KR100201017B1 - Superconducting fault current limiter having air gap - Google Patents

Abstract

본 발명은 공극(Air Gap)을 도입한 초전도 한류기(Superconducting Fault Current Limiter)에 관한 것으로, 외부의 어떠한 제어장치 없이 초전도체의 특성을 이용하여 스스로 사고전류를 감지하여 극히 짧은 시간에 작동하도록 함으로써 전력계통에서의 사고전류를 제한하도록 하는 것이다. 이와 같은 본 발명은 보통철심과 달리, 포화를 방지하기 위하여 보통 철심에다 공극(Air Gap)이 있는 자기 레그(magnetic leg)와 자기 상쇄 요소를 추가하되, 보통철심의 레그에 1차권선과 단락된 초전도체를 설치하고 일반 철심자로와 공극으로 지나가는 자로를 병렬로 연결한 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a superconducting fault current limiter incorporating an air gap, and detects an accident current by using superconductor characteristics without any external control device and operates it in a very short time. It is to limit the fault current in the system. Unlike the common iron core, the present invention adds a magnetic leg and a magnetic offset element having air gaps to the common iron core to prevent saturation, but the primary winding is shorted to the primary winding leg. The superconductor is installed and characterized in that a common iron core and a passage passing in the gap are connected in parallel.

Description

공극을 도입한 초전도 한류기Superconducting fault current limiter with air gap

본 발명은 공극(Air Gap)을 도입한 초전도 한류기(Superconducting Fault Current Limiter)에 관한 것으로, 외부의 어떠한 제어장치 없이 초전도체의 특성을 이용하여 스스로 사고전류를 감지하여 작동하도록 함으로써 전력 계통에서의 사고전류를 제한하도록 하는 것이다.The present invention relates to a superconducting fault current limiter incorporating air gaps, and detects an accident current by using a superconductor characteristic without an external control device to operate by detecting an accident current by itself. To limit the current.

일반적으로 알려진 초전도체는 전기저항 및 내부의 자계(자기장)를 제로(Zero)로 만드는 초전도 특성을 가지는 것으로 소정의 임계값 이하의 전류가 흐를 경우에는 전기저항이 제로가 되고, 소정의 임계값 이상의 전류가 흐를 경우에는 초전도체의 초전도 특성이 파괴되어 자장을 형성하게 되며, 이에 따라서 임피던스가 높아져 흐르는 전류를 제한하게 된다. 이를 이용한 것이 초전도 한류기이다.Generally known superconductors have superconducting characteristics that make the electrical resistance and internal magnetic field (magnetic field) zero. When a current below a predetermined threshold flows, the electrical resistance becomes zero, and a current above the predetermined threshold is applied. In case of flow, the superconducting properties of the superconductor are destroyed to form a magnetic field, thereby increasing the impedance and limiting the flowing current. The superconducting fault current limiter is used.

이와 같은 초전도 한류기는 어떠한 제어장치 없이 초전도 특성을 이용하여 스스로 사고전류를 감지하여 작동하는 것이 특징으로서 이러한 감지는 초전도체의 동작 상태가 정해진 임계곡면(임계값 : 전류, 자기장(자계), 온도에 의해 정해짐) 내에 있다가 그 곡면을 이탈하면(임계값 이상이 되면) 전기저항이 생기므로 전류를 제한 할 수 있게 되는 것이다.Such a superconducting fault current limiter operates by sensing an accident current by using superconducting characteristics without any control device. Such sensing is based on a critical surface (threshold: current, magnetic field (magnetic field), temperature) in which the operating state of the superconductor is determined. If the surface is out of the curve (above the threshold value), an electric resistance is generated so that the current can be limited.

따라서, 초전도 한류기를 전력 계통에 도입할 경우 정상 상태에서는 임피던스가 가능한 작아야 하고, 사고 시에는 사고전류를 제한할 수 있도록 임피던스가 커야 한다. 종래의 알려진 초전도 한류기는 공극이 없는 철심에 적용시키고 있으나, 자화곡선(B-H 곡선)의 특성으로 인해 전류가 증가되면 자속의 증가가 거의 발생하지 않는 영역이 생긴다. 이때를 철심의 포화상태라 하는데, 철심이 포화되면 한류기의 임피던스가 작아지고 철심의 자기저항이 커지므로 철심을 사용하는 의미(자속을 철심에 가두게 되는)가 없어진다.Therefore, when the superconducting fault current limiter is introduced into the power system, the impedance should be as small as possible in the normal state, and the impedance should be large so as to limit the fault current in case of an accident. Conventionally known superconducting fault current limiters are applied to iron cores without voids, but due to the characteristics of the magnetization curve (B-H curve), when the current increases, there is an area where the increase in magnetic flux hardly occurs. This is called the saturation of the iron core. When the iron core is saturated, the impedance of the current limiter decreases and the magnetic resistance of the iron core increases, so that the meaning of using the iron core (which traps the magnetic flux in the iron core) is lost.

따라서, 인덕턴스(L)가 작아지는 것은 교류에서 임피던스가 작아진다는 것이고, 이것은 곧 전류를 증가시키게 되는 것이므로 사고전류를 적절하게 제한하지 못하는 문제점이 지적된다.Therefore, the smaller the inductance (L) is that the smaller the impedance at the alternating current, this is to increase the current, it is pointed out that the problem of not properly limiting the fault current.

이와 같은 문제점은 철심의 단면적을 높이거나 1차 권선의 권선수를 증가시켜 인덕턴스(L)를 크게 만듦으로써 해소될 수 있으나, 두 가지 방법 모두 초전도체의 크기의 증가나 임계전류밀도의 증가와 같은 양질의 초전도체를 요구하게 되므로 바람직하지 못하다.This problem can be solved by increasing the cross-sectional area of the iron core or increasing the number of turns of the primary winding to make the inductance (L) larger, but both methods are of good quality such as increasing the size of the superconductor or increasing the critical current density. This is undesirable because it requires a superconductor.

본 발명은 상기한 종래의 초전도 한류기가 가지는 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로 초전도체의 크기의 증가나 임계전류밀도의 향상없이 한류효과를 증가시키도록 하기 위한 것이다.The present invention was created to solve the problems of the conventional superconducting fault current limiter to increase the current limiting effect without increasing the size of the superconductor or improving the critical current density.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명은 철심의 포화를 방지하기 위하여, 공극(Air Gap)이 형성된 자기 레그(magnetic leg)를 포함하는 철심과, 상기 철심의 공극이 없는 레그에 설치한 1차 권선 및 2차 권선과, 상기 공극이 형성된 레그에 설치된 자속 상쇄 효과를 포함하는 초전도 한류기를 제공한다.The present invention for achieving the above object is, in order to prevent the saturation of the iron core, the iron core including a magnetic leg (air gap) is formed, and the primary winding installed in the leg without the gap of the iron core And it provides a superconducting fault current limiter comprising a secondary winding and the magnetic flux canceling effect provided in the leg is formed the gap.

이와 같은 본 발명은 사고전류가 발생할 때, 1차 권선의 전류가 증가하여 2차 권선에 유도된 전류가 초전도체의 임계전류를 초과하게 되면 자기저항이 발생하게 되어 초전도체의 자속 상쇄 요소 또는 자기 차폐 효과가 없어지게 되므로 자속을 철심 측으로 통과시키게 되고, 이로 인해 한류기의 임피던스가 크게 증가하게 됨으로써, 사고전류를 유효하게 제한할 수 있게 되며, 자속이 점차 증가하여 철심의 최대자속 밀도에 가까워질 경우, 자기저항이 상대적으로 작은, 공극이 형성된 레그측으로 자속을 흐르게 하여 공극이 형성된 레그에 설치한 자속 상쇄 요소를 이용하여 유입된 자속을 상쇄시킴으로써, 철심의 포화를 방지한다. 따라서, 철심이 포화되는 경우의 급격한 임피던스의 감소를 방지하여 한류효과를 크게 증대시킬 수 있는 것이다.In the present invention as described above, when an accident current occurs, when the current of the primary winding increases and the current induced in the secondary winding exceeds the threshold current of the superconductor, a magnetoresistance is generated so that the magnetic flux canceling element or the magnetic shielding effect of the superconductor is generated. Since the magnetic flux is passed to the iron core side, and the impedance of the current limiter is greatly increased, the fault current can be effectively limited, and when the magnetic flux increases gradually to approach the maximum magnetic flux density of the iron core, The magnetic flux flows toward the leg where the void is relatively small and the magnetic resistance is canceled by using a magnetic flux canceling element provided on the leg where the void is formed, thereby preventing saturation of the iron core. Therefore, it is possible to greatly increase the current-limiting effect by preventing a sudden decrease in impedance when the iron core is saturated.

제1도는 초전도체의 자속 상쇄 효과를 설명하기 위한 설명도.1 is an explanatory diagram for explaining the magnetic flux canceling effect of a superconductor.

제2도는 본 발명의 초전도 한류기를 적용시킨 전력 계통의 회로 예시도.2 is a circuit diagram of a power system to which the superconducting fault current limiter of the present invention is applied.

제3도는 본 발명의 초전도 한류기 구성도.3 is a block diagram of a superconducting fault current limiter of the present invention.

제4도는 본 발명의 다른 초전도 한류기 구성도.Figure 4 is a block diagram of another superconducting fault current limiter of the present invention.

제5도는 본 발명의 또다른 초전도 한류기 구성도.5 is another configuration of the superconducting fault current limiter of the present invention.

제6도는 본 발명의 또다른 초전도 한류기 구성도.Figure 6 is another superconducting fault current limiter configuration of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

A : 공극 1A, 1B, 1C : 자기 레그A: void 1A, 1B, 1C: magnetic leg

1 : 철심 2 : 2차 권선1: iron core 2: secondary winding

3 : 1차 권선 4 : 제 1 자로3: primary winding 4: primary

5 : 제 2 자로 6 : 자속 상쇄 요소5: as the second ruler 6: the magnetic flux canceling element

10 : 초전도 한류기10: superconducting fault current limiter

본 발명의 실시예를 제3도 내지 제6도를 참조하여 구체적으로 설명한다.An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 6.

[실시예 1]Example 1

제3도는 공극(A)을 가지는 철심(1)의 제 1 레그(1A)에 내측에는 단락된 초전도체로 구성된 2차 권선(2)을, 그 외측에는 1차 권선(3)을 각각 설치하되, 제 1 자로(점선표시)(4)와 공극을 경유하는 제 2 자로(점선표시)(5)를 상기 1차 권선(3) 또는 2차 권선(2)에 대해 자기회로적으로 병렬 연결시켜 초전도 한류기(10)를 구성한다.FIG. 3 shows secondary windings 2 composed of superconductors short-circuited on the inner side of the first leg 1A of the iron core 1 having voids A, and primary windings 3 on the outer side thereof. Superconductivity by connecting the first magnetic path (dotted line) 4 and the second magnetic path (dotted line) 5 via the gap magnetically in parallel to the primary winding 3 or the secondary winding 2 The current limiter 10 is constituted.

상기에 있어, 1차 권선(3)은 도전성 코일(conductive coil)의 형태로 초전도체나 일반적인 구리 권선 어느 것을 사용하여도 무방하며 초전도 한류기(10)가 설치된 전기 회로를 보호하기 위하여 전기 회로에 직렬 연결시킨다.(제2도 참조) 2차 권선(2)은 하나 또는 그 이상의 링이나 실린더나 단락된 코일 형태의 초전도체로 형성되어 있다.In the above, the primary winding 3 may use either a superconductor or a general copper winding in the form of a conductive coil, and is connected in series with the electric circuit to protect the electric circuit provided with the superconducting fault current limiter 10. The secondary winding 2 is formed of one or more rings, cylinders or shorted coils of superconductor.

또한, 1차 권선 및 2차 권선은 공극이 형성된 레그를 제외한 철심의 임의의 부분에서 서로 이웃하여 위치하거나, 하나가 다른 하나의 내부 또는 외부에 위치할 수도 있다. 양자 택일로, 1차 권선과 2차 권선은 철심의 각기 다른 레그 상에 따로 위치할 수 있다. 그러나, 1차 권선과 2차 권선은 함께 위치하는 것 즉, 하나가 다른 하나의 내부 또는 외부에 위치하는 것이 보다 바람직하다. 1차 권선과 2차 권선이 철심 상에 따로 존재하면, 단락된 초전도체로 구성된 2차 권선에 의해 상쇄되지 않는 누설 자속이 생길 수 있으며, 이로 인해 초전도체의 자속 상쇄 효과가 감소될 수 있다.In addition, the primary winding and the secondary winding may be located next to each other in any part of the iron core except for the leg where the void is formed, or one may be located inside or outside the other. Alternatively, the primary and secondary windings can be located separately on different legs of the iron core. However, it is more preferable that the primary winding and the secondary winding are located together, ie one is located inside or outside the other. If the primary winding and the secondary winding are separately present on the iron core, leakage fluxes that are not canceled by the secondary winding composed of shorted superconductors may occur, thereby reducing the magnetic flux canceling effect of the superconductor.

이와 같이 구성된 초전도 한류기(10)는 제2도에 도시된 바와 같이, 전력 계통의 회로에 적용되어 사고전류 유입시 외부의 어떠한 제어장치의 도움없이도 스스로 사고전류를 감지하여 사고전류를 제한할 수 있게 되며, 그 구체적 작용은 다음과 같다.As shown in FIG. 2, the superconducting fault current limiter 10 configured as described above is applied to a circuit of a power system to limit an accident current by detecting an accident current without the help of any external control device. The specific action is as follows.

전류가 전력 계통의 회로 정상 상태로 공급되고 있는 경우에는 제1도를 통해 설명한 바와 같이, 2차 권선(2)이 초전도 특성을 유지하고 있다는 것이다. 즉, 외부에서 형성된 자계(+H)에 대해 상기 자계(+H)를 없애려는 방향으로 전류가 발생하게 되므로 2차 권선(2)의 내부에 생성된(-H)에 의해 자계(+H)가 상쇄되어 철심(1)에 유입되는 자계는 0이 된다. 따라서, 인덕턴스도 0이 되어 전압 강하가 없게 되고 전류의 흐름에 어떠한 방해도 주지 않게 된다.When the current is being supplied to the circuit steady state of the power system, as described with reference to FIG. 1, the secondary winding 2 maintains the superconducting characteristic. That is, since a current is generated in a direction of eliminating the magnetic field (+ H) for the externally formed magnetic field (+ H), the magnetic field (+ H) by the (-H) generated inside the secondary winding (2) Is canceled and the magnetic field flowing into the iron core 1 becomes zero. Thus, the inductance also becomes zero so that there is no voltage drop and no interruption of the current flow.

그러므로, 정상 상태에서는 2차 권선(2)의 자속 상쇄 효과 또는 자기 차폐효과에 의해 철심(1)에 자속이 흐르지 않게 되고, 이때의 임피던스는 단지 누설 임피던스와 1차 권선(3)에 의한 저항뿐이어서 정상적으로 전력 계통의 회로에 전류가 흐르게 된다. 반면에, 사고전류가 흐를 경우에는 제2도에 도시된 부하 저항이 0으로 되어 전류가 증가하게 되므로 1차 권선(3)을 통과하는 전류가 증가하게 되어 상당량의 자속이 생성되고, 이에 따라 2차 권선(2)에는 임계값을 초과하여 저항이 발생되므로 제1도에서의 자계(-H)가 발생되지 않아 인덕턴스(L)는 증대된다. 따라서 인덕턴스(L)의 증대에 의해 전압 강하가 발생하므로 사고 전류를 제한할 수 있는 임피던스가 발생하여 사고전류를 별도의 제어장치 없이 초전도체의 초전도 특성을 이용하여 제한하는 스위칭 기능을 가지게 되는 것이다.Therefore, in the steady state, the magnetic flux does not flow through the iron core 1 due to the magnetic flux canceling effect or the magnetic shielding effect of the secondary winding 2, and the impedance at this time is only the leakage impedance and the resistance by the primary winding 3. Normally, current flows through the circuit of the power system. On the other hand, when an accident current flows, the load resistance shown in FIG. 2 becomes zero and the current increases, so that the current passing through the primary winding 3 increases, thereby generating a considerable amount of magnetic flux. Since the resistance is generated in the secondary winding 2 in excess of the threshold value, the magnetic field (-H) in FIG. 1 does not occur, so that the inductance L is increased. Therefore, since the voltage drop occurs by increasing the inductance (L), an impedance that can limit the fault current occurs to have a switching function to limit the fault current using the superconducting characteristics of the superconductor without a separate control device.

즉, 사고 시에는 2차 권선(2)에 유도된 전류가 초전도체의 임계전류를 초과하여 초전도체가 가지는 자속상쇄 또는 자기 차폐 효과가 없어지므로 1차 권선(3) 주위에 생성된 자속이 철심(1)을 통과하게 되어 임피던스의 증대를 가져오게 되는 것이다.That is, in the event of an accident, the current induced in the secondary winding 2 exceeds the threshold current of the superconductor, so that the magnetic flux canceling or magnetic shielding effect of the superconductor is lost, so that the magnetic flux generated around the primary winding 3 is the core (1). ) Will increase the impedance.

사고전류의 증가로 인해 생성된 자속은 제 1 자로(4) 측의 자기저항이 공극(A)을 경유하는 제 2 자로(5)측의 자기저항에 비해 작을 경우에는 상기한 자속이 대부분 제 1 자로(4)를 통해서만 흐르게 된다.The magnetic flux generated due to the increase in the fault current is mostly the first magnetic flux when the magnetic resistance on the first magnetic path 4 side is smaller than the magnetic resistance on the second magnetic path 5 side via the air gap A. Only flow through the furnace (4).

한편, 사고전류의 계속적인 증가로 인해, 철심(1)을 통과하는 자속이 최대자속 밀도에 근접하게 되면 제 1 자로(4)측의 자기저항이 제 2 자로(5)측 자기저항보다 상대적으로 커지게 되므로 자속은 공극(A)을 경유하는 제 2 자로(5)를 통해서도 흐르기 시작한다.On the other hand, when the magnetic flux passing through the iron core 1 approaches the maximum magnetic flux density due to the continuous increase in the fault current, the magnetic resistance of the first magnetic path 4 side is relatively higher than that of the second magnetic path 5 side magnetism. As it becomes larger, the magnetic flux also begins to flow through the second magnetic path 5 via the void A.

즉, 공극(A)이 포함된 철심(1)은 공극이 없는 철심보다 포화가 늦게 발생될 뿐 아니라 높은 전류에서 포화가 일어나게 되므로 공극이 포함되지 않은 철심이 포화되지 않을 경우에는 자기저항(공극 포함) 자기저항(공극 미포함)이 되고, 공극이 포함되지 않은 철심이 포화상태에 근접하게 되었을 경우에는 자기저항(공극 포함) 자기저항(공극 미포함)이 된다.That is, the iron core (1) containing the void (A) is not only saturation occurs later than the iron core without voids, but also saturation occurs at a high current, so that the magnetic resistance (including voids) when the iron core does not contain voids is not saturated. ) It becomes magnetoresistance (without pore), and when iron core without pore comes close to saturation, it becomes magnetoresistance (with pore) and magnetoresistance (without pore).

이와 같이, 공극(A)을 경유하는 제 2 자로(5)측으로 자속의 흐름을 이동케 함으로써 포화가 방지되고 이로 인해 임피던스의 감소를 방지하게 되므로 사고전류를 더욱 수월하게 제한할 수 있게 되는 것이다.In this way, saturation is prevented by moving the flow of the magnetic flux toward the second magnetic path 5 via the air gap A, thereby preventing the impedance from being reduced, thereby limiting the fault current more easily.

[실시예 2]Example 2

이 실시예는 제4도에 도시된 바와 같이, 실시예 1에 비추어, 철심(1)에 형성된 공극(A)의 위치를 변경함과 동시에 2차 권선(2)과 1차 권선(3)의 위치를 상호 변경한 것으로 실시예 1과 그 작용이 동일하므로 동작 설명은 생략한다.This embodiment, as shown in FIG. 4, changes the position of the void A formed in the iron core 1 in the light of the first embodiment, and at the same time the secondary winding 2 and the primary winding 3 Since the operation is the same as that of Embodiment 1 by mutually changing the position, description of the operation is omitted.

[실시예 3]Example 3

이 실시예는 제5도에 도시된 바와 같이, 공극(A)이 있는 레그(1B)에 자속 상쇄 요소(6)를 위치시켜 자속 상쇄 효과에 의해 포화가 발생되지 않도록 하는 것이다.In this embodiment, as shown in Fig. 5, the magnetic flux canceling element 6 is placed in the leg 1B with the void A so that no saturation is caused by the magnetic flux canceling effect.

즉, 공극(A)이 있는 철심(1)이라 하더라도 통과하는 자속의 세기가 커지게 되면 포화가 일어나기 마련인데, 상기 공극(A)이 형성된 레그(1B) 주위로 자속 상쇄 요소(6)를 위치시킴으로써, 제1도에서 설명한 바와 같이, 초전도체의 자속 상쇄 효과에 의해 공극(A) 내의 자속을 항상 0으로 유지시켜 주어 포화도 방지하고 충분한 양만큼의 자속을 통과시켜 전류 제한 효과를 더욱 증진시킬 수 있게 되는 것이다.That is, even in the iron core 1 having the void A, saturation occurs when the intensity of the magnetic flux passing through increases, and the magnetic flux canceling element 6 is positioned around the leg 1B in which the void A is formed. As described in FIG. 1, the magnetic flux canceling effect of the superconductor keeps the magnetic flux in the void A always zero, thereby preventing saturation and allowing a sufficient amount of magnetic flux to pass to further enhance the current limiting effect. Will be.

상기에서 자속 상쇄 요소는 초전도 또는 비초전도 물질로 형성되며, 도면에는 자세히 도시되지 않았지만, 하나 또는 그 이상의 링이나 실린더나 단락된 코일 형태를 이루고 있다.The magnetic flux canceling element is formed of a superconducting or non-superconducting material, and although not shown in detail in the drawing, it forms one or more rings, cylinders, or shorted coils.

[실시예 4]Example 4

이 실시예는 제6도에 도시된 바와 같이, 공극(A)이 있는 레그(1B)의 위치를 철심(1) 외측으로 위치 이동시킴과 동시에, 상기 레그(1B)에 자속 상쇄 요소(6)를 위치시키고, 2차 권선(2)과 1차 권선(3)의 위치를 내, 외로 변경시킨 것으로, 그 작용은 실시예 3과 동일하므로 그 설명은 생략한다.This embodiment shifts the position of the leg 1B with voids A out of the iron core 1, as shown in FIG. 6, and at the same time the magnetic flux canceling element 6 on the leg 1B. The position of the secondary winding (2) and the primary winding (3) is changed to the inside, outside, the operation is the same as in the third embodiment, so the description is omitted.

한편, 본 발명에 있어, 철심구조에 대하여 설명을 하면, 공극이 없는 철심일 경우에는 자화곡선(B-H) 상에서 포화가 빨리 일어나게 되나, 철심에 공극이 형성되면 단락된 자로와 공극자로가 병렬 연결되어 자화곡선 상에는 완만한 곡선을 이루게 되므로 포화가 늦게 일어나게 된다. 따라서 자화제어 범위를 크게 개선할 수 있게 되는 것이다. 또한, 공극이 형성된 레그 주위에 자속 상쇄 요소를 설치하게 되면 초전도체의 자속 상쇄 효과에 의해 철심을 통과하는 자속의 일부가 상쇄되기 때문에 철심의 포화가 지연되거나 방지된다. 그 결과, 사고전류의 증가를 억제할 수 있게 된다.On the other hand, in the present invention, when the iron core structure is described, in the case of the iron core without voids saturation occurs quickly on the magnetization curve (BH), when the pores are formed in the iron core short circuited and the pores are connected in parallel On the magnetization curve, the saturation occurs slowly because it forms a gentle curve. Therefore, the magnetization control range can be greatly improved. In addition, when the magnetic flux canceling element is installed around the leg where the void is formed, saturation of the iron core is delayed or prevented because some of the magnetic flux passing through the iron core is canceled by the magnetic flux canceling effect of the superconductor. As a result, the increase in the fault current can be suppressed.

이상과 같이 본 발명은 포화를 방지할 수 있는 공극이 도입된 철심과 공극이 위치한 레그에 설치한 초전도체를 이용하여, 제 1 자로와 공극을 경유하는 제 2 자로를 1차 권선과 2차 권선에 대해 자기회로적으로 병렬 연결함으로써, 사고 시 철심을 통과하는 자속의 일부를 공극이 있는 자로 측으로 이동시켜, 상쇄시킴으로써 철심의 포화를 방지하고, 임피던스 증가에 따라 사고전류를 효율적으로 제한하게 되는 것이다.As described above, the present invention uses a superconductor installed in the iron core and a leg in which the voids are introduced to prevent saturation, and the first and second windings through the pores are connected to the primary winding and the secondary winding. By parallel connection to the magnetic circuit, a part of the magnetic flux passing through the iron core in the event of an accident is moved to the side with a void, and offset to prevent saturation of the iron core and effectively limit the fault current according to the increase in impedance.

이와 같은 본 발명은 외부의 어떠한 제어장치의 도움 없이도 스스로 초전도 한류기가 사고전류를 감지하여 사고전류를 제한하게 함으로써 복잡한 전자적 회로 설계 및 이에 따른 비용 등을 크게 절감시키고 기존 전력 계통의 교체없이 전력 계통간을 적극적으로 연계하는 것이 가능하며 전력 계통의 용량을 증가시킬 수 있어 전력 수요 증가에 손쉽게 대처할 수 있는 특징이 있다.As such, the present invention enables the superconducting fault current limiter to detect the fault current by limiting the fault current without the help of any external control device, thereby greatly reducing the complexity of the electronic circuit design and its cost, and replacing the existing power system. It is possible to actively link the power supply, and the capacity of the power system can be increased to easily cope with the increase in power demand.

특히, 본 발명은 포화가 일어나지 않도록 공극이 포함된 철심과 일반적인 자로를 병렬 연결하여 포화를 방지함과 동시에 공극이 포함된 철심에서의 포화를 방지하기 위해 초전도체를 이용하여 자속 상쇄 효과로 한류효과를 더욱 증가시킨 것이 특징이다.In particular, the present invention by connecting the iron core containing the pores and the common magnetic path in parallel to prevent saturation to prevent saturation and at the same time to use the superconductor to prevent the saturation in the iron core containing the pores with the magnetic flux canceling effect It is characterized by further increase.

Claims (4)

전기 회로의 사고전류를 제한하는 한류기에 있어서, 자기적으로 포화가능하며, 공극이 형성된 적어도 하나의 자기 레그와 공극이 없는 적어도 두개의 자기 레그를 구비한 철심과, 상기 철심을 전기적으로 상기 전기 회로에 연결시키며, 전류를 통과시켜 상기 철심에 자속이 생성되도록 하는 1차 권선과, 상기 1차 권선을 통해 흐르는 전류가 소정의 영역 내에 속할 때에는 초전도 상태가 되어 상기 자속의 대부분을 상쇄시키고, 상기 전류가 상기 소정의 영역을 초과하는 경우에는 초전도 특성을 잃게 되어 상기 한류기의 임피던스를 증가시키는 2차 권선과, 상기 공극이 형성된 적어도 하나의 자기 레그에 설치된 자속 상쇄 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 한류기.A fault current limiter for limiting an accidental current in an electrical circuit, comprising: an iron core having at least one magnetic leg that is magnetically saturable and voids formed, and at least two magnetic legs that are free of voids; And a primary winding through which a current passes to allow magnetic flux to be generated in the iron core, and when the current flowing through the primary winding falls within a predetermined region, a superconducting state is canceled to cancel most of the magnetic flux. Is over the predetermined area, the superconductivity loses superconductivity and increases the impedance of the current limiter, and a superconductor comprising a magnetic flux canceling element installed in at least one magnetic leg in which the air gap is formed. Current limiter. 제1항에 있어서, 상기 2차 권선은 상기 공극이 형성된 적어도 하나의 자기 레그를 제외한 철심의 나머지 부분을 따라 상기 1차 권선의 내부 또는 외부에 위치하는 것을 특징으로 하는 초전도 한류기.2. The superconducting fault current limiter of claim 1, wherein the secondary winding is located inside or outside the primary winding along the remainder of the iron core except for at least one magnetic leg having the void formed therein. 제2항에 있어서, 상기 2차 권선은 하나 또는 그 이상의 링이나 실린더나 단락된 코일 형태의 초전도체인 것을 특징으로 하는 초전도 한류기.3. The superconducting fault current limiter of claim 2, wherein the secondary winding is a superconductor in the form of one or more rings, cylinders or shorted coils. 제1항에 있어서, 상기 자속 상쇄 요소는 초전도 또는 비초전도 물질로 형성되며, 하나 또는 그 이상의 링이나 실린더나 단락된 코일 형태인 것을 특징으로 하는 초전도 한류기.2. The superconducting fault current limiter of claim 1, wherein the magnetic flux canceling element is formed of a superconducting or nonsuperconducting material and is in the form of one or more rings, cylinders or shorted coils.