JPH099499A - 限流器 - Google Patents
限流器Info
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- JPH099499A JPH099499A JP7151312A JP15131295A JPH099499A JP H099499 A JPH099499 A JP H099499A JP 7151312 A JP7151312 A JP 7151312A JP 15131295 A JP15131295 A JP 15131295A JP H099499 A JPH099499 A JP H099499A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- winding
- reactor
- coils
- superconducting
- current
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- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】３相の送電線において短絡事故が生じたとき
に、短絡電流を制限する限流器に関する。コンパクトで
１線地絡時にはクエンチせずに限流できる超電導限流器
を提供する。 【構成】鉄心１を磁路として、コイル２，３，４，５，
６，７を巻回し、鉄心８，９，１０を磁路としてコイル
１１，１２，１３，１４，１５，１６を巻回するととも
に、コイル２，７と１１を直列に接続し、コイル１２を
超電導導体で巻回し、巻始めと巻終りを短絡する。 【効果】１線地絡時に超電導コイルがクエンチすること
がなく、コンパクトで熱損失の小さな超電導限流器が得
られる。
に、短絡電流を制限する限流器に関する。コンパクトで
１線地絡時にはクエンチせずに限流できる超電導限流器
を提供する。 【構成】鉄心１を磁路として、コイル２，３，４，５，
６，７を巻回し、鉄心８，９，１０を磁路としてコイル
１１，１２，１３，１４，１５，１６を巻回するととも
に、コイル２，７と１１を直列に接続し、コイル１２を
超電導導体で巻回し、巻始めと巻終りを短絡する。 【効果】１線地絡時に超電導コイルがクエンチすること
がなく、コンパクトで熱損失の小さな超電導限流器が得
られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は３相の送電線あるいは配
電線において短絡事故が生じたときに、短絡電流を制限
する限流器に関する。
電線において短絡事故が生じたときに、短絡電流を制限
する限流器に関する。
【０００２】
【従来の技術】限流器としては、３巻線リアクトル型超
電導限流器，無誘導巻型超電導限流器，超電導トランス
型限流器等の超電導限流器などが知られている。
電導限流器，無誘導巻型超電導限流器，超電導トランス
型限流器等の超電導限流器などが知られている。
【０００３】３巻線リアクトル型超電導限流器は大きな
零相リアクタンスを持つので１線地絡故障では超電導転
移することなく限流できる特徴を持つが、それ以外の故
障では臨界電流以上の電流が流れることによる常電導転
移に伴う抵抗の発生により限流を行う。
零相リアクタンスを持つので１線地絡故障では超電導転
移することなく限流できる特徴を持つが、それ以外の故
障では臨界電流以上の電流が流れることによる常電導転
移に伴う抵抗の発生により限流を行う。
【０００４】無誘導巻型超電導限流器は系統故障時に臨
界電流以上の電流が流れることによる常電導転移に伴う
抵抗の発生により限流を行う。
界電流以上の電流が流れることによる常電導転移に伴う
抵抗の発生により限流を行う。
【０００５】超電導トランス型限流器は２次側に超電導
線の短絡コイルをおいて定常時は小さな漏れリアクタン
スによる小さなインピーダンスが現れるに過ぎないが、
系統故障時に２次巻線に臨界電流以上の電流が流れるこ
とによる常電導転移に伴い１次巻線に大きなインピーダ
ンスがあらわれることにより限流を行う。
線の短絡コイルをおいて定常時は小さな漏れリアクタン
スによる小さなインピーダンスが現れるに過ぎないが、
系統故障時に２次巻線に臨界電流以上の電流が流れるこ
とによる常電導転移に伴い１次巻線に大きなインピーダ
ンスがあらわれることにより限流を行う。
【０００６】超電導巻線において、その超電導状態と常
電導状態における電気抵抗の大きな違いを利用し、電力
系統における事故電流を抑えて短絡容量を大きくできる
限流器が望まれていた。
電導状態における電気抵抗の大きな違いを利用し、電力
系統における事故電流を抑えて短絡容量を大きくできる
限流器が望まれていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】３巻線リアクトル型超
電導限流器および無誘導巻型超電導限流器では送電線に
直列なコイルが必要であるので、極低温部と常温部をつ
なぐ電流リードが必要である。電流リード部では熱侵入
による冷媒、例えば液体ヘリウムの蒸発がある。また、
常温近くのヘリウムガスは耐電圧が空気その他に比べて
小さい。
電導限流器および無誘導巻型超電導限流器では送電線に
直列なコイルが必要であるので、極低温部と常温部をつ
なぐ電流リードが必要である。電流リード部では熱侵入
による冷媒、例えば液体ヘリウムの蒸発がある。また、
常温近くのヘリウムガスは耐電圧が空気その他に比べて
小さい。
【０００８】無誘導巻型超電導限流器と超電導トランス
型限流器は１線地絡故障時にも、常電導転移することに
よってしか限流できないという問題点があった。
型限流器は１線地絡故障時にも、常電導転移することに
よってしか限流できないという問題点があった。
【０００９】送電線における短絡故障の９０％程度は１
線地絡であり、１線地絡故障時に常電導転移することの
ないことが要求される。
線地絡であり、１線地絡故障時に常電導転移することの
ないことが要求される。
【００１０】本発明の目的は、３相の送電線あるいは配
電線において短絡事故が生じたときに、短絡電流を制限
する限流器を提供することにある。
電線において短絡事故が生じたときに、短絡電流を制限
する限流器を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的は、３相送電線
に取付けられた限流器において、３巻線リアクトルとこ
の３巻線リアクトルに直列に取付けられたそれぞれの相
のトランスの２次巻線を超電導線で形成し、その２次巻
線を短絡することによって達成される。
に取付けられた限流器において、３巻線リアクトルとこ
の３巻線リアクトルに直列に取付けられたそれぞれの相
のトランスの２次巻線を超電導線で形成し、その２次巻
線を短絡することによって達成される。
【００１２】さらに、詳細には３相送電線に取付けられ
た限流器において、３巻線リアクトルの磁路が断面内で
３等分割されて、磁気的なギャップを持つ主鉄心と、該
３等分割された主鉄心のそれぞれと磁気回路を成す脚お
よび継鉄から構成されており、３巻線リアクトルは該主
鉄心とこの脚に巻かれ、それぞれの継鉄に巻かれたコイ
ルが３巻線リアクトルに対して直列に、３相何れか一つ
のトランスの１次巻線を成すように接続され、該トラン
スの２次巻線を超電導線で成し、該２次巻線を短絡した
ものである。
た限流器において、３巻線リアクトルの磁路が断面内で
３等分割されて、磁気的なギャップを持つ主鉄心と、該
３等分割された主鉄心のそれぞれと磁気回路を成す脚お
よび継鉄から構成されており、３巻線リアクトルは該主
鉄心とこの脚に巻かれ、それぞれの継鉄に巻かれたコイ
ルが３巻線リアクトルに対して直列に、３相何れか一つ
のトランスの１次巻線を成すように接続され、該トラン
スの２次巻線を超電導線で成し、該２次巻線を短絡した
ものである。
【００１３】
【作用】定常状態では、３巻線リアクトルは３相それぞ
れが漏れリアクタンス分を除き、打ち消し合うので非常
に小さなインピーダンスしか現れない。一方、１線地絡
時には大きな零相リアクタンスがあるため、大きな限流
効果が現れる。これは以下に示す理由による。
れが漏れリアクタンス分を除き、打ち消し合うので非常
に小さなインピーダンスしか現れない。一方、１線地絡
時には大きな零相リアクタンスがあるため、大きな限流
効果が現れる。これは以下に示す理由による。
【００１４】
【数１】 Ｖａ＝ｊωＬＩａ＋ｊωＭ（Ｉｂ＋Ｉｃ） …（数１） この式は、次のように書き換えられる。
【００１５】
【数２】 Ｖａ＝ｊω（Ｌ−Ｍ）Ｉａ＋ｊωＭ（Ｉａ＋Ｉｂ＋Ｉｃ） …（数２） ここで、Ｉｏ＝Ｉａ＋Ｉｂ＋Ｉｃとおけば
【００１６】
【数３】 Ｖａ＝ｊω（Ｌ−Ｍ）Ｉａ＋ｊωＭＩｏ …（数３） ここで、 Ｖａ：３巻線リアクトルの端子に現れるａ相電圧 Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ：ａ，ｂ，ｃ相の電流 ｊ：虚数を示す ω：電流の角周波数 Ｌ：３巻線リアクトルａ相巻線の自己インダクタンス Ｍ：３巻線リアクトルａ相巻線とｂ，ｃ相巻線の間の相
互インダクタンス （Ｌ−Ｍ）は漏れリアクタンスを示すから、これは小さ
い。定常時にＩｏは無い。したがって、定常時のリアク
タンスは小さい。最後の式から零相インピーダンスはω
（３Ｍ）であり、これは大きな値となる。したがって、
零相電流が主体である１線地絡時の短絡電流はこの大き
な零相インピーダンスにより大きく成れずに、限流効果
が現れる。
互インダクタンス （Ｌ−Ｍ）は漏れリアクタンスを示すから、これは小さ
い。定常時にＩｏは無い。したがって、定常時のリアク
タンスは小さい。最後の式から零相インピーダンスはω
（３Ｍ）であり、これは大きな値となる。したがって、
零相電流が主体である１線地絡時の短絡電流はこの大き
な零相インピーダンスにより大きく成れずに、限流効果
が現れる。
【００１７】上記により、１線地絡事故時には大きな零
相リアクタンスにより限流されるので過電流が現れるこ
とがなく、その他の事故にはトランスの短絡された２次
巻線がクエンチすることで１次巻線に大きなインピーダ
ンスが現れて限流する。
相リアクタンスにより限流されるので過電流が現れるこ
とがなく、その他の事故にはトランスの短絡された２次
巻線がクエンチすることで１次巻線に大きなインピーダ
ンスが現れて限流する。
【００１８】
【実施例】次に、実施例によって、本発明をさらに詳細
に説明する。
に説明する。
【００１９】本発明の実施例を図１に示す。図１におい
て鉄心１を磁路として、コイル２，３，４，５，６，７
が巻かれている。鉄心８，９，１０を磁路としてコイル
１１，１２，１３，１４，１５，１６が巻かれている。
て鉄心１を磁路として、コイル２，３，４，５，６，７
が巻かれている。鉄心８，９，１０を磁路としてコイル
１１，１２，１３，１４，１５，１６が巻かれている。
【００２０】コイル２，７と１１は直列に接続されてい
る。コイル１２は超電導導体で巻かれ、巻始めと巻終り
が短絡されている。同様にコイル３，６と１３は直列に
接続されており、コイル１４は超電導導体で巻かれ、巻
始めと巻終りが短絡されている。同様にコイル４，５と
１５は直列に接続されており、コイル１６は超電導導体
で巻かれ、巻始めと巻終りが短絡されている。
る。コイル１２は超電導導体で巻かれ、巻始めと巻終り
が短絡されている。同様にコイル３，６と１３は直列に
接続されており、コイル１４は超電導導体で巻かれ、巻
始めと巻終りが短絡されている。同様にコイル４，５と
１５は直列に接続されており、コイル１６は超電導導体
で巻かれ、巻始めと巻終りが短絡されている。
【００２１】例えば、コイル２，７，１１にはａ相電流
が、コイル３，６，１３にはｂ相電流が、コイル４，
５，１４にはｃ相電流が流れるように送電線に接続され
ている。もちろん、他の組合せでもよい。
が、コイル３，６，１３にはｂ相電流が、コイル４，
５，１４にはｃ相電流が流れるように送電線に接続され
ている。もちろん、他の組合せでもよい。
【００２２】さて、１線地絡以外の系統故障時には大き
な正相および逆相電流が流れるので大きな零相インピー
ダンスだけでは限流できないが、超電導短絡コイルであ
るコイル１２，１４，１６に誘導される大きな電流によ
り、コイル１２，１４，１６がクエンチしてコイル１
１，１３，１５に大きな漏れリアクタンス生じて限流効
果が生じる。
な正相および逆相電流が流れるので大きな零相インピー
ダンスだけでは限流できないが、超電導短絡コイルであ
るコイル１２，１４，１６に誘導される大きな電流によ
り、コイル１２，１４，１６がクエンチしてコイル１
１，１３，１５に大きな漏れリアクタンス生じて限流効
果が生じる。
【００２３】コイル２，３，４，５，６，７，１１，１
３，１５は超電導コイルでも通常の銅コイルでも良い。
ただし、超電導コイルで構成する場合はコイル２，３，
４，５，６，７，１１，１３，１５のクエンチ耐量はコ
イル１２，１４，１６のクエンチ耐量より大きくする。
３，１５は超電導コイルでも通常の銅コイルでも良い。
ただし、超電導コイルで構成する場合はコイル２，３，
４，５，６，７，１１，１３，１５のクエンチ耐量はコ
イル１２，１４，１６のクエンチ耐量より大きくする。
【００２４】しかし、コイル２，３，４，５，６，７，
１１，１３，１５はその機能上からは超電導コイルにす
る必要はなく、通常の銅コイルで良い。通常の銅コイル
であれば、超電導コイルとした場合に必要なクライオス
タット構造，ヘリウム等の冷媒を使うことによる耐電圧
が小さくなる問題、侵入熱などによる冷媒の消費に伴う
熱損失は無くなる利点をもつ。
１１，１３，１５はその機能上からは超電導コイルにす
る必要はなく、通常の銅コイルで良い。通常の銅コイル
であれば、超電導コイルとした場合に必要なクライオス
タット構造，ヘリウム等の冷媒を使うことによる耐電圧
が小さくなる問題、侵入熱などによる冷媒の消費に伴う
熱損失は無くなる利点をもつ。
【００２５】図２は本発明の正面図、図３は本発明の立
面図であり、図２及び図３には鉄心の構成を示す。主鉄
心１７はその断面が３等分割され、互いに磁気的にギャ
ップを持っている。３等分割された主鉄心１７、それぞ
れ脚１８，１９，２０および継鉄２１，２２，２３でそ
れぞれに磁気回路を構成している。３巻線リアクトルは
主鉄心１７に巻かれる。この３巻線リアクトルの各相は
脚１８，１９，２０の部分にあるトランスに直列に接続
される。
面図であり、図２及び図３には鉄心の構成を示す。主鉄
心１７はその断面が３等分割され、互いに磁気的にギャ
ップを持っている。３等分割された主鉄心１７、それぞ
れ脚１８，１９，２０および継鉄２１，２２，２３でそ
れぞれに磁気回路を構成している。３巻線リアクトルは
主鉄心１７に巻かれる。この３巻線リアクトルの各相は
脚１８，１９，２０の部分にあるトランスに直列に接続
される。
【００２６】トランス部分については図４（図には１相
分を示す）に示すように脚１８と主鉄心１７の３分の１
が磁路を形成し、定常時は短絡コイル１２がコイル１１
の作る磁場を打ち消すように磁場を発するので小さなイ
ンピーダンスしか現れない。１線地絡時には３巻線リア
クトルの大きな零相インピーダンスが限流効果を発揮す
ることと、それ以外の系統故障時にはコイル１２，１
４，１６がクエンチすることでコイル１１，１３，１５
に大きな漏れリアクタンスが現れて限流効果を発揮する
のは、先の図１で示した実施例の場合と同じである。し
かし、図４に示す実施例では３巻線リアクトルの磁路を
形成する部材をトランス部の磁路としても利用するので
コンパクトな限流器が実現できる。
分を示す）に示すように脚１８と主鉄心１７の３分の１
が磁路を形成し、定常時は短絡コイル１２がコイル１１
の作る磁場を打ち消すように磁場を発するので小さなイ
ンピーダンスしか現れない。１線地絡時には３巻線リア
クトルの大きな零相インピーダンスが限流効果を発揮す
ることと、それ以外の系統故障時にはコイル１２，１
４，１６がクエンチすることでコイル１１，１３，１５
に大きな漏れリアクタンスが現れて限流効果を発揮する
のは、先の図１で示した実施例の場合と同じである。し
かし、図４に示す実施例では３巻線リアクトルの磁路を
形成する部材をトランス部の磁路としても利用するので
コンパクトな限流器が実現できる。
【００２７】図２及び図３において主鉄心１７と脚１
８，１９，２０部に３巻線リアクトルを形成し、継鉄部
２１，２２，２３に３相それぞれのトランス部を形成す
ると図５（図には１相分を示す）に示す構成となり、上
述同様の理由によりコンパクトな限流器が実現できる。
８，１９，２０部に３巻線リアクトルを形成し、継鉄部
２１，２２，２３に３相それぞれのトランス部を形成す
ると図５（図には１相分を示す）に示す構成となり、上
述同様の理由によりコンパクトな限流器が実現できる。
【００２８】すなわち、３巻線リアクトルでは１線地絡
時には大きな零相リアクタンスがあるため、大きな限流
効果が現れる。
時には大きな零相リアクタンスがあるため、大きな限流
効果が現れる。
【００２９】１線地絡以外の系統故障時には超電導短絡
コイルであるコイル１２,１４,１６がクエンチしてコイ
ル１１，１３，１５に大きな漏れリアクタンス生じて限
流効果が生じる。
コイルであるコイル１２,１４,１６がクエンチしてコイ
ル１１，１３，１５に大きな漏れリアクタンス生じて限
流効果が生じる。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば１線地絡時に超電導コイ
ルがクエンチすることがなく、コンパクトで熱損失の小
さな超電導限流器が得られる。
ルがクエンチすることがなく、コンパクトで熱損失の小
さな超電導限流器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を表わす模式図。
【図２】本発明の実施例の平面図。
【図３】本発明の実施例の立面図。
【図４】本発明の他の実施例を表わす模式図。
【図５】本発明の他の実施例で表わす模式図。
１…鉄心、２，３，４，５，６，７，１１，１３、１５
…コイル、８，９，１０…鉄心、１２，１４，１６…超
電導短絡コイル、１７…主鉄心、１８，１９，２０…
脚、２１，２２，２３…継鉄部。
…コイル、８，９，１０…鉄心、１２，１４，１６…超
電導短絡コイル、１７…主鉄心、１８，１９，２０…
脚、２１，２２，２３…継鉄部。
Claims (5)
- 【請求項１】３相送電線に接続された限流器であって、
３巻線リアクトルと該リアクトルに直列に接続されたト
ランスを備え、該トランスの２次巻線の少なくとも一部
を超電導線で形成し、該２次巻線を短絡したことを特徴
とする限流器。 - 【請求項２】３相送電線に接続された限流器であって、
３巻線リアクトルの磁路が断面内で３等分割されて、磁
気的なギャップを持つ主鉄心と、該３等分割された主鉄
心のそれぞれと磁気回路を成す脚および継鉄を備え、該
３巻線リアクトルを該主鉄心に巻回し、それぞれの脚に
巻かれたコイルが３巻線リアクトルに対して直列に、３
相いずれか一つのトランスの１次巻線を成すように接続
され、該トランスの２次巻線の少なくとも一部を超電導
線で形成し、該２次巻線を短絡したことを特徴とする限
流器。 - 【請求項３】３相送電線に接続された限流器であって、
３巻線リアクトルの磁路が断面内で３等分割されて、磁
気的なギャップを持つ主鉄心と、該３等分割された主鉄
心のそれぞれと磁気回路を成す脚および継鉄を備え、該
３巻線リアクトルを該主鉄心とこの脚に巻回し、それぞ
れの継鉄に巻かれたコイルが３巻線リアクトルに対して
直列に、３相いずれか一つのトランスの１次巻線を成す
ように接続され、該トランスの２次巻線の少なくとも一
部を超電導線で形成し、該２次巻線を短絡したことを特
徴とする限流器。 - 【請求項４】請求項１，２あるいは３のいずれかに記載
の該３巻線リアクトルは常電導コイルからなることを特
徴とする限流器。 - 【請求項５】請求項１，２あるいは３のいずれかに記載
の該トランスの１次側巻線は常電導コイルからなること
を特徴とする限流器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7151312A JPH099499A (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 限流器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7151312A JPH099499A (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 限流器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH099499A true JPH099499A (ja) | 1997-01-10 |
Family
ID=15515902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7151312A Pending JPH099499A (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 限流器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH099499A (ja) |
Cited By (10)
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| JP2009111028A (ja) * | 2007-10-26 | 2009-05-21 | Toshiba Henden Kiki Technology Kk | リアクトル |
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| JPWO2011158290A1 (ja) * | 2010-06-16 | 2013-08-15 | 株式会社日立製作所 | 静止電磁機器 |
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| JP2018525850A (ja) * | 2015-08-19 | 2018-09-06 | ウルフス、シュキ | ハイブリッド超電導磁気デバイス |
-
1995
- 1995-06-19 JP JP7151312A patent/JPH099499A/ja active Pending
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