KR20140037574A - Superconducting fault current limiter having contact switch and using magnetic coupling - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a superconducting fault current limiter which has a contact point switch and uses magnetic composition. The superconducting fault current limiter which has the contact point switch and uses the magnetic composition according to an embodiment of the present invention comprises; a primary side wire in which one end is connected to an input terminal; a secondary side wire in which one end is connected to the input terminal and the one end of the primary side terminal; a superconductor in which one end is connected to the other end of the secondary side wire; and a contact point switch in which one end is connected to the other end of the superconductor and the other end is connected to the other end of the primary side wire and an output terminal. The primary side terminal is wound up a core. The secondary side terminal is wound up the core. The contact point switch is turned on or off according to the size of a current which is inserted from the input terminal. Therefore, performance deterioration is prevented by separating superconductor from a failure current using the contact point switch if the failure current is inserted into the superconducting fault current limiter. [Reference numerals] (AA) Output terminal; (BB) Input terminal

Description

접점 스위치를 가지는 자기결합을 이용한 초전도 한류기{SUPERCONDUCTING FAULT CURRENT LIMITER HAVING CONTACT SWITCH AND USING MAGNETIC COUPLING}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a superconducting fault current limiter using a magnetic coupling having a contact switch,

본 발명은 접점 스위치를 가지는 자기결합을 이용한 초전도 한류기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고장전류시 초전도체를 보호할 수 있는 기술이 개시된다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a superconducting fault current limiter using magnetic coupling having a contact switch, and more particularly, to a technique for protecting a superconductor at a fault current.

초전도 한류기(Superconducting Fault Current Limiter, SFCL)는 저항이 거의 없는 초전도체를 이용한 전력 기기로, 낙뢰, 지락, 단락 등의 사고 시 발생하는 고장전류(fault current)를 제한하여 전력 계통상의 기기를 보호하는 장치를 의미한다. 기존의 보호 차단기의 문제들을 해결하는 신개념의 보호 기기로, 수 밀리초 이내에 사고 전류를 제한함으로써 차단기의 용량 증대 효과와 선로 증설 감축, 전력 기기 기준 완화 등을 가능케 하여 전력 계통의 유연성, 안정도, 신뢰도를 획기적으로 개선할 수 있게 됨으로써 초전도 한류기에 대한 연구가 증가하고 있는 실정이다.Superconducting Fault Current Limiter (SFCL) is a power device using superconductors with almost no resistance. It protects the equipment on the power system by limiting the fault current that occurs in case of lightning, ground fault, short circuit, Device. It is a new concept protection device that solves the problems of the existing protection circuit breaker. By limiting the fault current within a few milliseconds, it is possible to increase the capacity of the circuit breaker, reduce the line extension, The research on the superconducting fault current limiter is increasing.

기존의 초전도 한류기 기술 중 병렬 또는 직렬 연결된 두 코일의 자기결합을 이용한 초전도 한류기가 제안되어 연구되고 있다. 도 1은 종래의 자기결합 초전도 한류기의 회로도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 자기결합 초전도 한류기(100)는 코어(110)에 1차측 권선(120) 및 2차측 권선(130)이 권선되고, 2차측 권선(130)은 초전도체(140)와 직렬로 연결된다. 또한, 직렬로 연결된 2차측 권선(130) 및 초전도체(140)는 1차측 권선(120)의 양 단과 병렬로 연결되는 구조를 가지게 된다.Among the conventional superconducting fault current limiter technology, a superconducting fault current limiter using magnetic coupling of two coils connected in parallel or in series has been proposed and studied. 1 is a circuit diagram of a conventional magnetically coupled superconducting fault current limiter. 1, a conventional magnetically coupled superconducting fault current limiter 100 includes a primary winding 120 and a secondary winding 130 wound around a core 110, a secondary winding 130 connected to a superconductor 140, Respectively. The secondary winding 130 and the superconductor 140 connected in series are connected in parallel with both ends of the primary winding 120.

입력단을 통해 정상전류가 유입되는 경우에는 1차측 권선(120) 및 2차측 권선(130)에 흐르는 전류(i1, i2)에 의해 발생되는 자속이 서로 상쇄되어, 전압이 유기되지 않는다. 그러나, 입력단을 통해 고장전류가 유입되는 경우에는 초전도체(140)가 quench되어 저항 성분이 증가하게 되며, 이로 인해 1차측 권선(120) 및 2차측 권선(130)에 흐르는 전류에 의해 발생되는 자속이 서로 상쇄되지 않으며, 결국 1차측 권선(120) 및 2차측 권선(130)에 전압이 유기되어 초전도 한류기(100) 전체의 임피던스가 발생하게 된다. 따라서, 입력단을 통해 유입된 고장전류는 제한되어 출력단에 연결된 부하로 전달된다.When a steady current flows through the input terminal, the magnetic fluxes generated by the currents (i 1 , i 2 ) flowing through the primary winding 120 and the secondary winding 130 cancel each other out, and the voltage is not induced. However, when a fault current flows through the input terminal, the superconductor 140 is quenched and the resistance component increases. As a result, the magnetic flux generated by the currents flowing through the primary winding 120 and the secondary winding 130 The voltages of the primary side winding 120 and the secondary side winding 130 are induced and the impedance of the entirety of the superconducting fault current limiter 100 is generated. Therefore, the fault current flowing through the input terminal is limited and transferred to the load connected to the output terminal.

그러나, 종래의 자기결합을 이용한 초전도 한류기(100)는 입력단을 통해 고장전류가 유입되는 경우 임피던스가 증가하여 고장전류를 제한할 수는 있으나, 고장전류가 유입되는 동안 초전도체(140)는 계속적으로 고장전류에 노출되어 초전도체의 성능 열화를 가져올 수 있다. 또한, 1차측 권선(120)과 2차측 권선(130)의 결합 계수가 낮은 경우에는 누설 인덕턴스에 의한 손실이 발생하는 문제점이 있었다.However, the superconducting fault current limiter 100 using the conventional magnetic coupling can increase the impedance when the fault current flows through the input terminal to limit the fault current. However, during the fault current, the superconductor 140 continuously Which may lead to deterioration of performance of the superconductor due to exposure to a fault current. Further, when the coupling coefficient between the primary winding 120 and the secondary winding 130 is low, there is a problem that loss due to leakage inductance occurs.

본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 등록특허 제10-0959661호(2010. 05. 17)에 개시되어 있다.The technology of the background of the present invention is disclosed in Korean Patent No. 10-0959661 (May 05, 2010).

본 발명이 해결하고자 하는 기술적인 과제는, 초전도 한류기에 고장전류가 유입되는 경우, 접점 스위치를 이용하여 초전도체를 고장전류로부터 격리시켜 성능 열화를 방지하는 접점 스위치를 가지는 자기결합을 이용한 초전도 한류기를 제공하기 위함이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a superconducting fault current limiter using a magnetic coupling having a contact switch for isolating a superconductor from a fault current by using a contact switch when a fault current flows into the superconducting fault current limiter .

본 발명의 제1 실시예에 따른 접점 스위치를 가지는 자기결합을 이용한 초전도 한류기는, 일 단이 입력단과 연결되고, 코어에 권선되는 1차측 권선과, 일 단이 상기 입력단 및 상기 1차측 권선의 일 단과 연결되며, 상기 코어에 권선되는 2차측 권선과, 일 단이 상기 2차측 권선의 타 단과 연결되는 초전도체와, 일 단이 상기 초전도체의 타 단에 연결되고, 타 단이 상기 1차측 권선의 타 단 및 출력단에 연결되며, 상기 입력단으로부터 유입되는 전류의 크기에 따라 턴온 또는 턴오프되는 접점 스위치를 포함한다.A superconducting fault current limiter using a magnetic coupling having a contact switch according to a first embodiment of the present invention includes a primary winding connected at one end to an input end and wound around a core and one end connected to the input end and the primary winding A superconductor having one end connected to the other end of the secondary winding and one end connected to the other end of the superconductor and the other end connected to the other end of the primary winding; And a contact switch connected to the output terminal and turned on or off according to the magnitude of the current flowing from the input terminal.

또한, 상기 접점 스위치는, 상기 입력단으로부터 유입되는 전류의 크기가 기 설정된 임계치 이하인 경우 턴온되고, 상기 입력단으로부터 유입되는 전류의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하는 경우 턴오프될 수 있다.The contact switch may be turned on when the magnitude of the current flowing from the input terminal is less than or equal to a predetermined threshold value and may be turned off when the magnitude of the current flowing from the input terminal exceeds the predetermined threshold value.

본 발명의 제2 실시예에 따른 접점 스위치를 가지는 자기결합을 이용한 초전도 한류기는, 일 단이 입력단과 연결되고, 코어에 권선되는 1차측 권선과, 일 단이 상기 입력단 및 상기 1차측 권선의 일 단과 연결되며, 상기 코어에 권선되는 2차측 권선과, 일 단이 상기 2차측 권선의 타 단과 연결되는 초전도체와, 일 단이 상기 1차측 권선의 타 단과 연결되는 저항과, 일 단이 상기 저항의 타 단과 연결되고, 타 단이 상기 2차측 권선의 타 단 및 상기 초전도체의 일 단과 연결되는 제1 접점 스위치와, 일 단이 상기 1차측 권선의 타 단, 상기 저항의 일 단 및 출력단과 연결되고, 타 단이 상기 초전도체의 타 단과 연결되는 제2 접점 스위치를 포함하며, 상기 제1 접점 스위치와 상기 제2 접점 스위치는 상기 입력단으로부터 유입되는 전류의 크기에 따라 상반적으로 연동되어 턴온 또는 턴오프된다.A superconducting fault current limiter using a magnetic coupling having a contact switch according to a second embodiment of the present invention includes a primary winding connected to an input end and being wound around a core and one end connected to the input end and the primary winding A superconductor having one end connected to the other end of the secondary winding, a resistor having one end connected to the other end of the primary winding, and a resistor connected to the other end of the primary winding, A first contact switch connected to the other end of the secondary winding and connected to the other end of the secondary winding and the one end of the superconductor, and one end connected to the other end of the primary winding, And a second contact switch whose other end is connected to the other end of the superconductor, wherein the first contact switch and the second contact switch are disposed symmetrically with respect to the magnitude of the current flowing from the input terminal The same is turned on or off.

또한, 상기 제1 접점 스위치는, 상기 입력단으로부터 유입되는 전류의 크기가 기 설정된 임계치 이하인 경우 턴오프되고, 상기 입력단으로부터 유입되는 전류의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하는 경우 턴온될 수 있다.The first contact switch may be turned off when the magnitude of the current flowing from the input terminal is less than or equal to a predetermined threshold value and the magnitude of the current flowing from the input terminal exceeds the predetermined threshold value.

또한, 상기 제2 접점 스위치는, 상기 입력단으로부터 유입되는 전류의 크기가 기 설정된 임계치 이하인 경우 턴온되고, 상기 입력단으로부터 유입되는 전류의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하는 경우 턴오프될 수 있다.The second contact switch may be turned on when the magnitude of the current flowing from the input terminal is less than a predetermined threshold value and may be turned off when the magnitude of the current flowing from the input terminal exceeds a predetermined threshold value.

또한, 상기 1차측 권선 및 상기 2차측 권선은 상기 초전도체와 동일한 성분으로 구성될 수 있다.Further, the primary winding and the secondary winding may be composed of the same components as the superconductor.

또한, 상기 1차측 권선 및 상기 2차측 권선은, 상기 코어에 가극 권선 또는 감극 권선 형태로 권선될 수 있다.Further, the primary winding and the secondary winding may be wound on the core in the form of a winding wire or a negative winding.

이에 따라, 초전도 한류기에 고장전류가 유입되는 경우, 접점 스위치를 이용하여 초전도체를 고장전류로부터 격리시켜 성능 열화를 방지할 수 있다.Accordingly, when a fault current flows into the superconducting fault current limiter, the contact switch can be used to isolate the superconductor from the fault current, thereby preventing performance deterioration.

도 1은 종래의 자기결합 초전도 한류기의 회로도,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 접점 스위치를 가지는 자기결합을 이용한 초전도 한류기의 사시도,
도 3은 도 2에 따른 접점 스위치를 가지는 자기결합을 이용한 초전도 한류기의 등가 회로도,
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 접점 스위치를 가지는 자기결합을 이용한 초전도 한류기의 등가 회로도이다.1 is a circuit diagram of a conventional magnetically coupled superconducting fault current limiter,
2 is a perspective view of a superconducting fault current limiter using magnetic coupling having a contact switch according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of a superconducting fault current limiter using a magnetic coupling having a contact switch according to FIG. 2,
4 is an equivalent circuit diagram of a superconducting fault current limiter using a magnetic coupling having a contact switch according to a second embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 사용되는 용어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 후술하는 실시예들에서 사용된 용어의 의미는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The terms used are terms selected in consideration of the functions in the embodiments, and the meaning of the terms may vary depending on the user, the intention or the precedent of the operator, and the like. Therefore, the meaning of the terms used in the following embodiments is defined according to the definition when specifically defined in this specification, and unless otherwise defined, it should be interpreted in a sense generally recognized by those skilled in the art.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 접점 스위치를 가지는 자기결합을 이용한 초전도 한류기의 사시도이다.2 is a perspective view of a superconducting fault current limiter using a magnetic coupling having a contact switch according to a first embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 접점 스위치를 가지는 자기결합을 이용한 초전도 한류기(200)는 코어(210), 1차측 권선(220), 2차측 권선(230), 초전도체(240) 및 접점 스위치(250)를 포함한다.2, a superconducting fault current limiter 200 using a magnetic coupling having a contact switch according to the first embodiment of the present invention includes a core 210, a primary winding 220, a secondary winding 230, (240) and a contact switch (250).

1차측 권선(220)은 코어(210)에 권선되며, 일 단이 입력단과 연결되고 타 단이 접점 스위치(250)의 타 단 및 출력단과 연결된다. 이 경우, 코어(210)는 자성체 물질로써, E형 코어, I형 코어 또는 이들을 결합한 코일일 수 있으나 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 원형의 토로이덜(toroidal) 코어를 사용할 수도 있다. 1차측 권선(220)은 코어(210)에 솔레노이드 권선 방식 또는 트로이덜 권선 방식으로 권선될 수 있다. 또한, 1차측 권선(220)의 일 단과 연결되는 입력단은 계통전원과 연결될 수 있으며, 타 단과 연결되는 출력단은 부하와 연결될 수 있다.The primary winding 220 is wound on the core 210, one end connected to the input terminal, and the other end connected to the other end and the output terminal of the contact switch 250. In this case, the core 210 may be an E type core, an I type core, or a combination thereof, but is not limited thereto, and a circular toroidal core may be used. The primary winding 220 may be wound on the core 210 in a solenoidal winding or a toroidal winding manner. In addition, an input terminal connected to one end of the primary winding 220 can be connected to the system power supply, and an output terminal connected to the other end can be connected to the load.

2차측 권선(230)은 1차측 권선(220)이 권선되는 코어(210)에 권선되며, 일 단이 입력단 및 1차측 권선(220)의 일 단과 연결되며, 타 단이 초전도체(240)의 일 단과 연결된다. 예를 들어, I형 코어에 2차측 권선(230)이 형성되는 경우 1차측 권선(220)이 형성된 영역과 이격되어 형성될 수 있으며, 또는 1차측 권선(220)이 형성된 영역에 1차측 권선(220)을 둘러싸면서 2차측 권선(230)이 형성되는 것도 가능하다.The secondary side winding 230 is wound on the core 210 to which the primary side winding 220 is wound and is connected to one end of the input terminal and the primary side winding 220 at one end and the other end of the superconductor 240 It is connected to the stage. For example, when the secondary winding 230 is formed in the I-type core, the primary winding 220 may be formed in a region where the primary winding 220 is formed, or may be formed in a region where the primary winding 220 is formed. The secondary winding 230 may be formed so as to surround the secondary winding 220.

이 경우, 1차측 권선(220) 및 2차측 권선(230)은 기 설정된 권선비(turn ratio)에 의해 권선되는 횟수가 달리 설정될 수 있다. 또한, 1차측 권선(220) 및 2차측 권선(230)은 초전도체(240)와 동일한 성분으로 구성될 수 있다. 또한, 1차측 권선(220) 및 2차측 권선(230)은 코어(110)에 가극(+) 권선 또는 감극(-) 권선 형태로 권선될 수 있다.In this case, the number of turns of the primary winding 220 and the secondary winding 230 may be differently set by a predetermined turn ratio. The primary winding 220 and the secondary winding 230 may be composed of the same components as the superconductor 240. The primary winding 220 and the secondary winding 230 may be wound on the core 110 in the form of a positive (+) winding or a negative (-) winding.

초전도체(240)는 매우 낮은 온도에서 전기저항이 0[Ω]에 가까워지는 초전도현상이 나타나는 도체로서, 예를 들어 나이오븀(Nb), 바나듐(V) 등의 홑원소물질의 금속원소, 나이오븀과 저마늄의 합금인 나이오븀게르마늄(Nb3Ge), 네오디뮴(Nd), 란타넘(La) 등의 원소를 포함하는 금속화합물 또는 특수한 자기물질(세라믹스) 중 어느 하나로 구성될 수 있다. 또한, 초전도체(240)는 일 단이 2차측 권선(230)의 타 단과 연결되며, 타 단이 접점 스위치(250)의 일 단과 연결된다.The superconductor 240 is a conductor exhibiting a superconducting phenomenon in which the electrical resistance approaches 0 [?] At a very low temperature. Examples of the superconductor 240 include a metal element of a simple substance such as niobium (Nb) and vanadium (V) A metal compound including elements such as niobium germanium (Nb3Ge), neodymium (Nd), and lanthanum (La), which is an alloy of germanium, or a special magnetic material (ceramics). One end of the superconductor 240 is connected to the other end of the secondary winding 230, and the other end of the superconductor 240 is connected to one end of the contact switch 250.

접점 스위치(250)는 일 단이 초전도체(240)의 타 단에 연결되고, 타 단이 1차측 권선(220)의 타 단 및 출력단에 연결된다. 보다 구체적으로, 접점 스위치(250)는 전자기력에 의해 기계적으로 접촉 또는 분리되는 제1 접점(251) 및 제2 접점(252)으로 구성되며, 제1 접점(251)은 초전도체(240)의 타 단과 연결되며, 제2 접점(252)은 1차측 권선(220)의 타 단 및 출력단과 연결된다. 이 경우, 제1 접점(251) 또는 제2 접점(252) 중 어느 하는 고정 접점으로, 다른 하나는 가동 접점으로 동작할 수 있다.One end of the contact switch 250 is connected to the other end of the superconductor 240 and the other end is connected to the other end and the output end of the primary winding 220. More specifically, the contact switch 250 is constituted by a first contact 251 and a second contact 252 which are mechanically contacted or separated by an electromagnetic force. The first contact 251 is connected to the other end of the superconductor 240 And the second contact 252 is connected to the other end and the output terminal of the primary winding 220. In this case, either the first contact 251 or the second contact 252 can be operated as a fixed contact and the other as a movable contact.

또한, 접점 스위치(250)는 입력단으로부터 유입되는 전류의 크기에 따라 턴온 또는 턴오프된다. 입력단으로부터 전류의 크기가 기 설정된 임계치 이하인 정상전류가 유입되는 경우에는, 코어(210)에 권선된 1차측 권선(220) 및 2차측 권선(230)에 의해 발생하는 자속이 상쇄되어 초전도체(240)의 저항은 0에 가까운 상태가 되며, 접점 스위치(250)는 제1 접점(251)과 제2 접점(252)이 접촉되어 턴온 상태가 된다.Also, the contact switch 250 is turned on or off according to the magnitude of the current flowing from the input terminal. The magnetic flux generated by the primary winding 220 and the secondary winding 230 wound around the core 210 is canceled and the superconductor 240 is wound around the core 210. In this case, The first contact 251 and the second contact 252 are in contact with each other and the contact switch 250 is turned on.

그러나, 입력단으로부터 전류의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하는 고장전류가 유입되는 경우에는, 코어(210)에 권선된 1차측 권선(220) 및 2차측 권선(230)에 유입되는 전류가 증가하고, 초전도체(240)에 흐르는 전류 또한 커져 초전도체(240)의 임계치를 초과하게 되므로 quench 현상으로 인해 저항이 발생하게 된다. 이 경우, 1차측 권선(220) 및 2차측 권선(230)에서 발생되는 자속이 상쇄되지 못하고, 그에 따라 발생되는 전자기력에 의해 제1 접점(251) 및 제2 접점(252)은 분리되게 된다. 이는 고장전류 유입시 초전도체(240)를 보호하기 위해 접점 스위치(250)에서 초전도체(240)에 유입되는 전류성분을 차단하기 위함이다. 이 경우, 접점 스위치(250)를 사용함으로써 신속하게 전류성분을 차단할 수 있다.
However, when a fault current having a magnitude exceeding a preset threshold value is input from the input terminal, the current flowing into the primary winding 220 and the secondary winding 230 wound around the core 210 increases, The current flowing through the superconductor 240 also increases and exceeds the threshold value of the superconductor 240, which causes resistance due to quench phenomenon. In this case, the magnetic fluxes generated in the primary winding 220 and the secondary winding 230 are not canceled, and the first contact 251 and the second contact 252 are separated by the electromagnetic force generated thereby. This is to block the current component flowing into the superconductor 240 from the contact switch 250 to protect the superconductor 240 when the fault current flows. In this case, by using the contact switch 250, the current component can be quickly cut off.

도 3은 도 2에 따른 접점 스위치를 가지는 자기결합을 이용한 초전도 한류기의 등가 회로도이다.3 is an equivalent circuit diagram of a superconducting fault current limiter using magnetic coupling with a contact switch according to FIG.

도 3을 참조하면, 초전도 한류기(300)는 서로 직렬로 연결된 2차측 권선(330) 및 초전도체(340)가 1차측 권선(320)에 병렬로 연결된다. 입력단으로부터 전류의 크기가 기 설정된 임계치 이하인 정상전류가 유입되는 경우에는, 입력 전류가 1차측 권선(320)과 2차측 권선(330)에 기 설정된 권선비에 따라 배분되고, 이때 발생되는 자속은 서로 상쇄되므로 접점 스위치(350)는 턴온 상태가 되며, 초전도체(340)는 저항 성분이 0[Ω]이 된다.Referring to FIG. 3, the superconducting fault current limiter 300 includes a secondary winding 330 and a superconductor 340 connected in series to each other. The secondary winding 330 and the superconductor 340 are connected in parallel to the primary winding 320. The input current is distributed to the primary winding 320 and the secondary winding 330 according to a predetermined winding ratio, and the generated magnetic fluxes cancel each other out The contact switch 350 is turned on, and the resistance component of the superconductor 340 becomes 0 [?].

그러나, 입력단으로부터 전류의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하는 고장전류가 유입되는 경우에는 초전도체(340)의 저항 성분이 급격히 증가하게 되어, 1차측 권선(320) 및 2차측 권선(330)에 의해 발생되는 자속은 서로 상쇄되지 못하고, 그에 따른 전자기력에 의해 접점 스위치(350)는 턴오프 상태가 된다. 따라서, 초전도체(340)에는 더 이상 전류가 흐르지 않게 되어 초전도체(340)를 보호할 수 있다.
However, when a fault current having a magnitude exceeding a preset threshold value is input from the input terminal, the resistance component of the superconductor 340 rapidly increases and is generated by the primary winding 320 and the secondary winding 330 The magnetic fluxes are not canceled each other, and the contact switch 350 is turned off by the electromagnetic force. Therefore, the superconductor 340 can be protected by the current no longer flowing into the superconductor 340.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 접점 스위치를 가지는 자기결합을 이용한 초전도 한류기의 등가 회로도이다.4 is an equivalent circuit diagram of a superconducting fault current limiter using a magnetic coupling having a contact switch according to a second embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 접점 스위치를 가지는 자기결합을 이용한 초전도 한류기(400)는, 1차측 권선(420), 2차측 권선(430), 초전도체(440), 저항(450), 제1 접점 스위치(460), 제2 접점 스위치(470)를 포함한다. 이 경우, 1차측 권선(420), 2차측 권선(430), 초전도체(440)의 기능 및 연결관계는 도 2 내지 도 3의 초전도 한류기(200, 300)와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.4, a superconducting fault current limiter 400 using a magnetic coupling having a contact switch according to a second embodiment of the present invention includes a primary winding 420, a secondary winding 430, a superconductor 440, A resistor 450, a first contact switch 460, and a second contact switch 470. In this case, the function and connection relationship of the primary winding 420, the secondary winding 430, and the superconductor 440 are substantially the same as those of the superconducting fault current limiters 200 and 300 of FIGS. 2 to 3, Is omitted.

저항(450)은 일종의 도선 저항이며, 일 단이 1차측 권선(420)의 타 단과 연결되며 타 단이 제1 접점 스위치(460)의 일 단과 연결된다.One end of the resistor 450 is connected to the other end of the primary winding 420 and the other end of the resistor 450 is connected to one end of the first contact switch 460.

제1 접점 스위치(460)는 기계적 접점으로 구성된 접점 스위치로서, 일 단이 저항(450)의 타 단과 연결되고, 타 단이 2차측 권선(430)의 타 단 및 초전도체(440)의 일 단과 연결된다.The first contact switch 460 is a contact switch composed of mechanical contacts and has one end connected to the other end of the resistor 450 and the other end connected to the other end of the secondary winding 430 and one end of the superconductor 440 do.

제2 접점 스위치(470)는 제1 접점 스위치(460)와 동종의 접점 스위치로서, 일 단이 1차측 권선(420)의 타 단, 저항(450)의 일 단 및 출력단과 연결되고, 타 단이 초전도체(440)의 타 단과 연결된다.The second contact switch 470 is a contact switch of the same type as the first contact switch 460. The second contact switch 470 is connected to the other end of the primary winding 420 and one end and the output end of the resistor 450, Is connected to the other end of the superconductor (440).

이 경우, 제1 접점 스위치(460)와 제2 접점 스위치(470)는 입력단으로부터 유입되는 전류의 크기에 따라 상반적으로 연동되어 턴온 또는 턴오프된다. 구체적으로, 입력단으로부터 유입되는 전류의 크기가 기 설정된 임계치 이하인 정상전류의 경우, 제1 접점 스위치(460)는 턴오프되고, 제2 접점 스위치(470)는 턴온된다. 따라서, 전류의 흐름은 [입력단]-[1차측 권선(420)]-[출력단] 및 [입력단]-[2차측 권선(430)]-[초전도체(440)]-[제2 접점 스위치(470)]-[출력단]으로 형성되는 전류이동경로(①)를 가지게 된다.In this case, the first contact switch 460 and the second contact switch 470 are interlocked and turned on or off according to the magnitude of the current flowing from the input terminal. Specifically, when the magnitude of the current flowing from the input terminal is equal to or lower than a predetermined threshold value, the first contact switch 460 is turned off and the second contact switch 470 is turned on. Therefore, the flow of the current is controlled by the [input terminal] - [primary winding 420] - [output terminal] and [input terminal] - [secondary winding 430] - [superconductor 440] )] - [output terminal].

한편, 입력단으로부터 유입되는 전류의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하는 고장전류인 경우, 제1 접점 스위치(460)는 턴온되고, 제2 접점 스위치(470)는 턴오프된다. 이는 고장전류에 의해 초전도체(440)가 quench되어 저항 성분이 급격히 증가하고, 1차측 권선(420) 및 2차측 권선(430)에서 자속이 상쇄되지 못해 발생하는 전자기력에 의해 오프 상태의 제1 접점 스위치(460)가 턴온되고, 이에 상반되는 동작을 하는 제2 접점 스위치(470)는 온 상태에서 턴오프된다. 따라서, 전류의 흐름은 [입력단]-[1차측 권선(420)]-[출력단] 및 [입력단]-[2차측 권선(430)]-[제1 접점 스위치(460)]-[저항(450)]-[출력단]으로 형성되는 전류이동경로(②)를 가지게 된다. 따라서, 계통전원에서 고장전류가 발생하는 동안에도 초전도체(440)에 고장전류가 인가되지 않으므로 초전도체(440)를 보호할 수 있다.
On the other hand, when the magnitude of the current flowing from the input terminal is a fault current exceeding a preset threshold value, the first contact switch 460 is turned on and the second contact switch 470 is turned off. This is because the superconductor 440 is quenched by the fault current and the resistance component rapidly increases and the magnetic flux can not be canceled by the primary winding 420 and the secondary winding 430, The second contact switch 470 is turned on and the second contact switch 470 is turned off in the on state. Therefore, the flow of the electric current flows in the [input terminal] - [primary winding 420] - [output terminal] and [input terminal] - [secondary winding 430] - [first contact switch 460] )] - [output terminal]. Therefore, even when a fault current is generated in the system power supply, no fault current is applied to the superconductor 440, so that the superconductor 440 can be protected.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 초전도 한류기에 고장전류가 유입되는 경우, 접점 스위치를 이용하여 초전도체를 고장전류로부터 격리시켜 성능 열화를 방지할 수 있다.
As described above, according to the embodiment of the present invention, when a fault current flows into the superconducting fault current limiter, the contact switch can be used to isolate the superconductor from the fault current, thereby preventing performance deterioration.

이상에서 본 발명은 도면을 참조하면서 기술되는 바람직한 실시예를 중심으로 설명되었지만 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명은 기재된 실시예로부터 도출 가능한 자명한 변형예를 포괄하도록 의도된 특허청구범위의 기재에 의해 해석되어져야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, Therefore, the present invention should be construed as a description of the claims which are intended to cover obvious variations that can be derived from the described embodiments.

100, 200, 300 : 초전도 한류기
110, 210 : 코어
120, 220, 320 : 1차측 권선
130, 230, 330 : 2차측 권선
140, 240, 340 : 초전도체
250, 350 : 접점 스위치
251 : 제1 접점
252 : 제2 접점
400 : 초전도 한류기
420 : 1차측 권선
430 : 2차측 권선
440 : 초전도체
450 : 저항
460 : 제1 접점 스위치
470 : 제2 접점 스위치100, 200, 300: Superconducting fault current limiter
110, 210: core
120, 220, 320: Primary winding
130, 230, 330: secondary winding
140, 240, 340: superconductor
250, 350: Contact switch
251: First contact
252: second contact
400: Superconducting fault current limiter
420: Primary winding
430: secondary winding
440: superconductor
450: Resistance
460: first contact switch
470: second contact switch

Claims (7)

일 단이 입력단과 연결되고, 코어에 권선되는 1차측 권선;
일 단이 상기 입력단 및 상기 1차측 권선의 일 단과 연결되며, 상기 코어에 권선되는 2차측 권선;
일 단이 상기 2차측 권선의 타 단과 연결되는 초전도체; 및
일 단이 상기 초전도체의 타 단에 연결되고, 타 단이 상기 1차측 권선의 타 단 및 출력단에 연결되며, 상기 입력단으로부터 유입되는 전류의 크기에 따라 턴온 또는 턴오프되는 접점 스위치를 포함하는 접점 스위치를 가지는 자기결합을 이용한 초전도 한류기.A primary winding connected at one end to the input and wound around the core;
A secondary winding connected to one end of the input end and the primary winding, the secondary winding being wound on the core;
A superconductor having one end connected to the other end of the secondary winding; And
A contact switch having one end connected to the other end of the superconductor, and the other end connected to the other end and the output end of the primary winding, and the contact switch being turned on or off depending on the magnitude of the current flowing from the input end. Superconducting fault current limiter using magnetic coupling. 제1항에 있어서,
상기 접점 스위치는,
상기 입력단으로부터 유입되는 전류의 크기가 기 설정된 임계치 이하인 경우 턴온되고,
상기 입력단으로부터 유입되는 전류의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하는 경우 턴오프되는 접점 스위치를 가지는 자기결합을 이용한 초전도 한류기.The method of claim 1,
The contact switch includes:
When the magnitude of the current flowing from the input terminal is less than a predetermined threshold, it is turned on,
A superconducting fault current limiter using magnetic coupling having a contact switch which is turned off when the magnitude of the current flowing from the input terminal exceeds a preset threshold. 일 단이 입력단과 연결되고, 코어에 권선되는 1차측 권선;
일 단이 상기 입력단 및 상기 1차측 권선의 일 단과 연결되며, 상기 코어에 권선되는 2차측 권선;
일 단이 상기 2차측 권선의 타 단과 연결되는 초전도체;
일 단이 상기 1차측 권선의 타 단과 연결되는 저항;
일 단이 상기 저항의 타 단과 연결되고, 타 단이 상기 2차측 권선의 타 단 및 상기 초전도체의 일 단과 연결되는 제1 접점 스위치; 및
일 단이 상기 1차측 권선의 타 단, 상기 저항의 일 단 및 출력단과 연결되고, 타 단이 상기 초전도체의 타 단과 연결되는 제2 접점 스위치를 포함하며,
상기 제1 접점 스위치와 상기 제2 접점 스위치는 상기 입력단으로부터 유입되는 전류의 크기에 따라 상반적으로 연동되어 턴온 또는 턴오프되는 접점 스위치를 가지는 자기결합을 이용한 초전도 한류기.A primary winding connected at one end to the input and wound around the core;
A secondary winding connected to one end of the input end and the primary winding, the secondary winding being wound on the core;
A superconductor having one end connected to the other end of the secondary winding;
A resistor having one end connected to the other end of the primary winding;
A first contact switch having one end connected to the other end of the resistor and the other end connected to the other end of the secondary winding and one end of the superconductor; And
And a second contact switch having one end connected to the other end of the primary winding, one end and an output end of the resistor, and the other end connected to the other end of the superconductor,
The first contact switch and the second contact switch is a superconducting fault current limiter using a magnetic coupling having a contact switch that is turned on or off in accordance with the magnitude of the current flowing from the input terminal. 제3항에 있어서,
상기 제1 접점 스위치는,
상기 입력단으로부터 유입되는 전류의 크기가 기 설정된 임계치 이하인 경우 턴오프되고, 상기 입력단으로부터 유입되는 전류의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하는 경우 턴온되는 접점 스위치를 가지는 자기결합을 이용한 초전도 한류기.The method of claim 3,
Wherein the first contact switch comprises:
The superconducting fault current limiter using a magnetic coupling having a contact switch is turned off when the magnitude of the current flowing from the input terminal is less than a predetermined threshold, and turned on when the magnitude of the current flowing from the input terminal exceeds a predetermined threshold. 제4항에 있어서,
상기 제2 접점 스위치는,
상기 입력단으로부터 유입되는 전류의 크기가 기 설정된 임계치 이하인 경우 턴온되고, 상기 입력단으로부터 유입되는 전류의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하는 경우 턴오프되는 접점 스위치를 가지는 자기결합을 이용한 초전도 한류기.5. The method of claim 4,
Wherein the second contact switch comprises:
And a contact switch that is turned on when the magnitude of the current flowing from the input terminal is less than or equal to a predetermined threshold value and is turned off when the magnitude of the current flowing from the input terminal exceeds a predetermined threshold value. 제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 1차측 권선 및 상기 2차측 권선은 상기 초전도체와 동일한 성분으로 구성되는 접점 스위치를 가지는 자기결합을 이용한 초전도 한류기.The method according to claim 1 or 3,
The superconducting fault current limiter according to claim 1, wherein the primary side winding and the secondary side winding have contact switches having the same components as the superconductor. 제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 1차측 권선 및 상기 2차측 권선은,
상기 코어에 가극 권선 또는 감극 권선 형태로 권선되는 접점 스위치를 가지는 자기결합을 이용한 초전도 한류기.The method according to claim 1 or 3,
And the primary winding and the secondary winding are connected to each other,
A superconducting fault current limiter using a magnetic coupling having a contact switch that is wound around the core in the form of a windings or a negative winding.
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