KR20180099431A - Double quench current limiting device for direct current and alternating current - Google Patents

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KR20180099431A
KR20180099431A KR1020170123536A KR20170123536A KR20180099431A KR 20180099431 A KR20180099431 A KR 20180099431A KR 1020170123536 A KR1020170123536 A KR 1020170123536A KR 20170123536 A KR20170123536 A KR 20170123536A KR 20180099431 A KR20180099431 A KR 20180099431A
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임성훈
최상재
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숭실대학교산학협력단
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Abstract

Provided is a double quench current limiting device capable of adjusting an impedance limit which comprises: a first current limiting unit for providing a first current flow path and a second current flow path; and a second current limiting unit connected to the first current limiting unit to provide a third current flow path. Each resistance of the first and third flow paths is smaller than a resistance of the second current flow path. The double quench current limiting device operates to allow an input current to flow through the first current flow path when the input current is smaller than or equal to a first threshold value, operates to allow at least a part of the input current to flow through the third current flow path when the input current exceeds the first threshold value, and is smaller than or equal to a second threshold value, as well as allowing the remaining input current to flow through the second current flow path when a part of the input current flows through the third current flow path, and operates to allow the input current to flow through the second current flow path when the input current exceeds the second threshold value.

Description

교류 및 직류용 이중 ?치 한류 장치{DOUBLE QUENCH CURRENT LIMITING DEVICE FOR DIRECT CURRENT AND ALTERNATING CURRENT}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a duplex quasi-current limiting device for alternating current and direct current,

본 발명은 교류 및 직류용 초전도 한류 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a superconducting current limiting device for alternating current and direct current.

일반적으로 전력계통의 어느 한 곳에 단락과 같은 사고가 발생한 경우에 사고지점에서 인접한 차단기가 동작한다. 이를 통해, 상위 단의 건전한 전력선과 단락이 발생한 선로를 차단함으로써 과전류 누설로 인한 전력 손실을 줄이고 주변 전력용 기기를 보호한다. 이처럼 전체 계통시스템의 다운현상을 방지하여 다른 건전한 선로에 전력을 연속적으로 공급할 수 있도록 초전도체를 이용한 전류 제한기가 사용되고 있다.Generally, when an accident such as a short circuit occurs in one of the power systems, the adjacent circuit breaker operates at the point of the accident. This cuts off the power line at the upper end and the line where the short circuit occurs, thereby reducing the power loss due to the overcurrent leakage and protecting the peripheral power equipment. In this way, a current limiter using a superconductor is used so as to prevent the downward phenomenon of the entire system and continuously supply power to the other healthy line.

전력계통 장치나 회로는 정상 상태의 경우 연속정격전류가 흐른다. 하지만, 전력계통 장치나 회로 상에 문제가 발생하거나 장치나 회로가 견딜 수 있는 범위 이상의 전류인 고장전류가 인가되면, 고장전류로 인해 전력계통 장치나 회로 내부의 주요 구성이 손상을 입게 된다. A power system device or circuit is subjected to continuous rated current in the steady state. However, if a fault occurs on a power system device or circuit, or if a fault current is applied that is beyond the range that the device or circuit can tolerate, the fault current will damage the main components of the power system or circuit.

이러한 고장전류 발생을 방지하기 위해, 전력계통 장치나 회로의 궤도 회로에 접속하여 전류를 조절할 수 있는 한류 장치가 개발되었다. 특히, 극저온 상태에서 전기 저항이 실질적으로 0 에 가깝고, 온도가 높아질수록 저항이 급격히 증가하는 특성을 갖는 초전도체를 이용한 초전도 한류 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. In order to prevent such a fault current, a current limiting device capable of controlling current by connecting to a power system device or a circuit of a circuit has been developed. Particularly, studies on a superconducting current limiting device using a superconductor having a characteristic in which the electric resistance is substantially close to zero at a cryogenic temperature and the resistance increases sharply as the temperature rises are actively researched.

이와 관련하여, 대한민국 등록특허 제 10-1182968호(발명의 명칭: 하이브리드 초전도 한류기)에는, 전력 입력단으로 입력되는 전력을 전력 출력단으로 출력하면서 고장전류의 발생을 감지하는 초전도체와, 초전도체의 출력전력을 진공 인터럽터를 통해 전력 출력단으로 전달하고 초전도체가 고장전류를 감지하였을 경우에 진공 인터럽터를 개로시킴과 동시에 보호접점이 폐로되면서 전력 입력단의 전력을 우회시켜 진공 인터럽터로 출력하는 고속 스위치와, 진공 인터럽터와 전력 출력단의 사이에 구비되고 초전도체가 고장전류를 감지하였을 경우에 턴 오프되면서 진공 인터럽터가 개로될 때 발생되는 아크를 제거하는 전력용 반도체 스위칭 유닛과, 전력 입력단 및 전력 출력단의 사이에 접속되는 커패시터와, 커패시터와 병렬 접속되는 한류저항을 포함하는 초전도 한류기가 개시되어 있다.In this regard, Korean Patent No. 10-1182968 (entitled "Hybrid Superconducting Fault Current Limiter") discloses a superconductor for detecting the occurrence of a fault current while outputting power input to a power input terminal to a power output terminal, A high speed switch for opening the vacuum interrupter when the superconductor senses a fault current and at the same time bypassing the power of the power input while the protective contact is closed and outputting it to the vacuum interrupter; A power semiconductor switching unit provided between the power output stage and being turned off when the superconductor detects a fault current to remove an arc generated when the vacuum interrupter is opened; a capacitor connected between the power input terminal and the power output terminal; , A current-limiting resistor connected in parallel with the capacitor Superconducting Fault groups that are disclosed.

그러나 위와 같은 종래의 초전도 한류기는, 스위칭 차단 후에 고장전류 크기에 따른 유동적인 전류 제한이 아닌 획일적 고장전류 제한을 한다. 이는 고장전류가 작은 경우 계통 차단기에서 고장의 유무를 확인할 수 없어 주 차단기의 동작을 방해한다는 문제점이 있다.However, the conventional superconducting fault current limiter as described above does not limit the current limitation according to the magnitude of the fault current after switching interruption, but the uniform fault current limit. If the fault current is small, there is a problem that the operation of the main breaker is interrupted because the system breaker can not confirm the failure.

따라서, 초전도 소자의 배치 구조와 스위칭 소자를 이용하여, 고장전류의 크기에 따라 가동되는 초전도 소자의 개수 및 경로를 조절하여 고장전류를 제한하는 방법이 필요하다. Therefore, there is a need for a method of limiting the fault current by adjusting the number and path of the superconducting elements operating according to the magnitude of the fault current, using the arrangement structure of the superconducting elements and the switching elements.

본 발명의 일부 실시예는 주 스위치부로서의 트리거형 초전도 한류 장치에 초전도 소자를 포함한 보조 스위치부를 추가함으로써 이중 ?치를 유도하고, 각각의 초전도 소자에 계전기를 연동하여 전류의 크기에 따라 스위치 동작을 다르게 제어함으로써 제한 임피던스를 조절할 수 있는 이중 ?치 한류 장치를 제공하고자 한다.In some embodiments of the present invention, an auxiliary switch unit including a superconducting device is added to a trigger-type superconducting fault current limiter as a main switch unit to induce a dual value, and the relays are connected to the respective superconducting devices, And to control the limiting impedance by controlling the double limiting current.

또한, 본 발명의 일부 실시예는 초전도 한류 장치의 전류 변화에 의해 공진이 발생되는 자가공진회로(self-resonance circuit)를 추가함으로써, 직류 전류에 대해서도 스위치의 손상 없이 안정적으로 한류 할 수 있는 이중 ?치 한류 장치를 제공하고자 한다.In addition, some embodiments of the present invention provide a self-resonance circuit that generates resonance due to a change in current of a superconducting fault current limiting device. And to provide a device for the flow of water.

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다. It is to be understood, however, that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described technical problems, and other technical problems may exist.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 교류 및 직류용 이중 ?치 한류 장치는 제 1 전류 흐름 경로 및 제 2 전류 흐름 경로를 제공하는 제 1 전류 제한부; 및 상기 제 1 전류 제한부에 접속되어, 제 3 전류 흐름 경로를 제공하는 제 2 전류 제한부를 포함하며, 상기 제 1 및 제 3전류 흐름 경로의 저항은 각각 상기 제 2 전류 흐름 경로의 저항보다 작으며, 입력 전류가 제 1 임계값 이하인 경우, 상기 입력 전류가 상기 제 1 전류 흐름 경로로 흐르도록 동작하고, 입력 전류가 상기 제 1 임계값을 초과하고 제 2 임계값 이하인 경우, 상기 입력 전류의 적어도 일부가 상기 제 3 전류 흐름 경로로 흐르도록 동작하되, 상기 입력 전류의 일부가 상기 제 3 전류 흐름 경로로 흐를 경우 상기 입력 전류의 나머지는 상기 제 2 전류 흐름 경로로 흐르도록 동작하며, 입력 전류가 상기 제 2 임계값을 초과하는 경우, 상기 입력 전류가 상기 제 2 전류 흐름 경로로 흐르도록 동작한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a dual current type current limiting apparatus for alternating current and direct current, comprising: a first current limiting unit for providing a first current flow path and a second current flow path; And a second current limiter connected to the first current limiter and providing a third current flow path, the resistances of the first and third current flow paths being smaller than the resistances of the second current flow path, respectively Wherein when the input current is less than or equal to the first threshold value, the input current flows into the first current flow path, and when the input current exceeds the first threshold value and less than or equal to the second threshold value, Wherein at least a portion of the input current flows into the third current flow path while the rest of the input current flows into the second current flow path when a portion of the input current flows into the third current flow path, Operates to cause the input current to flow to the second current flow path when the second current flow path exceeds the second threshold value.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 따른 이중 ?치 한류 장치는 고장 전류의 크기에 따라 전류가 흐르는 경로를 가변적으로 변경할 수 있어, 고장 전류 크기에 따른 유동적 제한 임피던스를 제공할 수 있다.The dual-current limiting current device according to any one of the above-described objects of the present invention can variably change a current flowing path according to a magnitude of a fault current, thereby providing a fluid limiting impedance according to a fault current magnitude.

또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 따른 이중 ?치 한류 장치는 다중 초전도 소자를 이용하여 상이한 크기의 고장 전류 별로 초기 과전류를 빠르게 제한할 수 있으며, 초전도 소자의 한류에 연이어 주 스위치와 보조 스위치를 각각 온/오프 제어하여 전류 흐름 경로를 변경함으로써 고장전류로부터 한류 장치 내부 구성을 효과적으로 보호할 수 있다.In addition, the dual overcurrent limiting device according to any one of the tasks of the present invention can rapidly limit an initial overcurrent for each of different-sized fault currents using a multi-superconducting device, Switches can be individually turned on / off to change the current flow path to effectively protect the internal structure of the current limiting device from the fault current.

또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 따른 이중 ?치 한류 장치는 주 스위치부의 스위치에 병렬로 연결된 자가 공진 회로를 통해 직류 전류에 대해서도 스위치를 손상 없이 안정적으로 동작시킬 수 있으며, 이를 통해 스위치 동작 신뢰성 및 차단 속도가 향상되고 최대 내력 전류량이 증대되는 효과가 있다.The dual-current limiting device according to any one of the means for solving the problems of the present invention is capable of stably operating a direct current without damaging the switch through a self resonant circuit connected in parallel to the switch of the main switch, The operation reliability and the cut-off speed are improved and the maximum internal-current amount is increased.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 ?치 한류 장치의 구성도 이다.
도 2 a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 ?치 한류 장치에서의 전류 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 ?치 한류 장치의 구성도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 ?치 한류 장치에서의 전류 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 적용되는 자기 공진 회로에 의한 전류 공진 파형을 나타낸 도면이다.
1 is a configuration diagram of a double-edged current limiting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A to 2C are views for explaining a current path in a double-breakdown current limiting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.
3 is a configuration diagram of a double-edged current limiting apparatus according to another embodiment of the present invention.
4A to 4C are views for explaining a current path in a double-breakdown current limiting apparatus according to another embodiment of the present invention.
5 is a view showing a current resonance waveform by a self-resonant circuit applied to the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It should be understood, however, that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, the same reference numbers are used throughout the specification to refer to the same or like parts.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it is not limited to a case where it is "directly connected" but also includes the case where it is "electrically connected" do.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 ?치 한류 장치의 구성도이다. 그리고, 도 2 a 내지 도 2c 는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 ?치 한류 장치에서의 전류 경로를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a configuration diagram of a double-edged current limiting apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 (a) to 2 (c) are diagrams for explaining a current path in a double-breakdown current limiting apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 이중 ?치 한류 장치(10)는 제 1 전류 제한부(100), 제 2 전류 제한부(200), 자가 공진 회로부(300) 및 스위치 제어부(400)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the dual-current limiting apparatus 10 includes a first current limiting unit 100, a second current limiting unit 200, a self-resonant circuit unit 300, and a switch control unit 400.

제 1 전류 제한부(100)는 전류의 입력단과 출력단 사이에 직렬로 연결된 제 1 초전도 소자(110) 및 제 1 스위치(120)와, 입력단과 출력단 사이에 직렬 연결되되 제 1 초전도 소자(110) 및 제 1 스위치(120)에는 병렬로 연결되는 제 1 한류 저항(130) 및 제 2 한류 저항(140)을 포함한다. The first current limiting unit 100 includes a first superconducting element 110 and a first switch 120 connected in series between an input terminal and an output terminal of the current and a first superconducting element 110 connected in series between an input terminal and an output terminal, And a first current-limiting resistor 130 and a second current-limiting resistor 140 connected in parallel to the first switch 120.

이때, 제 1 및 제 2 한류 저항(130, 140)은 각각 하나 이상의 저항(R), 코일(L), 커패시터(C) 중 적어도 하나의 조합으로 이루어질 수 있다. 그리고 제 1 및 제 2 한류 저항(130, 140) 각각의 임피던스 값은 설계자의 의도 또는 사용 용도에 따라 고정된 값으로 미리 설정되어 있을 수 있다.The first and second current limiting resistors 130 and 140 may be a combination of at least one resistor R, a coil L, and a capacitor C, respectively. The impedance value of each of the first and second current limiting resistors 130 and 140 may be preset to a fixed value according to the designer's intention or usage.

구체적으로, 제 1 초전도 소자(110) 및 제 1 한류 저항(130)의 일단은 각각 입력단에 접속되고, 제 1 초전도 소자(110)의 타단은 제 1 스위치(120)의 일단에 접속되며, 제 1 한류 저항(130)의 타단은 제 2 한류 저항(140)의 일단에 접속된다. 또한, 제 1 스위치(120) 및 제 2 한류 저항(140)의 타단은 각각 출력단에 접속된다.One end of the first superconducting element 110 and one end of the first current limiting resistor 130 are respectively connected to an input terminal. The other end of the first superconducting element 110 is connected to one end of the first switch 120, 1 current-limiting resistor 130 is connected to one end of the second current-limiting resistor 140. The other end of the first switch 120 and the second current-limiting resistor 140 are connected to the output terminal, respectively.

제 2 전류 제한부(200)는 직렬로 연결된 제 2 초전도 소자(210) 및 제 2 스위치(220)를 포함하며, 제 2 초전도 소자(210) 및 제 2 스위치(220)는 제 2 한류 저항(140)에 병렬로 연결된다.The second current limiting unit 200 includes a second superconducting element 210 and a second switch 220 connected in series and the second superconducting element 210 and the second switch 220 include a second current- 140 in parallel.

구체적으로, 제 2 초전도 소자(210)의 일단은 서로 직렬 연결된 제 1 한류 저항(130) 및 제 2 한류 저항(140) 사이에 접속되고, 제 2 초전도 소자(210)의 타단은 제 2 스위치(220)의 일단에 접속된다. 그리고 제 2 스위치(220)의 타단은 제 2 한류 저항(140) 및 출력단에 접속된다. One end of the second superconducting element 210 is connected between a first current limiting resistor 130 and a second current limiting resistor 140 connected in series and the other end of the second superconducting element 210 is connected to a second switch 220, respectively. The other end of the second switch 220 is connected to the second current-limiting resistor 140 and the output terminal.

이때, 제 1 전류 제한부(100)는 입력단 및 출력단 사이에 제 1 전류 흐름 경로 및 제 2 전류 흐름 경로를 제공하고, 제 2 전류 제한부(200)는 제 3 전류 흐름 경로를 제공한다.At this time, the first current limiter 100 provides a first current flow path and a second current flow path between the input and output ends, and the second current limiter 200 provides a third current flow path.

스위치 제어부(400)는 제 1 내지 제 3 전류 흐름 경로와, 제 1 및 제 2 초전도 소자(110, 210)의 전류 또는 전압을 측정하고, 측정된 전류 또는 전압에 기초하여 제 1 스위치(120) 및 제 2 스위치(220)의 온/오프(on/off) 구동을 제어한다. 이때, 스위치 제어부(400)는 계전기를 포함할 수 있다.The switch control unit 400 measures the currents or voltages of the first through third current flow paths and the first and second superconducting elements 110 and 210 and controls the first switch 120 based on the measured current or voltage. And on / off driving of the first switch 220 and the second switch 220. At this time, the switch control unit 400 may include a relay.

자가 공진 회로부(300)는 서로 직렬 연결된 사이리스터(310), 커패시터(C)(320) 및 코일(L)(330)을 포함한다. 사이리스터(310), 커패시터(C)(320) 및 코일(L)(330)은 제 1 전류 제한부(100)의 제 1 스위치(120)에 병렬로 연결된다.The self-resonant circuit unit 300 includes a thyristor 310, a capacitor C 320, and a coil L 330 connected in series to each other. The thyristor 310, the capacitor C 320 and the coil L 330 are connected in parallel to the first switch 120 of the first current limiting unit 100.

구체적으로, 사이리스터(310)의 일단은 제 1 스위치(120)의 일단에 접속되고, 사이리스터(310)의 타단은 커패시터(320)의 일단에 접속된다. 그리고 커패시터(320)의 타단은 코일(330)의 일단에 접속되며, 코일(330)의 타단은 제 1 스위치(120)의 타단 및 출력단에 접속된다. 이러한 자가 공진 회로부(300)의 동작에 대해서는 아래 도 5를 참조하여 상세히 설명하도록 한다. More specifically, one end of the thyristor 310 is connected to one end of the first switch 120, and the other end of the thyristor 310 is connected to one end of the capacitor 320. The other end of the capacitor 320 is connected to one end of the coil 330 and the other end of the coil 330 is connected to the other end and the output end of the first switch 120. The operation of the self-resonant circuit unit 300 will be described in detail with reference to FIG. 5 below.

이하, 도 2a 내지 2c를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 ?치 한류 장치(10)에서의 전류 제한 방식에 대해서 상세히 설명하도록 한다. 도 2a 내지 2c에서는 편의상 자가 공진 회로부(300)를 블록 형태로 간략히 표시하였으나, 앞서 도 1에서 설명한 바와 같이 직렬 연결된 사이리스터(310), 커패시터(320) 및 코일(330)을 포함하는 것이다. Hereinafter, the current limiting method in the dual-current type current limiting apparatus 10 according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2A to 2C. 2A to 2C, the self-resonant circuit unit 300 is schematically shown in a block form for convenience, but includes the thyristor 310, the capacitor 320, and the coil 330 connected in series as described above with reference to FIG.

이중 ?치 한류 장치(10)는 고장 전류의 크기에 따라 제 1 및 제 2 스위치(120, 220)의 동작을 다르게 제어한다.The dual current type current limiting apparatus 10 controls the operation of the first and second switches 120 and 220 differently according to the magnitude of the fault current.

구체적으로, 제 1 전류 제한부(100)의 제 1 초전도 소자(110)가 초기 과도 전류를 제한하고, 이에 연이어 스위치 제어부(400)가 제 1 스위치(120)의 온/오프 동작을 제어하여 제 2 전류 제한부(200)로의 전류(commutating)를 유도한다. 참고로, 이때의 과도 전류는 제 1 초전도 소자(110)의 저항이 상승되어 전류가 차단되도록 하는 제 1 임계값을 초과하는 전류로서, 이하 '1차 과도 전류'라고 지칭한다.More specifically, the first superconducting element 110 of the first current limiting unit 100 limits the initial transient current, and the switch control unit 400 controls the on / off operation of the first switch 120 2 commutating current limiter 200. In this way, For reference, the transient current at this time is a current exceeding a first threshold value which causes the resistance of the first superconducting element 110 to rise to block the current, and is hereinafter referred to as a 'primary transient current'.

이러한 전류(commutating) 이후에도 과도 전류가 입력되면 제 2 전류 제한부(200)의 제 2 초전도 소자(210)가 과도 전류를 제한하고, 연이어 제 2 스위치(220)의 온/오프 동작을 제어하여 제 1 및 제 2 한류 저항(130, 140)로의 전류(commutating)를 유도한다. 이를 통해 큰 제한 임피던스로 고장 전류를 제한할 수 있다. 이때, 제 2 초전도 소자(210)에 의해 제한되는 과도 전류는 제 2 초전도 소자(210)의 저항이 상승되어 전류가 차단되도록 하는 제 2 임계값을 초과하는 전류로서, 이하 '2차 과도 전류'라고 지칭하도록 한다. 제 1 및 제 2 임계값은 각각 설계자의 의도 또는 사용 용도에 따라 변경 가능하며, 본 발명의 일 실시예에서 제 2 임계값은 제 1 임계값 보다 높은 값으로 설정될 수 있다.When the transient current is input after the commutating operation, the second superconducting element 210 of the second current limiter 200 limits the transient current and controls the on / off operation of the second switch 220 in succession 1 and the second current-limiting resistors 130, 140, respectively. This limits the fault current to a large limiting impedance. At this time, the transient current limited by the second superconducting element 210 exceeds the second threshold value, which causes the resistance of the second superconducting element 210 to rise to block the current, Quot; The first and second threshold values may be changed according to the designer's intention or usage, respectively. In an embodiment of the present invention, the second threshold value may be set to a value higher than the first threshold value.

도 2a는 제 1 전류 흐름 경로를 통해 전류가 흐르는 과정을 도시하였다.2A shows the flow of current through the first current flow path.

입력 전류가 제 1 임계값 이하인 평시에는, 스위치 제어부(400)는 제 1 스위치(120) 및 제 2 스위치(220)를 둘 다 턴온시킨다. 이때, 제 1 초전도 소자(110) 및 제 2 초전도 소자(210)의 초기 임피던스 값은 각각 제 1 및 제 2 한류 저항(130, 140)의 임피던스 값보다 작다. 따라서, 입력 전류는 제 1 초전도 소자(110) 및 제 1 스위치(120)를 경유하여 흐르게 된다. 즉, 제 1 전류 흐름 경로는 도 2a의 ① 경로(iSFCL→iSC1→iSW1)로 표현할 수 있다.At an ordinary time when the input current is equal to or lower than the first threshold value, the switch control unit 400 turns on both the first switch 120 and the second switch 220. At this time, the initial impedance values of the first superconducting element 110 and the second superconducting element 210 are smaller than the impedance values of the first and second current limiting resistors 130 and 140, respectively. Accordingly, the input current flows through the first superconducting element 110 and the first switch 120. [ That is, the first current flow path can be expressed by the path (i SFCL? I SC1? I SW1 ) in Fig.

도 2b는 제 3 전류 흐름 경로를 통해 전류가 흐르는 과정을 도시하였다.FIG. 2B shows the flow of current through the third current flow path.

입력 전류가 제 1 임계값을 초과하고 제 2 임계값 이하인 경우, 즉 1차 과도 전류가 입력되면 스위치 제어부(400)는 제 1 스위치(120)를 턴오프시키고 제 2 스위치(220)를 턴온시킨다. 이때, 1차 과도 전류의 초기 과도 전류는 제 1 초전도 소자(110)에 의해 순간적으로 제한되며, 이에 연이은 제 1 스위치(120)의 턴오프 동작에 따라 입력 전류는 제 3 전류 흐름 경로로 전류(commutating)된다. 이를 통해, 입력 전류는 제 1 한류 저항(130), 제 2 초전도 소자(210) 및 제 2 스위치(220)를 경유하여 흐르게 된다. 즉, 제 3 전류 흐름 경로는 도 2b의 ② 경로(iSFCL→iCLR1→iSC2→iSW2)로 표현할 수 있다.When the input current exceeds the first threshold value and is equal to or less than the second threshold value, that is, when the first transient current is input, the switch control unit 400 turns off the first switch 120 and turns on the second switch 220 . At this time, the initial transient current of the first transient current is instantaneously limited by the first superconducting element 110, and the input current flows to the third current flow path by the turn-off operation of the first switch 120 commutating. Thus, the input current flows through the first current-limiting resistor 130, the second superconducting element 210, and the second switch 220. That is, the third current flow path can be represented by the path (i SFCL? I CLR1? I SC2? I SW2 ) in Fig. 2B.

도 2c는 제 2 전류 흐름 경로를 통해 전류가 흐르는 과정을 도시하였다.2C shows the flow of current through the second current flow path.

입력 전류가 제 2 임계값을 초과한 경우, 즉 2 차 과도 전류가 입력되면 스위치 제어부(400)는 제 1 스위치(120) 및 제 2 스위치(220)를 둘 다 턴오프시킨다. 이때, 2차 과도 전류는 제 2 초전도 소자(210)에 의해 순간적으로 제한되며, 이에 연이은 제 2 스위치(220)의 턴오프 동작에 따라 입력 전류는 제 2 전류 흐름 경로로 전류(commutating)된다. 이를 통해, 입력 전류는 제 1 한류 저항(130) 및 제 2 한류 저항(140)을 경유하여 흐르게 된다. 즉, 제 2 전류 흐름 경로는 도 2c의 ③ 경로((iSFCL→iCLR1→ iCLR2)로 표현할 수 있다.When the input current exceeds the second threshold value, that is, when the secondary transient current is input, the switch control unit 400 turns off both the first switch 120 and the second switch 220. At this time, the secondary transient current is instantaneously limited by the second superconducting element 210, and the input current is commutated to the second current flow path in accordance with the turn-off operation of the subsequent second switch 220. Thereby, the input current flows through the first NW resistance 130 and the second NW resistance 140. That is, the second current flow path can be expressed by a path (i SFCL? I CLR1? I CLR2 ) in Fig. 2C.

한편, 이상에서는 입력 전류가 교류인 경우를 설명하였다. 그런데 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 ?치 한류 장치(10)는 입력 전류가 직류이더라도 동일한 한류 동작을 처리한다.On the other hand, the case where the input current is AC is described above. However, the dual-current type current limiting apparatus 10 according to an embodiment of the present invention processes the same current limiting operation even if the input current is direct current.

일반적으로 직류 전류는 교류와 달리 크기가 0이 되는 시점이 없으므로, 차단 시 아크(arc)가 발생된다. 따라서 종래에는 차단기의 손상을 매번 감수해야만 했다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 ?치 한류 장치(10)는 직류 전류가 입력되더라도 자가 공진 회로부(300)에 의한 전류 공진을 통해서 제 1 스위치(120)에 흐르는 전류(iSW1)가 순간적으로 크기가 0되는 지점에 도달하도록 공진을 유도할 수 있다.Generally, the DC current does not have a time point when the magnitude becomes zero unlike AC, so an arc is generated when the DC current is interrupted. Therefore, in the past, damage to the circuit breaker had to be taken each time. However, even if a direct current is inputted, the double-breakdown current limiting apparatus 10 according to an embodiment of the present invention is configured such that the current i SW1 flowing through the first switch 120 through current resonance by the self- The resonance can be induced to reach the point where the magnitude becomes zero.

구체적으로, 자가 공진 회로(300)의 커패시터(320) 및 코일(330)과 직렬로 연결된 사이리스터(thyristor)(310)는 외부 신호를 받아 선로를 도통시키는 단방향성 스위치이다. 따라서, 평시(즉, 과도 전류 발생 이전)에는 자가 공진 회로부(300)로는 전류가 흐르지 않다가, 고장 전류 발생으로 사이리스터(310)에 신호가 감지되면 사이리스터(thyristor)(310)가 도통되어 자가 공진 회로부(300)에 전류가 흐르게된다. 즉, 제 1 스위치(120)에 자가 공진 회로부(300)가 병렬로 연결되어 전류의 공진이 시작된다. 그리고 도 5에서와 같이, 직류 전류가 공진하여 전류 크기가 0이 되는 시점이 발생된다.More specifically, the capacitor 320 of the self-resonant circuit 300 and the thyristor 310 connected in series with the coil 330 are unidirectional switches that receive external signals and conduct the line. Therefore, no current flows to the self-resonant circuit unit 300 during a normal time (before the generation of the transient current). When a signal is detected by the thyristor 310 due to the occurrence of a fault current, the thyristor 310 is turned on, So that a current flows through the circuit portion 300. That is, the self-resonant circuit unit 300 is connected in parallel to the first switch 120 to start resonance of the current. As shown in FIG. 5, a time point at which the DC current resonates and the current magnitude becomes zero is generated.

도 5는 본 발명에 적용되는 자기 공진 회로에 의한 전류 공진 파형을 나타낸 도면이다.5 is a view showing a current resonance waveform by a self-resonant circuit applied to the present invention.

도 5를 참조하면, 전류의 크기가 0이 되는 인터럽션 순간에는 제 1 스위치(120)가 동작하여도 아크 발생이 없기 때문에, 스위치 동작에 있어서 동작신뢰성과 차단속도가 향상되며, 최대 내력 전류량을 증대시킬 수 있다.Referring to FIG. 5, since the arc is not generated even when the first switch 120 operates, the operation reliability and the cut-off speed are improved in the moment of interruption in which the magnitude of the current becomes 0, Can be increased.

이중 ?치 한류 장치(10)에 직류 전류가 입력된 경우, 과전류 발생 시 자가 공진 회로부(300)에 의해 유도되는 공진에 영향을 받아 제 1 스위치(120)의 전류는 공진된다. 이때, 제 1 스위치(120)를 흐르는 전류 값은 아래 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. When a DC current is input to the dual current type current-limiting device 10, the current of the first switch 120 is resonated by the resonance induced by the self-resonance circuit unit 300 in the occurrence of an overcurrent. At this time, the current value flowing through the first switch 120 can be expressed by Equation (1) below.

<수학식 1>&Quot; (1) &quot;

Figure pat00001
Figure pat00001

수학식 1에서 it는 초기 전류값을 의미하고, p 및 q는 회로 상수이며, t는 시간을 의미한다.In Equation 1, i t denotes an initial current value, p and q are circuit constants, and t denotes time.

결과적으로, 이중 ?치 한류 장치(10)에 직류 전류가 입력될 경우, 1차 과도 전류 발생 시 제 1 초전도 소자(110)에 의해 초기 과도 전류가 한류된 직후 제 1 스위치(120)가 동작하여 전류시키되, 자가 공진 회로부(300)에 의해 직류 전류에 대해 공진이 발생된 상태에서 제 1 스위치(120)가 동작함으로써 스위치에 아크가 발생되지 않는다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 ?치 한류 장치(10)는 교류 및 직류에 상관없이 효과적으로 한류 동작을 처리한다.As a result, when the DC current is input to the dual-breaker current limiting device 10, the first switch 120 operates immediately after the initial transient current is cut off by the first superconducting element 110 when the first transient current is generated An arc is not generated in the switch due to the operation of the first switch 120 in a state where resonance is generated with respect to the direct current by the self resonant circuit unit 300. [ That is, the dual-current limiting device 10 according to the embodiment of the present invention effectively handles the current limiting operation irrespective of the alternating current and the direct current.

이상 도 5를 참조하여 설명한 자가 공진 회로부(300)의 동작 및 그 효과는, 아래에서 설명할 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 ?치 한류 장치에도 동일하게 적용된다.The operation and effects of the self-resonant circuit unit 300 described above with reference to FIG. 5 are equally applied to a double-breakdown current limiting apparatus according to another embodiment of the present invention to be described below.

도 3 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 ?치 한류 장치의 구성도이다. 도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 ?치 한류 장치에서의 전류 경로를 설명하기 위한 도면이다.3 is a configuration diagram of a double-edged current limiting apparatus according to another embodiment of the present invention. 4A to 4C are views for explaining a current path in a double-breakdown current limiting apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 이중 ?치 한류 장치(20)는 제 1 전류 제한부(500), 제 2 전류 제한부(600), 자가 공진 회로부(700) 및 스위치 제어부(800)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the dual-current limiting apparatus 20 includes a first current limiting unit 500, a second current limiting unit 600, a self-resonant circuit unit 700, and a switch control unit 800.

제 1 전류 제한부(500)는 전류의 입력단과 출력단 사이에 직렬로 연결된 제 1 초전도 소자(510) 및 제 1 스위치(520)와, 제 1 초전도 소자(510) 및 제 1 스위치(520)에 각각 병렬로 연결된 제 1 한류 저항(530) 및 제 2 한류 저항(540)을 포함한다.The first current limiting unit 500 includes a first superconducting element 510 and a first switch 520 connected in series between an input terminal and an output terminal of the current and a second switch 500 connected to the first superconducting element 510 and the first switch 520 And a first current-limiting resistor 530 and a second current-limiting resistor 540 connected in parallel.

제 2 전류 제한부(600)는 제 2 한류 저항(540) 및 출력단 사이에 직렬로 연결되며, 서로 직렬 연결된 제 2 초전도 소자(610) 및 제 2 스위치(620)를 포함한다. 그리고 제 2 한류 저항(540) 및 제 2 전류 제한부(600)는 제 1 한류 저항(530)에 병렬로 연결된다.The second current limiting unit 600 includes a second superconducting element 610 and a second switch 620 connected in series between the second current limiting resistor 540 and the output terminal. The second current limiting unit 540 and the second current limiting unit 600 are connected in parallel to the first current limiting resistor 530.

이때, 제 1 및 제 2 한류 저항(530, 540)은 각각 하나 이상의 저항(R), 코일(L), 커패시터(C) 중 적어도 하나의 조합으로 이루어질 수 있다. 그리고 제 1 및 제 2 한류 저항(530, 540) 각각의 임피던스 값은 설계자의 의도 또는 사용 용도에 따라 고정된 값으로 미리 설정되어 있을 수 있다.The first and second current limiting resistors 530 and 540 may be formed of a combination of at least one resistor R, a coil L, and a capacitor C, respectively. The impedance value of each of the first and second current limiting resistors 530 and 540 may be preset to a fixed value according to the designer's intention or usage.

구체적으로, 제 1 초전도 소자(510), 제 1 한류 저항(530) 및 제 2 한류 저항(540)의 일단은 각각 입력단에 접속되고, 제 1 초전도 소자(510)의 타단은 제 1 스위치(520)의 일단에 접속되며, 제 1 한류 저항(530) 및 제 1 스위치(520)의 타단은 각각 출력단에 접속된다. 또한, 제 2 한류 저항(540)의 타단은 제 2 스위치(620)의 일단에 접속되고, 제 2 스위치(620)의 타단은 제 2 초전도 소자(610)의 일단에 접속되며, 제 2 초전도 소자(610)의 타단은 제 1 한류 저항(530) 및 제 1 스위치(520) 각각의 타단과 출력단에 접속된다. One end of the first superconducting element 510, the first current limiting resistance 530 and the second current limiting resistance 540 are respectively connected to the input terminal and the other end of the first superconducting element 510 is connected to the first switch 520 And the other end of the first current-sourcing resistor 530 and the first switch 520 are connected to the output terminal, respectively. The other end of the second current limiting resistor 540 is connected to one end of the second switch 620. The other end of the second switch 620 is connected to one end of the second superconducting element 610, And the other end of the first current mirror resistor 610 is connected to the other end and the output end of the first current mirror resistor 530 and the first switch 520, respectively.

이때, 제 1 전류 제한부(500)는 입력단 및 출력단 사이에 제 1 전류 흐름 경로 및 제 2 전류 흐름 경로를 제공하고, 제 2 전류 제한부(600)는 제 3 전류 흐름 경로를 제공한다.At this time, the first current limiter 500 provides a first current flow path and a second current flow path between the input and output ends, and the second current limiter 600 provides a third current flow path.

스위치 제어부(800)는 제 1 내지 제 3 전류 흐름 경로와, 제 1 및 제 2 초전도 소자(530, 540)의 전류 또는 전압을 측정하고, 측정된 전류 또는 전압에 기초하여 제 1 스위치(520) 및 제 2 스위치(620)의 온/오프(on/off) 구동을 제어한다. 이때, 스위치 제어부(800)는 계전기를 포함할 수 있다.The switch control unit 800 measures the currents or voltages of the first to third current flow paths and the first and second superconducting elements 530 and 540 and controls the first switch 520 based on the measured current or voltage. And on / off driving of the second switch 620 are controlled. At this time, the switch control unit 800 may include a relay.

자가 공진 회로부(700)는 서로 직렬 연결된 사이리스터(710), 커패시터(720) 및 코일(730)을 포함한다. 사이리스터(710), 커패시터(720) 및 코일(730)은 제 1 전류 제한부(500)의 제 1 스위치(520)에 병렬로 연결된다.The self-resonant circuit portion 700 includes a thyristor 710, a capacitor 720, and a coil 730 connected in series to each other. The thyristor 710, the capacitor 720 and the coil 730 are connected in parallel to the first switch 520 of the first current limiting unit 500.

구체적으로, 사이리스터(710)의 일단은 제 1 스위치(520)의 일단에 접속되고, 사이리스터(710)의 타단은 커패시터(720)의 일단에 접속된다. 그리고 커패시터(720)의 타단은 코일(730)의 일단에 접속되며, 코일(730)의 타단은 제 1 스위치(520)의 타단 및 출력단에 접속된다. 이러한 자가 공진 회로부(700)의 동작은 앞서 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 ?치 한류 장치(10)의 설명에서 상세히 다루었으므로 생략하기로 한다.Specifically, one end of the thyristor 710 is connected to one end of the first switch 520, and the other end of the thyristor 710 is connected to one end of the capacitor 720. The other end of the capacitor 720 is connected to one end of the coil 730 and the other end of the coil 730 is connected to the other end and the output end of the first switch 520. The operation of the self-resonant circuit unit 700 will be omitted because it is described in detail in the description of the double-breakdown current limiting apparatus 10 according to the embodiment of the present invention.

이하, 도 4a 내지 4c를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 ?치 한류 장치(20)에서의 전류 제한 방식에 대해서 상세히 설명하도록 한다. 도 4a 내지 4c에서는 편의상 자가 공진 회로부(700)를 블록 형태로 간략히 표시하였으나, 앞서 도 3에서 설명한 바와 같이 직렬 연결된 사이리스터(710), 커패시터(720) 및 코일(730)을 포함하는 것이다. Hereinafter, the current limiting method in the double-breakdown current limiting apparatus 20 according to another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4A to 4C. 4A to 4C, the self resonant circuit portion 700 is schematically shown in a block form for convenience, but includes the thyristor 710, the capacitor 720, and the coil 730 connected in series as described above with reference to FIG.

이중 ?치 한류 장치(20)는 고장 전류의 크기에 따라 제 1 및 제 2 스위치(530, 540)의 동작을 다르게 제어한다.The double-wave current limiting device 20 controls the operation of the first and second switches 530 and 540 according to the magnitude of the fault current.

구체적으로, 제 1 전류 제한부(500)의 제 1 초전도 소자(510)가 초기 과도 전류를 제한하고, 이에 연이어 스위치 제어부(800)가 제 1 스위치(520)의 온/오프 동작을 제어하여 제 1 한류 저항(530)으로의 전류(commutating)와, 동시에 제 2 한류 저항(540) 및 제 2 전류 제한부(600)로의 전류를 유도한다. 참고로, 이때의 과도 전류는 제 1 초전도 소자(310)의 저항이 상승되어 전류가 차단되도록 하는 제 1 임계값을 초과하는 전류로서, 이하 '1차 과도 전류'라고 지칭한다. More specifically, the first superconducting element 510 of the first current limiting unit 500 limits the initial transient current, and the switch control unit 800 controls the on / off operation of the first switch 520 1 current limiting resistor 530 and the current to the second current limiting resistor 540 and the second current limiting portion 600 simultaneously. For reference, the transient current at this time is a current exceeding a first threshold value which causes the resistance of the first superconducting element 310 to rise to block the current, and is hereinafter referred to as a 'primary transient current'.

이러한 전류(commutating) 이후에도 과도 전류가 입력되면 제 2 전류 제한부(600)의 제 2 초전도 소자(610)가 과도 전류를 제한하고, 연이어 스위치 제어부(800)가 제 2 스위치(620)의 온/오프 동작을 제어하여 제 1 한류 저항(530)으로의 전류(commutating)를 유도한다. 이를 통해 큰 제한 임피던스로 고장 전류를 제한할 수 있다. 이때, 제 2 초전도 소자(610)에 의해 제한되는 과도 전류는 제 2 초전도 소자(610)의 저항이 상승되어 전류가 차단되도록 하는 제 2 임계값을 초과하는 전류로서, 이하 '2차 과도 전류'라고 지칭하도록 한다. 제 1 및 제 2 임계값은 각각 설계자의 의도 또는 사용 용도에 따라 변경 가능하며, 본 발명의 다른 실시예에서 제 2 임계값은 제 1 임계값 보다 높은 값으로 설정될 수 있다.The second superconducting element 610 of the second current limiter 600 limits the transient current when the transient current is input after the commutating operation and the switch controller 800 controls the on / Off operation to induce current (commutating) to the first current-limiting resistor 530. [ This limits the fault current to a large limiting impedance. Here, the transient current limited by the second superconducting element 610 is a current exceeding the second threshold value, which causes the resistance of the second superconducting element 610 to rise to block the current, Quot; The first and second threshold values may be changed according to the designer's intention or usage purpose, respectively. In another embodiment of the present invention, the second threshold value may be set to a value higher than the first threshold value.

도 4a는 제 1 전류 흐름 경로를 통해 전류가 흐르는 과정을 도시하였다.4A shows the flow of current through the first current flow path.

입력 전류가 제 1 임계값 이하인 평시에는, 스위치 제어부(800)는 제 1 스위치(520) 및 제 2 스위치(620)를 둘 다 턴온시킨다. 이때, 제 1 초전도 소자(510) 및 제 2 초전도 소자(610)의 초기 임피던스 값은 각각 제 1 및 제 2 한류 저항(530, 540)의 임피던스 값보다 작다. 따라서, 입력 전류는 제 1 초전도 소자(510) 및 제 1 스위치(520)를 경유하여 흐르게 된다. 즉, 제 1 전류 흐름 경로는 도 4a의 ① 경로(iSFCL→iSC1→iSW1)로 표현할 수 있다.When the input current is equal to or lower than the first threshold value, the switch control unit 800 turns both the first switch 520 and the second switch 620 on. At this time, the initial impedance values of the first superconducting element 510 and the second superconducting element 610 are smaller than the impedance values of the first and second current-blocking resistors 530 and 540, respectively. Therefore, the input current flows through the first superconducting element 510 and the first switch 520. [ That is, the first current flow path can be expressed by the path (i SFCL? I SC1? I SW1 ) in Fig. 4A.

도 4b는 제 2 및 제 3 전류 흐름 경로를 통해 전류가 흐르는 과정을 도시하였다.FIG. 4B shows the flow of current through the second and third current flow paths.

입력 전류가 제 1 임계값을 초과하고 제 2 임계값 이하인 경우, 즉 1차 과도 전류가 입력되면 스위치 제어부(800)는 제 1 스위치(520)를 턴오프시키고 제 2 스위치(620)를 턴온시킨다. 이때, 1차 과도 전류의 초기 과도 전류는 제 1 초전도 소자(510)에 의해 순간적으로 제한되며, 이에 연이은 제 1 스위치(520)의 턴오프 동작에 따라 입력 전류는 제 2및 제 3 전류 흐름 경로로 분산되어 전류(commutating)된다. 이를 통해, 입력 전류의 일부는 제 1 한류 저항(530)을 경유하여 흐르고, 입력 전류의 나머지는 제 2 한류 저항(540), 제 2 스위치(620) 및 제 2 초전도 소자(610)을 경유하여 흐르게 된다. 즉, 제 2 전류 흐름 경로는 도 4b의 ②' 경로(iSFCL→iCLR1)로 표현할 수 있으며, 제 3 전류 흐름 경로는 도 4b의 ②'' 경로(iSFCL iCLR2 →iSW2→iSC2)로 표현할 수 있다.When the input current exceeds the first threshold value and is equal to or less than the second threshold value, that is, when the first transient current is input, the switch control unit 800 turns off the first switch 520 and turns on the second switch 620 . At this time, the initial transient current of the first transient current is instantaneously limited by the first superconducting element 510, and the input current is supplied to the second and third current flow paths &lt; RTI ID = 0.0 &gt; And is commutated. A portion of the input current flows through the first current limiting resistor 530 and the remainder of the input current flows through the second current limiting resistor 540, the second switch 620 and the second superconducting element 610 Flow. That is, the second current flow path can be expressed by the path (i SFCL? I CLR1 ) in FIG. 4B, and the third current flow path can be represented by the path (i SFCL ? I CLR2? I SW2? I SC2 ).

도 4c는 제 2 전류 흐름 경로를 통해 전류가 흐르는 과정을 도시하였다.4C shows the flow of current through the second current flow path.

입력 전류가 제 2 임계값을 초과한 경우, 즉 2 차 과도 전류가 입력되면 제 1 스위치(520) 및 제 2 스위치(620)를 둘 다 턴오프시킨다. 이때, 2차 과도 전류는 제 2 초전도 소자(610)에 의해 순간적으로 제한되며, 이에 연이은 제 2 스위치(620)의 턴오프 동작에 따라 입력 전류는 제 2 전류 흐름 경로로 전류(commutating)된다. 이를 통해, 입력 전류는 제 1 한류 저항(530)을 경유하여 흐르게 된다. 즉, 제 2 전류 흐름 경로는 도 4c의 ③ 경로(iSFCL iCLR1)로 표현할 수 있으며, 이는 앞서 도 4b의 ②' 와 같다.When the input current exceeds the second threshold value, that is, when the second transient current is input, both the first switch 520 and the second switch 620 are turned off. At this time, the secondary transient current is instantaneously limited by the second superconducting element 610, and the input current is commutated to the second current flow path in accordance with the turn-off operation of the subsequent second switch 620. Thereby, the input current flows through the first current-limiting resistor 530. That is, the second current flow path can be expressed as a path (i SFCL ? I CLR1 ) in FIG. 4C, which is shown in (2) of FIG.

전술한 것과 같이 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이중 ?치 한류 장치는 고장전류의 크기에 따라 전류가 흐르는 경로를 가변적으로 변경할 수 있어 고장전류로부터 한류 장치 내부 구성을 효과적으로 보호하면서도, 한류 장치를 통해 보호하고자 하는 대상(예: 전력 계통)도 효과적으로 보호할 수 있다. As described above, according to various embodiments of the present invention, the dual current type current limiting device can variably change the current flowing path according to the magnitude of the fault current, thereby effectively protecting the internal configuration of the current limiting device from the fault current. It is also possible to effectively protect the objects to be protected (eg power system).

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. It will be understood by those of ordinary skill in the art that the foregoing description of the embodiments is for illustrative purposes and that those skilled in the art can easily modify the invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

10, 20: 이중 ?치 한류 장치 100, 500: 제 1 전류 제한부
200, 600: 제 2 전류 제한부 110, 510: 제 1 초전도 소자
120, 520: 제 1 스위치 130, 530: 제 1 한류 저항
140, 540: 제 2 한류 저항 210, 610: 제 2 초전도 소자
220, 620: 제 2 스위치 300, 700: 자가 공진 회로부
310, 710: 사이리스터 320, 720: 커패시터
330, 730: 코일 400, 800: 스위치 제어부
10, 20: double-winding current limiting device 100, 500: first current limiting section
200, 600: second current limiter 110, 510: first superconducting element
120, 520: first switch 130, 530: first current resistance
140, 540: second current resistance 210, 610: second superconducting element
220, 620: second switch 300, 700: self-resonant circuit
310, 710: Thyristor 320, 720: Capacitor
330, 730: coil 400, 800: switch control section

Claims (8)

교류 및 직류용 이중 ?치 한류 장치에 있어서,
제 1 전류 흐름 경로 및 제 2 전류 흐름 경로를 제공하는 제 1 전류 제한부; 및
상기 제 1 전류 제한부에 접속되어, 제 3 전류 흐름 경로를 제공하는 제 2 전류 제한부를 포함하며,
상기 제 1 및 제 3전류 흐름 경로의 저항은 각각 상기 제 2 전류 흐름 경로의 저항보다 작으며,
입력 전류가 제 1 임계값 이하인 경우, 상기 입력 전류가 상기 제 1 전류 흐름 경로로 흐르도록 동작하고,
입력 전류가 상기 제 1 임계값을 초과하고 제 2 임계값 이하인 경우, 상기 입력 전류의 적어도 일부가 상기 제 3 전류 흐름 경로로 흐르도록 동작하되, 상기 입력 전류의 일부가 상기 제 3 전류 흐름 경로로 흐를 경우 상기 입력 전류의 나머지는 상기 제 2 전류 흐름 경로로 흐르도록 동작하며,
입력 전류가 상기 제 2 임계값을 초과하는 경우, 상기 입력 전류가 상기 제 2 전류 흐름 경로로 흐르도록 동작하는, 이중 ?치 한류 장치.
In a double-eddy current apparatus for alternating current and direct current,
A first current limiting unit providing a first current flow path and a second current flow path; And
And a second current limiter connected to the first current limiter and providing a third current flow path,
The resistances of the first and third current flow paths are each less than the resistance of the second current flow path,
And to cause the input current to flow to the first current flow path when the input current is below a first threshold value,
Wherein at least a portion of the input current flows into the third current flow path when the input current exceeds the first threshold and is below a second threshold, The remaining current of the input current flows to the second current flow path,
And the input current flows to the second current flow path when the input current exceeds the second threshold value.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전류 제한부는,
입력단과 출력단 사이에 직렬 연결된 제 1 초전도 소자 및 제 1 스위치와, 상기 입력단과 상기 출력단 사이에 직렬 연결된 제 1 한류 저항 및 제 2 한류 저항을 포함하고,
상기 제 1 초전도 소자 및 제 1 스위치와, 상기 제 1 한류 저항 및 제 2 한류 저항은 병렬 연결되며,
상기 제 2 전류 제한부는,
직렬 연결된 제 2 초전도 소자 및 제 2 스위치를 포함하고,
상기 제 2 전류 제한부는 상기 제 2 한류 저항에 병렬 연결된 것인, 이중 ?치 한류 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first current limiting unit includes:
A first superconducting element and a first switch connected in series between an input terminal and an output terminal, and a first current limiting resistance and a second current limiting resistance connected in series between the input terminal and the output terminal,
Wherein the first current-limiting resistor and the second current-limiting resistor are connected in parallel with the first superconducting element and the first switch,
Wherein the second current limiter comprises:
A second superconducting element connected in series and a second switch,
And the second current limiting portion is connected in parallel to the second current limiting resistor.
제 2 항에 있어서,
상기 입력 전류가 상기 제 1 임계값 이하인 경우, 상기 제 1 스위치 및 제 2 스위치를 각각 턴온시켜 상기 제 1 초전도 소자 및 제 1 스위치를 경유하여 전류가 흐르도록 동작하고,
상기 입력 전류가 상기 제 1 임계값을 초과하고 상기 제 2 임계값 미만인 경우, 상기 제 1 스위치를 턴오프시키고 상기 제 2 스위치를 턴온시켜 상기 제 1 한류 저항, 제 2 초전도 소자 및 제 2 스위치를 경유하여 전류가 흐르도록 동작하고,
상기 입력 전류가 상기 제 2 임계값을 초과하는 경우, 상기 제 1 스위치 및 제 2 스위치를 각각 턴오프시켜 상기 제 1 한류 저항 및 제 2 한류 저항을 경유하여 전류가 흐르도록 동작하는, 이중 ?치 한류 장치.
3. The method of claim 2,
When the input current is equal to or less than the first threshold value, turning on the first switch and the second switch to operate the current through the first superconducting element and the first switch,
When the input current exceeds the first threshold value and is lower than the second threshold value, the first current-limiting resistor, the second superconducting element, and the second switch are turned on by turning off the first switch and turning on the second switch And the current flows through the resistor
And to turn off the first switch and the second switch, respectively, when the input current exceeds the second threshold value, to operate the current through the first current-limiting resistor and the second current- Wave current device.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전류 제한부는,
입력단과 출력단 사이에 직렬 연결된 제 1 초전도 소자 및 제 1 스위치와, 상기 제 1 초전도 소자 및 제 1 스위치에 각각 병렬 연결된 제 1 한류 저항 및 제 2 한류 저항을 포함하고,
상기 제 2 전류 제한부는,
상기 제 2 한류 저항의 일단과 상기 출력단 사이에 직렬 연결된 제 2 스위치 및 제 2 초전도 소자를 포함하는 것인, 이중 ?치 한류 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first current limiting unit includes:
A first superconducting element and a first switch connected in series between an input terminal and an output terminal, and a first current limiting resistance and a second current limiting resistance connected in parallel to the first superconducting element and the first switch,
Wherein the second current limiter comprises:
And a second switch and a second superconducting element connected in series between one end of the second current limiting resistor and the output end.
제 4 항에 있어서,
상기 입력 전류가 상기 제 1 임계값 이하인 경우, 상기 제 1 스위치 및 제 2 스위치를 각각 턴온시켜 상기 제 1 초전도 소자 및 제 1 스위치를 경유하여 전류가 흐르도록 동작하고,
상기 입력 전류가 상기 제 1 임계값을 초과하고 상기 제 2 임계값 미만인 경우, 상기 제 1 스위치를 턴오프시키고 상기 제 2 스위치를 턴온시켜 상기 입력 전류의 일부는 상기 제 1 한류 저항을 경유하여 흐르도록 하고, 상기 입력 전류의 나머지는 상기 제 2 한류 저항, 제 2 스위치 및 제 2 초전도 소자를 경유하여 흐르도록 동작하고,
상기 입력 전류가 상기 제 2 임계값을 초과하는 경우, 상기 제 1 스위치 및 제 2 스위치를 각각 턴오프시켜 상기 제 1 한류 저항을 경유하여 전류가 흐르도록 동작하는, 이중 ?치 한류 장치.
5. The method of claim 4,
When the input current is equal to or less than the first threshold value, turning on the first switch and the second switch to operate the current through the first superconducting element and the first switch,
And when the input current exceeds the first threshold and is less than the second threshold, turning off the first switch and turning on the second switch causes a portion of the input current to flow through the first current- And the rest of the input current is caused to flow through the second current-limiting resistor, the second switch and the second superconducting element,
And to turn off the first switch and the second switch, respectively, when the input current exceeds the second threshold, to operate to flow current via the first current-limiting resistor.
제 2 항 또는 제 4항에 있어서,
상기 제 1 스위치에 병렬 연결되는 자가 공진 회로부를 더 포함하고,
상기 자가 공진 회로부는,
직렬 연결된 사이리스터, 커패시터 및 코일을 포함하는, 이중 ?치 한류 장치.
The method according to claim 2 or 4,
And a self-resonant circuit part connected in parallel to the first switch,
The self-
A double-eddy current-limiting device comprising a series-connected thyristor, a capacitor and a coil.
제 6 항에 있어서,
상기 입력 전류가 직류 전류이되 상기 제 1 임계값을 초과하고 상기 제 2 임계값 미만인 경우, 상기 사이리스터가 도통되어 상기 자가 공진 회로부에 전류가 흐르는 것인, 이중 ?치 한류 장치.
The method according to claim 6,
Wherein when the input current is a direct current and exceeds the first threshold and is less than the second threshold, the thyristor conducts and a current flows through the self-resonant circuit.
제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 내지 제 3 전류 흐름 경로, 상기 제 1 초전도 소자 및 제 2 초전도 소자의 전류 또는 전압에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 스위치의 동작을 제어하는 스위치 제어부를 더 포함하는, 이중 ?치 한류 장치.
The method according to claim 2 or 4,
Further comprising a switch control section for controlling operations of said first and second switches based on said first to third current flow paths, the current or voltage of said first superconducting element and said second superconducting element, Device.
KR1020170123536A 2017-02-28 2017-09-25 Double quench current limiting device for direct current and alternating current KR20180099431A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021235607A1 (en) * 2020-05-22 2021-11-25 재단법인 녹색에너지연구원 Multi-circuit direct current breaking system
US11855438B2 (en) 2020-05-22 2023-12-26 Green Energy Institute Multi-circuit DC breaking system

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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