The current limiting and recovery characteristics of a superconducting fault current limiter (SFCL) using shunt reactors were analyzed. Generally, the shunt reactor has a role to distribute the even voltage drop between high-Tc superconducting (HTSC) elements comprising the SFCL. However, the shunt reactors magnetically separated was not contributed to the equal voltage distribution between the HTSC elements. Through the experiments for the SFCL with both the magnetically coupled and magnetically uncoupled shunt reactors, the magnetically coupled shunt reactors were confirmed to improve the current limiting and recovery characteristics of the SFCL.
본 논문은 고장발생 초기 고장전류의 크기에 따라 피크전류제한 기능을 갖도록 하나의 철심에 기존 1차 코일과 2차 코일이 병렬로 연결된 초전도 소자 1과 추가적인 철심을 사용하여 3차 권선에 초전도 소자 2가 연결된 자기결합형 초전도한류기를 제안하였다. 이중 철심을 이용하여 코일 1과 코일 2간 병렬로 연결한 자기결합형 초전도한류기가 고장발생시 피크전류를 초전도 소자 1만이 분담하는 것을 확인할 수 있었다. 그 이유는 초기 사고전류의 순간적인 요소가 커서 초전도 소자 1이 ?치되어 작동하였으나, 코일 3에 흐르는 전류가 임계전류를 초과하지 않았고, 이로 인해 초전도 소자 2가 ?치되어 작동하지 않았기 때문이다. 사고 시 피크전류를 순차적인 초전도 소자로 제한하기 위해서는 코일 1이 낮은 자기인덕턴스 값을 갖고 있으면서도 코일 2보다 코일 3이 보다 높은 자기인덕턴스 값을 갖도록 설계해야 할 것이다. 또한, 고장 발생 초기 사고전류의 크기를 결정하는 고장조건 중의 하나인 1차 코일과 2차 코일간의 권선비가 0.25일 때 두 SFCL의 전류제한 및 회복특성에 대한 검증을 선로단락실험을 통해 분석되었다. 이 단락실험의 분석결과, 가극결선인 경우가 감극결선한 경우보다도 전류제한 및 회복특성이 더욱 우수함을 확인할 수 있었다.
In order to realize the commercial application of HTSC materials, it is necessary to develop the fabrication process of high Tc oxide superconductor materials with desired shape and for practical application and high critical current density as well as good mechanical strength which can withstand high lorenz force generated at high magnetic field. Much studies have been concentrated to develop the fabrication technique for high critical current density but still there are a lot of gap which should be overcome for large scale application of HTSC materials at liquid nitrogen temperature. Recently some new fabrication techniques have been developed for YBaCuO bulk superconductor with high mechanical strength and critical current density. In this project, the establishment of fabrication condition and additive effects of second elements were examined so as to improve the related properties to the practical use of YBaCuO superconductor, and we reported the production of the YBaCuO high Tc superconductor by the pyrolysis method.
The fault current limiting characteristics of the separated and the integrated three-phase flux-lock type superconducting fault current limiters (SFCLs) were analyzed. The three-phase flux-lock type SFCL consisted of three flux-lock reactors and three $high-T_c$ superconducting (HTSC) elements. In the integrated three-phase flux-lock type SFCL, three flux-lock reactors are connected on the same iron core. On the other hand, three flux-lock reactors of the separated three-phase flux-lock type SFCL are connected on three separated iron cores. The integrated three-phase flux-lock type SFCL showed the different fault current limiting characteristics from the separated three-phase flux-lock type SFCL that the fault phase could affect the sound phase, which resulted in quench of the HTSC element in the sound phase. Through the computer simulation applying numerical analysis for its three-phase equivalent circuit, the fault current limiting characteristics of the separated and the integrated three-phase flux-lock type SFCLs according to the ground fault types were compared.
In order to realize the commercial application of HTSC materials, it is necessary to develop the fabrication process of high Tc oxide superconductor materials with desired shape and for practical application and high critical current density as well as good mechanical strength which can withstand high lorenz force generated at high magnetic field. Much studies have been concentrated to develop the fabrication technique for high critical current density but still there are a lot of gap which should be overcome for large scale application of HTSC materials at liquid nitrogen temperature. Recently some new fabrication techniques have been developed for YBaCuO bulk superconductor with high mechanical strength and critical current density. In this project, the establishment of fabrication condition and additive effects of second elements were examined so as to improve the related properties to the practical use of YBaCuO superconductor, and we reported the production of the YBaCuO high Tc superconductor by the pyrolysis method.
In order to realize the commercial application of HTSC materials, it is necessary to develop the fabrication process of high Tc oxide superconductor materials with desired shape and for practical application and high critical current density as well as good mechanical strength which can withstand high lorenz force generated at high magnetic field. Much studies have been concentrated to develop the fabrication technique for high critical current density but still there are a lot of gap which should be overcome for large scale application of HTSC materials at liquid nitrogen temperature. Recently some new fabrication techniques have been developed for YBaCuO bulk superconductor with high mechanical strength and critical current density. In this project, the establishment of fabrication condition and additive effects of second elements were examined so as to improve the related properties to the practical use of YBaCuO superconductor, and we reported the production of the YBaCuO high Tc superconductor by the pyrolysis method.
In this paper, we investigated the. characteristics of fault current limiting according to fault angle in the integrated three-phase flux-lock type SFCL in fault types such as the single-line-to-ground fault, the double-line-to-ground fault and the three-line-to-ground fault. When the SFCL is operating under normal condition, the magnetic flux generated between primary and secondary coils of each single phase is canceled out perfectly, so that the impedance of the SFCL is also not generated and the power system can be operated normally without any loss, However, if a fault occurs even in any phase out of three phases, quench happened in SFCL elements and the current flowing secondary coil is restricted abruptly. Finally, the balance of magnetic flux in whole SFCL system is destroyed, and the fault currents in every phase could be limited at the same time irrespective of the fault types. As a result, the developed SFCL in this study were operated normally as expected and the purpose of the integration of 3 phase current limiting was also achieved successfully. However, the fault current limiting characteristics of the SFCL was dependant on the quench characteristics of HTSC elements in each phase, and it was expected that the improvement of the SFCL could be possible through the introduction of HTSC elements which have better critical characteristics.
The quench characteristics of flux-lock type high-Tc superconducting fault current limiters(SFCL) was investigated. $YBa_2Cu_3O_{7-x}$(YBCO) thin film was used as the current limiting elements of the flux-lock type SFCL. The quench characteristics of current limiting elements consisting of the flux-lock type SFCL was more improved than that of the resistive type SFCL.
The operational characteristics of the integrated three-phase flux-lock type superconducting fault current limiter (SFCL) were analyzed. The suggested three-phase SFCL consisted of a three-phase flux-lock reactor and three high-Tc superconducting (HTSC) elements. The former has three windings wound on an iron core, each of which has the same turn's ratio between coil 1 and coil 2. The latter are connected in series with coil 2 of each phase. The integrated three-phase flux-lock type SFCL showed the operational characteristics that the fault phase could affect the sound phase, which resulted in quenching the HTSC element in the sound phase. Through the computer simulation applying numerical analysis for its three-phase equivalent circuit, the fault current limiting characteristics of the integrated three-phase flux-lock type SFCL according to the ground fault types were compared.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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