KR102119302B1 - Double quench superconducting current limiter with series or parallel coupled two driving coils - Google Patents

Double quench superconducting current limiter with series or parallel coupled two driving coils Download PDF

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Abstract

이중?치 초전도 전류 제한기가 개시된다. 이중?치 초전도 전류 제한기는 제1 구동코일, 상기 제1 구동코일과 병렬 연결되어 자기결합되는 제2 구동코일, 상기 제1 구동코일 및 상기 제2 구동코일과 병렬 연결되는 스위치, 상기 스위치와 직렬 연결되는 제1 초전도 소자 및 상기 제2 구동코일과 직렬 연결되는 제2 초전도 소자를 포함한다.A dual-value superconducting current limiter is disclosed. The double-value superconducting current limiter is a first driving coil, a second driving coil connected in parallel with the first driving coil and self-coupled, a switch connected in parallel with the first driving coil and the second driving coil, in series with the switch And a first superconducting element connected and a second superconducting element connected in series with the second driving coil.

Description

자기결합된 직병렬 구동코일을 갖는 이중?치 초전도 전류 제한기{DOUBLE QUENCH SUPERCONDUCTING CURRENT LIMITER WITH SERIES OR PARALLEL COUPLED TWO DRIVING COILS}DOUBLE QUENCH SUPERCONDUCTING CURRENT LIMITER WITH SERIES OR PARALLEL COUPLED TWO DRIVING COILS}

본 발명은 이중?치 초전도 전류 제한기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 ?치 특성을 갖는 초전도 소자를 이용하여 과전류를 제한하는 이중?치 초전도 전류 제한기에 관한 것이다.The present invention relates to a double-value superconducting current limiter, and more particularly, to a double-value superconducting current limiter that limits overcurrent by using a superconducting element having a ?value characteristic.

산업발전에 따른 전력공급설비의 증가는 전력계통의 복잡화와 송전용량의 증가를 야기시켜 왔다. 그로 인해 단락 발생 시 고장전류가 증가하면서 기존 차단기의 차단 내력을 초과하게 되어 전력계통 보호 기기들에 심각한 피해를 주게 되었다.The increase in power supply facilities due to industrial development has led to the complexity of the power system and the increase in transmission capacity. As a result, when the short circuit occurred, the fault current increased, exceeding the breaking strength of the existing circuit breaker, causing serious damage to power system protection devices.

그러한 피해를 줄이기 위한 대책으로 단락 용량이 큰 차단기로 교체하거나 높은 임피던스 전력설비를 마련하는 등의 방안이 시도되고 있으나 여전히 경제적, 기술적, 계통 안정도면에서 해결해야 할 많은 문제를 안고 있다.As a measure to reduce such damage, measures such as replacing a circuit breaker with a large short-circuit capacity or providing a high-impedance power facility have been tried, but still have many problems to be solved in terms of economic, technical, and system stability.

그에 따라, 보다 효과적으로 고장전류를 제어할 수 있는 초전도 고장전류 제한기가 개발되었다. 초전도 고장전류 제한기는 전력계통에서 발생하는 고장전류를 제한하기 위한 장치로, 초전도 고유의 특성인 급격한 저항 증가를 이용하여 고장전류의 크기를 제한하는 기능을 갖는다. 즉, 전력공급원에서 공급되는 전력을 손실 없이 계통으로 공급하고, 사고 시에 발생하는 고장전류를 제한하는 것이다.Accordingly, a superconducting fault current limiter capable of more effectively controlling the fault current has been developed. The superconducting fault current limiter is a device for limiting the fault current generated in the power system, and has a function of limiting the magnitude of the fault current by using a rapid increase in resistance, a characteristic of superconductivity. That is, the power supplied from the power supply source is supplied to the system without loss, and the fault current generated in the event of an accident is limited.

초전도 소자는 전류나 온도에 따라 상태를 전이하는 특성을 갖는다. 초전도 소자는 임계치 이상의 전류나 온도에 의해 상전이 상태로 전이되고, 그에 따라 높은 저항을 발생하여 과전류를 제한한다. 이후에 초전도 소자가 냉각되면서 다시 초전도 상태로 복귀된다.The superconducting element has a property of transitioning state according to current or temperature. The superconducting element transitions to a phase transition state by a current or temperature above a threshold, thereby generating a high resistance to limit overcurrent. Subsequently, the superconducting element is cooled and then returned to the superconducting state.

초전도 고장전류 제한기는 두 권선의 자기결합을 이용하는 방식이 있는데, 고장 시에 야기되는 전력 부담을 두 권선과 초전도 소자로 분산한다. 그러나, 고장전류가 초전도 소자에 직접 도통되기 때문에 초전도 소자에 부담이 가중되는 문제점이 있다. 또는, 고장 제거 후에 더딘 회복시간과 철심코어의 포화 등으로 인해 고장전류의 제한 효과가 저하된다는 문제가 있다.The superconducting fault current limiter uses a magnetic coupling of two windings, and distributes the power burden caused in the event of failure to the two windings and the superconducting element. However, since the fault current is conducted directly to the superconducting element, there is a problem in that the burden is increased on the superconducting element. Alternatively, there is a problem in that the limiting effect of the fault current is reduced due to the slow recovery time after the fault is removed and the saturation of the iron core.

본 발명의 일측면은 입력단에 연결되는 스위치와 직렬 연결되는 제1 초전도 소자 및 자기결합된 구동코일과 직렬 연결되는 제2 초전도 소자를 포함하는 이중?치 초전도 전류 제한기를 제공한다.One aspect of the present invention provides a double-value superconducting current limiter comprising a first superconducting element in series with a switch connected to an input terminal and a second superconducting element in series with a magnetically coupled drive coil.

본 발명의 다른 측면은 입력단에 연결되는 스위치와 직렬 연결되는 제1 초전도 소자 및 자기결합된 구동코일과 병렬 연결되는 제2 초전도 소자를 포함하는 이중?치 초전도 전류 제한기를 제공한다.Another aspect of the present invention provides a double-value superconducting current limiter comprising a first superconducting element connected in series with a switch connected to an input terminal and a second superconducting element connected in parallel with a magnetically coupled drive coil.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 이중?치 초전도 전류 제한기는 제1 구동코일, 상기 제1 구동코일과 병렬 연결되어 자기결합되는 제2 구동코일, 상기 제1 구동코일 및 상기 제2 구동코일과 병렬 연결되는 스위치, 상기 스위치와 직렬 연결되는 제1 초전도 소자 및 상기 제2 구동코일과 직렬 연결되는 제2 초전도 소자를 포함한다.The double-value superconducting current limiter according to an aspect of the present invention for solving the above problems is a first driving coil, a second driving coil connected in parallel with the first driving coil and self-coupled, the first driving coil and the first 2, a switch connected in parallel with the driving coil, a first superconducting element connected in series with the switch, and a second superconducting element connected in series with the second driving coil.

한편, 상기 제1 구동코일 및 상기 제2 구동코일은, 가극성 결선 방식에 따라 자기결합될 수 있다.Meanwhile, the first driving coil and the second driving coil may be self-coupled according to a polarity connection method.

또한, 상기 제1 구동코일 및 상기 제2 구동코일은, 감극성 결선 방식에 따라 자기결합될 수 있다.In addition, the first driving coil and the second driving coil may be magnetically coupled according to a polarization connection method.

또한, 고장전류 발생 시 상기 제1 초전도 소자의 ?치 현상 발생 이후 상기 제2 초전도 소자의 ?치 현상이 발생할 수 있다.In addition, when a fault current occurs, after the occurrence of the? Value of the first superconducting element, the? Value of the second superconducting element may occur.

또한, 상기 제1 구동코일 및 상기 제2 구동코일은, 고장전류 발생 시 역기전력이 발생하여 정방향 또는 역방향의 전류가 흐르게 되어 상기 스위치를 턴 오프 시킬 수 있다.In addition, in the first driving coil and the second driving coil, when a fault current occurs, a back electromotive force is generated, and a current in a forward or reverse direction flows to turn off the switch.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 이중?치 초전도 전류 제한기는 제1 구동코일, 상기 제1 구동코일과 직렬 연결되어 자기결합되는 제2 구동코일, 상기 제1 구동코일 및 상기 제2 구동코일과 병렬 연결되는 스위치, 상기 스위치와 직렬 연결되는 제1 초전도 소자 및 상기 제2 구동코일과 병렬 연결되는 제2 초전도 소자를 포함한다.On the other hand, the double-value superconducting current limiter according to another aspect of the present invention is a first driving coil, a second driving coil connected in series with the first driving coil and self-coupled, the first driving coil and the second driving coil A switch connected in parallel, a first superconducting element connected in series with the switch, and a second superconducting element connected in parallel with the second driving coil.

한편, 상기 제1 구동코일 및 상기 제2 구동코일은, 가극성 결선 방식에 따라 자기결합될 수 있다.Meanwhile, the first driving coil and the second driving coil may be self-coupled according to a polarity connection method.

또한, 상기 제1 구동코일 및 상기 제2 구동코일은, 감극성 결선 방식에 따라 자기결합될 수 있다.In addition, the first driving coil and the second driving coil may be magnetically coupled according to a polarization connection method.

또한, 고장전류 발생 시 상기 제1 초전도 소자의 ?치 현상 발생 이후 반주기 이내에 상기 제2 초전도 소자의 ?치 현상이 발생할 수 있다.In addition, when a fault current occurs, the? Value of the second superconducting element may occur within a half cycle after the? Value of the first superconducting element occurs.

또한, 상기 제1 구동코일 및 상기 제2 구동코일은, 고장전류 발생 시 역기전력이 발생하여 전류가 흐르게 되어 상기 스위치를 턴 오프 시킬 수 있다.In addition, in the first driving coil and the second driving coil, when a fault current occurs, a back electromotive force is generated and a current flows, so that the switch can be turned off.

본 발명에 따르면, 고장전류 발생 시, 제1 초전도 소자에 의해 고장전류를 한 차례 제한하고, 추가로 제2 초전도 소자를 투입시켜 고장전류를 한 차례 더 제한할 수 있다. 따라서, 고장전류를 보다 안정적이고 신속하게 감소시켜 설비 손상을 방지할 수 있으며, 전력계통의 안정성, 신뢰도 등을 개선할 수 있다. According to the present invention, when a fault current occurs, the fault current can be limited once by the first superconducting element, and the fault current can be further limited once by adding a second superconducting element. Therefore, it is possible to more stably and rapidly reduce the fault current to prevent equipment damage and to improve the stability and reliability of the power system.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중?치 초전도 전류 제한기의 구성도이다.
도 2 및 도 3은 고장전류 발생 시 도 1에 도시된 이중?치 초전도 전류 제한기의 각 소자에 흐르는 전류 및 각 소자에 걸리는 전압을 측정한 그래프의 일 예이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중?치 초전도 전류 제한기의 구성도이다.
도 5 및 도 6은 고장전류 발생 시 도 4에 도시된 이중?치 초전도 전류 제한기의 각 소자에 흐르는 전류 및 각 소자에 걸리는 전압을 측정한 그래프의 일 예이다.1 is a block diagram of a dual-value superconducting current limiter according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are examples of graphs in which a current flowing through each element of the double-value superconducting current limiter shown in FIG. 1 and a voltage across each element are measured when a fault current occurs.
4 is a block diagram of a dual-value superconducting current limiter according to another embodiment of the present invention.
5 and 6 are examples of graphs in which a current flowing through each element of the double-value superconducting current limiter shown in FIG. 4 and a voltage across each element are measured when a fault current occurs.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.For a detailed description of the present invention, which will be described later, reference is made to the accompanying drawings that illustrate, by way of example, specific embodiments in which the invention may be practiced. These examples are described in detail enough to enable those skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, the specific shapes, structures, and properties described herein can be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with one embodiment. In addition, it should be understood that the location or placement of individual components within each disclosed embodiment can be changed without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the following detailed description is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if appropriately described, is limited only by the appended claims, along with all ranges equivalent to those claimed. In the drawings, similar reference numerals refer to the same or similar functions throughout several aspects.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중?치 초전도 전류 제한기의 구성도이다.1 is a block diagram of a dual-value superconducting current limiter according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중?치 초전도 전류 제한기(1)는 제1 구동코일(10), 제2 구동코일(20), 스위치(50), 제1 초전도 소자(70) 및 제2 초전도 소자(80)를 포함하여 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 1, a double-value superconducting current limiter 1 according to an embodiment of the present invention includes a first driving coil 10, a second driving coil 20, a switch 50, and a first superconducting device 70 and the second superconducting element 80.

본 발명의 일 실시예에 따른 이중?치 초전도 전류 제한기(1)는 전력계통에 마련되어 낙뢰나 단락 등의 사고로 고장전류 발생 시, 고장전류를 차단기에서 차단 가능한 용량으로 제한함으로써, 전력계통에 설치된 각종 전력기기의 손상을 방지할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중?치 초전도 전류 제한기(1)는 전동기와 같이 전류 값에 예민한 분야에 적용되어 양질의 전기 값을 공급할 수 있다.The double-value superconducting current limiter 1 according to an embodiment of the present invention is provided in the power system, and when a fault current occurs due to an accident such as a lightning strike or short circuit, the fault current is limited to a capacity that can be cut off from the circuit breaker, thereby Damage to various installed power devices can be prevented. Alternatively, the double-value superconducting current limiter 1 according to an embodiment of the present invention can be applied to a field sensitive to a current value, such as an electric motor, to supply a high quality electric value.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중?치 초전도 전류 제한기(1)의 구성에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration of the double-value superconducting current limiter 1 according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

제1 구동코일(10) 및 제2 구동코일(20)은 병렬 연결될 수 있다. 제1 구동코일(10) 및 제2 구동코일(20)은 입력단에 병렬 연결되는 분류 경로 상에 각각 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 구동코일(10)은 일측이 입력단에 연결되고, 타측이 부하가 연결되는 출력단에 연결될 수 있다. 제2 구동코일(20)은 일측이 입력단에 연결되고 타측이 후술하는 제2 초전도 소자(80)에 연결될 수 있다.The first driving coil 10 and the second driving coil 20 may be connected in parallel. The first driving coil 10 and the second driving coil 20 may be respectively disposed on a classification path connected in parallel to the input terminal. Specifically, the first driving coil 10 may be connected to the output terminal, one side of which is connected to the input terminal and the other side of the load. The second driving coil 20 may have one side connected to the input terminal and the other side connected to the second superconducting element 80 described later.

제1 구동코일(10) 및 제2 구동코일(20)은 병렬 연결되어 자기결합될 수 있다. 제1 구동코일(10) 및 제2 구동코일(20)은 가극성 결선 방식에 따라 자기결합되거나, 감극성 결선 방식에 따라 자기결합될 수 있다. 제1 구동코일(10) 및 제2 구동코일(20)이 가극성 결선 방식에 따라 자기결합되면, 역기전력 발생 시 제1 구동코일(10)에는 제2 구동코일(20)에 흐르는 전류와 역방향의 전류가 흐를 수 있다. 또는, 제1 구동코일(10) 및 제2 구동코일(20)이 감극성 결선 방식에 따라 자기결합되면, 역기전력 발생 시 제1 구동코일(10)에는 제2 구동코일(20)에 흐르는 전류와 정방향의 전류가 흐를 수 있다. The first driving coil 10 and the second driving coil 20 may be connected in parallel and magnetically coupled. The first driving coil 10 and the second driving coil 20 may be self-coupled according to the polarity connection method or may be self-coupled according to the polarization connection method. When the first driving coil 10 and the second driving coil 20 are magnetically coupled according to the polarity connection method, when a back EMF occurs, the first driving coil 10 has a reverse direction with the current flowing through the second driving coil 20. Current may flow. Alternatively, when the first driving coil 10 and the second driving coil 20 are magnetically coupled according to the polarity connection method, when a back EMF occurs, the first driving coil 10 has a current flowing through the second driving coil 20. A forward current may flow.

스위치(50)는 제1 구동코일(10) 및 제2 구동코일(20)과 병렬 연결될 수 있다. 스위치(50)는 입력단에 병렬 연결되는 분류 경로 상에 배치될 수 있다. 스위치(50)는 후술하는 제1 초전도 소자(70)와 직렬 연결될 수 있다. 구체적으로, 스위치(50)는 일측이 입력단과 연결되고, 타측이 후술하는 제1 초전도 소자(70)와 연결될 수 있다.The switch 50 may be connected to the first driving coil 10 and the second driving coil 20 in parallel. The switch 50 may be arranged on a classification path connected in parallel to the input terminal. The switch 50 may be connected in series with the first superconducting element 70 to be described later. Specifically, one side of the switch 50 may be connected to the input terminal, and the other side may be connected to the first superconducting element 70 described later.

스위치(50)는 전자기력에 의해 기계적으로 고정 접점과 가동 접점이 접촉 또는 분리되는 기계식 접점 스위치일 수 있다. 스위치(50)는 예를 들어, 제1 구동코일(10) 및 제2 구동코일(20)에 정방향 또는 역방향의 전류가 흐르게 되어 발생하는 전자기력에 의해 턴 오프 될 수 있다.The switch 50 may be a mechanical contact switch in which a fixed contact and a movable contact are mechanically contacted or separated by electromagnetic force. The switch 50 may be turned off, for example, by electromagnetic force generated by a current flowing in the forward or reverse direction to the first driving coil 10 and the second driving coil 20.

제1 초전도 소자(70)는 스위치(50)에 직렬 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 초전도 소자(70)는 일측이 스위치(50)의 타측에 연결되고, 타측이 출력단에 연결될 수 있다. The first superconducting element 70 may be connected in series to the switch 50. Specifically, one side of the first superconducting element 70 may be connected to the other side of the switch 50 and the other side to the output terminal.

제1 초전도 소자(70)는 임계값 이내의 정상전류가 흐르는 상태(전력계통의 정상상태)에서는 전기저항이 영(zero)인 초전도 상태이고, 임계값 이상의 고장전류가 흐르는 상태(전력계통의 고장상태)에서는 상전도 상태로 전이하면서 높은 저항값을 발생시키는 ?치(Quench) 현상을 발생시킬 수 있다. The first superconducting element 70 is a superconducting state in which the electrical resistance is zero in a state in which a normal current within a threshold (normal state of the power system) flows, and a state in which a fault current above a threshold flows (a failure in the power system) In the state), it is possible to generate a quench phenomenon that transitions to a phase conducting state and generates a high resistance value.

제2 초전도 소자(80)는 제2 구동코일(20)에 직렬 연결될 수 있다. 구체적으로, 제2 초전도 소자(80)는 일측이 제2 구동코일(20)의 타측에 연결되고, 타측이 출력단에 연결될 수 있다.The second superconducting element 80 may be connected in series to the second driving coil 20. Specifically, one side of the second superconducting element 80 may be connected to the other side of the second driving coil 20, and the other side may be connected to the output terminal.

제2 초전도 소자(80)는 임계값 이내의 정상전류가 흐르는 상태(전력계통의 정상상태)에서는 전기저항이 영(zero)인 초전도 상태이고, 임계값 이상의 고장전류가 흐르는 상태(전력계통의 고장상태)에서는 상전도 상태로 전이하면서 높은 저항값을 발생시키는 ?치(Quench) 현상을 발생시킬 수 있다. The second superconducting element 80 is a superconducting state in which the electrical resistance is zero in a state in which a normal current within a threshold (normal state of the power system) flows, and a state in which a fault current above a threshold flows (a failure in the power system) In the state), it is possible to generate a quench phenomenon that transitions to a phase conducting state and generates a high resistance value.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중?치 초전도 전류 제한기(1)는 두 개의 초전도 소자(70,80)를 포함하여, 고장전류를 두 번에 걸쳐 제한할 수 있다. 제1 초전도 소자(70)는 스위치(50)와 연결되고, 제2 초전도 소자(80)는 제2 구동코일(20), 즉, 리액터에 연결됨에 따라, 고장전류 발생 시 제1 초전도 소자(70)의 ?치 현상 발생 이후 제2 초전도 소자(80)의 ?치 현상이 발생되어 고장전류를 두 번에 걸쳐 제한할 수 있다. 이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 도 1에 도시된 이중?치 초전도 전류 제한기(1)의 동작에 대하여 설명하기로 한다.As described above, the double-value superconducting current limiter 1 according to an embodiment of the present invention includes two superconducting elements 70 and 80 to limit the fault current twice. As the first superconducting element 70 is connected to the switch 50, and the second superconducting element 80 is connected to the second driving coil 20, that is, the reactor, the first superconducting element 70 when a fault current occurs ) After the occurrence of the? Value phenomenon, the? Value of the second superconducting element 80 may occur, thereby limiting the fault current twice. Hereinafter, the operation of the double-value superconducting current limiter 1 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

도 2 및 도 3은 고장전류 발생 시 도 1에 도시된 이중?치 초전도 전류 제한기의 각 소자에 흐르는 전류 및 각 소자에 걸리는 전압을 측정한 그래프의 일 예이다.2 and 3 are examples of graphs in which a current flowing through each element of the double-value superconducting current limiter shown in FIG. 1 and a voltage across each element are measured when a fault current occurs.

도 2는 제1 구동코일(10) 및 제2 구동코일(20)이 감극성 결선 방식에 따라 자기결합되도록 설계한 경우, 고장전류 발생 시 각 소자에 흐르는 전류 및 각 소자에 걸리는 전압을 측정한 그래프이다.2 is a case in which the first driving coil 10 and the second driving coil 20 are designed to be self-coupled according to a polarity connection method, and when a fault current occurs, the current flowing through each device and the voltage applied to each device are measured. It is a graph.

고장전류 발생 시, 제1 구동코일(10) 및 제2 구동코일(20)은 감극성 결선에 의해 역기전력이 발생하는데, 제1 구동코일(10)에는 정방향의 전류가 흐르게 된다. When a fault current occurs, a back electromotive force is generated in the first driving coil 10 and the second driving coil 20 by a polarity connection, and a current in the forward direction flows through the first driving coil 10.

제1 초전도 소자(70) 및 제2 초전도 소자(80)는 ?치 현상이 발생되어 높은 저항값을 발생시킬 수 있다. 제1 구동코일(10) 및 제2 구동코일(20)에 의해 인덕턴스가 감소함에 따라 제1 초전도 소자(70)의 ?치 현상 이후 반 주기 이내에 제2 초전도 소자(80)의 ?치 현상이 발생함을 확인할 수 있다.The first superconducting element 70 and the second superconducting element 80 may have a? Value phenomenon to generate a high resistance value. As the inductance decreases by the first driving coil 10 and the second driving coil 20, the ?-thickness phenomenon of the second superconducting element 80 occurs within a half cycle after the ?-throwing phenomenon of the first superconducting element 70. Can be confirmed.

도 3은 제1 구동코일(10) 및 제2 구동코일(20)이 가극성 결선 방식에 따라 자기결합되도록 설계한 경우, 고장전류 발생 시 각 소자에 흐르는 전류 및 각 소자에 걸리는 전압을 측정한 그래프이다.3 is a first drive coil 10 and the second drive coil 20 is designed to be self-coupled according to a polarity connection method, when a fault current occurs, the current flowing through each device and the voltage applied to each device are measured. It is a graph.

고장전류 발생 시, 제1 구동코일(10) 및 제2 구동코일(20)은 가극성 결선에 의해 역기전력이 발생하는데, 제1 구동코일(10)에는 제2 구동코일(20)과 역방향의 전류가 흐르게 된다.When a fault current occurs, the first driving coil 10 and the second driving coil 20 generate back electromotive force due to a polarity connection, and the first driving coil 10 has a current opposite to that of the second driving coil 20. Will flow.

제1 초전도 소자(70) 및 제2 초전도 소자(80)는 ?치 현상이 발생되어 높은 저항값을 발생시킬 수 있다. 제1 구동코일(10) 및 제2 구동코일(20)에 의해 인덕턴스가 증가함에 따라 제1 초전도 소자(70)의 ?치 현상 이후 반 주기 이내에 제2 초전도 소자(80)의 ?치 현상이 발생함을 확인할 수 있다.The first superconducting element 70 and the second superconducting element 80 may have a? Value phenomenon to generate a high resistance value. As the inductance increases by the first drive coil 10 and the second drive coil 20, the ?-th phenomenon of the second superconducting element 80 occurs within a half cycle after the ?-value phenomenon of the first superconducting element 70. Can be confirmed.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중?치 초전도 전류 제한기(1)는 고장전류 발생 시, 제1 초전도 소자(70)에 의해 고장전류를 한 차례 제한하고, 추가로 제2 초전도 소자(80)를 투입시켜 고장전류를 한 차례 더 제한할 수 있다. As described above, the double-value superconducting current limiter 1 according to an embodiment of the present invention, when a fault current occurs, limits the fault current once by the first superconducting element 70, and additionally the second superconducting device Fault current can be limited once more by inputting (80).

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중?치 초전도 전류 제한기의 구성도이다.4 is a block diagram of a dual-value superconducting current limiter according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중?치 초전도 전류 제한기(1')는 도 1에 도시된 이중?치 초전도 전류 제한기(1)와 비교하였을 때, 제1 구동코일(10) 및 제2 구동코일(20)은 직렬 연결되어 자기결합되고, 제2 초전도 소자(80)는 제2 구동코일(20)에 병렬 연결된다는 점에서 차이가 있을 뿐, 다른 소자들 간의 연결 및 각 소자들의 특성은 동일하다.Referring to FIG. 4, the double-value superconducting current limiter 1 ′ according to another embodiment of the present invention is compared with the double-value superconducting current limiter 1 shown in FIG. 1, the first driving coil (10) and the second driving coil 20 are connected in series and are self-coupled, and the second superconducting element 80 is only different in that it is connected in parallel to the second driving coil 20, and the connection between other elements And the characteristics of each device are the same.

구체적으로, 제1 구동코일(10) 및 제2 구동코일(20)은 직렬 연결될 수 있다. 제1 구동코일(10)은 일측이 입력단에 연결되고, 타측이 제2 구동코일(20)에 연결될 수 있다. 제2 구동코일(20)은 일측이 제1 구동코일(10)의 타측에 연결되고, 타측이 출력단에 연결될 수 있다.Specifically, the first driving coil 10 and the second driving coil 20 may be connected in series. One side of the first driving coil 10 may be connected to the input terminal, and the other side may be connected to the second driving coil 20. One side of the second driving coil 20 may be connected to the other side of the first driving coil 10, and the other side may be connected to the output terminal.

스위치(50)는 직렬 연결된 제1 구동코일(10) 및 제2 구동코일(20)과 병렬 연결될 수 있다. 스위치(50)는 일측이 입력단에 연결되고, 타측이 제1 초전도 소자(70)에 연결될 수 있다.The switch 50 may be connected in parallel with the first driving coil 10 and the second driving coil 20 connected in series. The switch 50 may have one side connected to the input terminal and the other side connected to the first superconducting element 70.

제1 초전도 소자(70)는 스위치(50)와 직렬 연결될 수 있다. 제1 초전도 소자(70)는 일측이 스위치(50)와 연결되고, 타측이 출력단에 연결될 수 있다.The first superconducting element 70 may be connected in series with the switch 50. The first superconducting element 70 may have one side connected to the switch 50 and the other side connected to the output terminal.

제2 초전도 소자(80)는 제2 구동코일(20)과 병렬 연결될 수 있다. 제2 초전도 소자(80)는 일측이 제1 구동코일(10) 및 제2 구동코일(20) 사이에 연결되고, 타측이 출력단에 연결될 수 있다.The second superconducting element 80 may be connected to the second driving coil 20 in parallel. One side of the second superconducting element 80 may be connected between the first driving coil 10 and the second driving coil 20, and the other side may be connected to the output terminal.

이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 도 4에 도시된 이중?치 초전도 전류 제한기(1')의 동작에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, the operation of the double-value superconducting current limiter 1'shown in FIG. 4 will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

도 5 및 도 6은 고장전류 발생 시 도 4에 도시된 이중?치 초전도 전류 제한기의 각 소자에 흐르는 전류 및 각 소자에 걸리는 전압을 측정한 그래프의 일 예이다.5 and 6 are examples of graphs in which a current flowing through each element of the double-value superconducting current limiter shown in FIG. 4 and a voltage across each element are measured when a fault current occurs.

도 5는 제1 구동코일(10) 및 제2 구동코일(20)이 가극성 결선 방식에 따라 자기결합되도록 설계한 경우, 고장전류 발생 시 각 소자에 흐르는 전류 및 각 소자에 걸리는 전압을 측정한 그래프이다.5 is a first drive coil 10 and the second drive coil 20 is designed to be self-coupled according to a polarity connection method, when a fault current occurs, the current flowing through each device and the voltage applied to each device are measured. It is a graph.

고장전류 발생 시, 제1 구동코일(10) 및 제2 구동코일(20)은 가극성 결선에 의해 역기전력이 발생하는데, 제1 구동코일(10)에는 제2 구동코일(20)과 반대 방향의 전류가 흐르게 된다. 따라서, 소자에 가해지는 절대량이 적음에도 고장전류의 제한이 가능하다. When a fault current occurs, the first driving coil 10 and the second driving coil 20 generate back electromotive force due to a polarity connection, and the first driving coil 10 has the opposite direction to the second driving coil 20. Current flows. Therefore, it is possible to limit the fault current even when the absolute amount applied to the element is small.

제1 초전도 소자(70) 및 제2 초전도 소자(80)는 ?치 현상이 발생되어 높은 저항값을 발생시킬 수 있다. 제1 구동코일(10) 및 제2 구동코일(20)에 의해 인덕턴스가 증가함에 따라 제1 초전도 소자(70)의 ?치 현상 이후 반 주기 이내에 제2 초전도 소자(80)의 ?치 현상이 발생함을 확인할 수 있다.The first superconducting element 70 and the second superconducting element 80 may have a? Value phenomenon to generate a high resistance value. As the inductance increases by the first drive coil 10 and the second drive coil 20, the ?-th phenomenon of the second superconducting element 80 occurs within a half cycle after the ?-value phenomenon of the first superconducting element 70. Can be confirmed.

도 6은 제1 구동코일(10) 및 제2 구동코일(20)이 감극성 결선 방식에 따라 자기결합되도록 설계한 경우, 고장전류 발생 시 각 소자에 흐르는 전류 및 각 소자에 걸리는 전압을 측정한 그래프이다.6 is a first driving coil 10 and the second driving coil 20 is designed to be self-coupled according to the polarization wiring method, when a fault current occurs, the current flowing through each device and the voltage applied to each device are measured. It is a graph.

고장전류 발생 시, 제1 구동코일(10) 및 제2 구동코일(20)은 감극성 결선에 의해 역기전력이 발생하는데, 제1 구동코일(10)에는 제2 구동코일(20)과 동일한 방향의 전류가 흐르게 된다.When a fault current occurs, the first driving coil 10 and the second driving coil 20 generate back electromotive force due to a polarity connection. The first driving coil 10 has the same direction as the second driving coil 20. Current flows.

제1 초전도 소자(70) 및 제2 초전도 소자(80)는 ?치 현상이 발생되어 높은 저항값을 발생시킬 수 있다. 제1 구동코일(10) 및 제2 구동코일(20)에 의해 인덕턴스가 감소함에 따라 제1 초전도 소자(70)의 ?치 현상 이후 반 주기 이내에 제2 초전도 소자(80)의 ?치 현상이 발생함을 확인할 수 있다.The first superconducting element 70 and the second superconducting element 80 may have a? Value phenomenon to generate a high resistance value. As the inductance decreases by the first driving coil 10 and the second driving coil 20, the ?-thickness phenomenon of the second superconducting element 80 occurs within a half cycle after the ?-throwing phenomenon of the first superconducting element 70. Can be confirmed.

이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중?치 초전도 전류 제한기(1')는 고장전류 발생 시, 제1 초전도 소자(70)에 의해 고장전류를 한 차례 제한하고, 추가로 제2 초전도 소자(80)를 투입시켜 고장전류를 한 차례 더 제한할 수 있다. As described above, the double-value superconducting current limiter 1'according to another embodiment of the present invention, when a fault current occurs, limits the fault current once by the first superconducting element 70, and additionally second superconductivity The fault current can be further limited once by inputting the element 80.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to embodiments, those skilled in the art understand that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. Will be able to.

1: 이중?치 초전도 전류 제한기
10: 제1 구동코일
20: 제2 구동코일
50: 스위치
70: 제1 초전도 소자
80: 제2 초전도 소자1: Double-value superconducting current limiter
10: first driving coil
20: second driving coil
50: switch
70: first superconducting element
80: second superconducting element

Claims (10)

제1 구동코일;
상기 제1 구동코일과 병렬 연결되어 자기결합되는 제2 구동코일;
상기 제1 구동코일 및 상기 제2 구동코일과 병렬 연결되는 스위치;
상기 스위치와 직렬 연결되는 제1 초전도 소자; 및
상기 제2 구동코일과 직렬 연결되는 제2 초전도 소자를 포함하며,
상기 제1 구동코일 및 상기 제2 구동코일은,
가극성 결선 방식 또는 감극성 결선 방식에 따라 자기결합되며,
상기 가극성 결선 방식에 의해 자기결합된 경우,
고장전류 발생 시, 상기 제1 구동코일에는 상기 제2 구동코일과 역방향의 전류가 흐르게 되어 상기 스위치가 턴 오프되고, 상기 제1 구동코일 및 상기 제2 구동코일에 의해 인덕턴스가 증가함에 따라 상기 제1 초전도 소자의 ?치 현상 이후 상기 제2 초전도 소자의 ?치 현상이 발생하며,
상기 감극성 결선 방식에 의해 자기결합된 경우,
고장전류 발생 시, 상기 제1 구동코일에는 상기 제2 구동코일과 정방향의 전류가 흐르게 되어 상기 스위치가 턴 오프되고, 상기 제1 구동코일 및 상기 제2 구동코일에 의해 인덕턴스가 감소함에 따라 상기 제1 초전도 소자의 ?치 현상 이후 상기 제2 초전도 소자의 ?치 현상이 발생하는 이중?치 초전도 전류 제한기.A first driving coil;
A second drive coil connected to the first drive coil in parallel and self-coupled;
A switch connected in parallel with the first driving coil and the second driving coil;
A first superconducting element connected in series with the switch; And
And a second superconducting element connected in series with the second driving coil,
The first driving coil and the second driving coil,
Self-coupled according to the polarity wiring method or the polarity wiring method,
In the case of self-bonding by the above-mentioned dipole connection method,
When a fault current occurs, the first drive coil flows in the reverse direction to the second drive coil, so that the switch is turned off and the first drive coil and the second drive coil increase the inductance as the inductance increases. After the? Value of the first superconducting element, the? Value of the second superconducting element occurs,
When magnetically coupled by the above-mentioned polarizing wiring method,
When a fault current occurs, the first drive coil flows in a forward direction with the second drive coil, so that the switch is turned off and the first drive coil and the second drive coil reduce the inductance as the inductance decreases. Double-value superconducting current limiter in which the value of the second superconducting element occurs after the value of 1 superconducting element. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1 구동코일;
상기 제1 구동코일과 직렬 연결되어 자기결합되는 제2 구동코일;
상기 제1 구동코일 및 상기 제2 구동코일과 병렬 연결되는 스위치;
상기 스위치와 직렬 연결되는 제1 초전도 소자; 및
상기 제2 구동코일과 병렬 연결되는 제2 초전도 소자를 포함하며,
상기 제1 구동코일 및 상기 제2 구동코일은,
가극성 결선 방식 또는 감극성 결선 방식에 따라 자기결합되며,
상기 가극성 결선 방식에 의해 자기결합된 경우,
고장전류 발생 시, 상기 제1 구동코일에는 상기 제2 구동코일과 역방향의 전류가 흐르게 되어 상기 스위치가 턴 오프되고, 상기 제1 구동코일 및 상기 제2 구동코일에 의해 인덕턴스가 증가함에 따라 상기 제1 초전도 소자의 ?치 현상 이후 상기 제2 초전도 소자의 ?치 현상이 발생하며,
상기 감극성 결선 방식에 의해 자기결합된 경우,
고장전류 발생 시, 상기 제1 구동코일에는 상기 제2 구동코일과 정방향의 전류가 흐르게 되어 상기 스위치가 턴 오프되고, 상기 제1 구동코일 및 상기 제2 구동코일에 의해 인덕턴스가 감소함에 따라 상기 제1 초전도 소자의 ?치 현상 이후 상기 제2 초전도 소자의 ?치 현상이 발생하는 이중?치 초전도 전류 제한기.A first driving coil;
A second drive coil connected in series with the first drive coil and magnetically coupled;
A switch connected in parallel with the first driving coil and the second driving coil;
A first superconducting element connected in series with the switch; And
And a second superconducting element connected in parallel with the second driving coil,
The first driving coil and the second driving coil,
Self-coupled according to the polarity wiring method or the polarity wiring method,
In the case of self-bonding by the above-mentioned dipole connection method,
When a fault current occurs, the first driving coil flows in the opposite direction to the second driving coil, so that the switch is turned off and the inductance increases as the first driving coil and the second driving coil increase. After the? Value of the first superconducting element, the? Value of the second superconducting element occurs,
When magnetically coupled by the above-mentioned polarizing wiring method,
When a fault current occurs, the first drive coil flows in a forward direction with the second drive coil, so that the switch is turned off, and the inductance decreases as the first drive coil and the second drive coil reduce the inductance. Double-value superconducting current limiter in which the value of the second superconducting element occurs after the value of 1 superconducting element. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001112166A (en) * 1999-10-08 2001-04-20 Mitsubishi Electric Corp Current limiter
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KR101785838B1 (en) * 2016-04-12 2017-10-17 숭실대학교산학협력단 Transformer Type SFCL with Non-isolated Secondary Windings for Two Adjustable Operating Currents

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