控制保护方法
US7583047B2 (en) Quenching device for a converter bridge with line regeneration
KR20160100398A (ko) 직류를 스위칭하기 위한 디바이스
JP6535594B2 (ja) 自動電圧調整装置
KR20190103197A (ko) Dc 전력 스위칭 어셈블리 및 방법
JPH0467422B2 (ko)
US20180301980A1 (en) Power management utilizing a blocker stage
KR20100048260A (ko) 선로 변경식 한류기
US11894771B2 (en) Current control circuit
US10141732B2 (en) Apparatus for switching in a DC voltage grid
JP2005295796A (ja) 組み込まれた電力スイッチを有する発電機
US6654222B2 (en) Current limiter with electric valves for limiting the short-circuit current in an electric power circuit
WO1994024622A1 (en) Turnoff thyristor controlled series compensation system
KR101053665B1 (ko) 한류 장치
US7737667B2 (en) 3-phase electronic tap changer commutation and device
CN113394961B (zh) 一种复合式耗能装置开关子模块及其防护方法
CN110912083B (zh) 基于磁耦合增强特性限流器的直流电流源及其控制方法
Pan et al. Research on Protection System of Electronic On-load Tap-changers Based Sen Transformer
WO2020038704A1 (en) Switching valve

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid