电阻型超导故障限流器制造技术

一种电阻型超导限流器，通过使用与电力系统的电路分开的磁场产生装置，使得在正常电流流向电力系统时电力系统的电流不能流向电阻型超导故障限流装置的线性线圈，其能够强化超导装置的电流，防止线性线圈上产生的热，在正常电流施加到电力系统上时消除通过线性线圈产生的磁场，不仅能够使用基于ＢＩＳＣＣＯ的超导装置，而且能够使用基于ＹＢＣＯ的超导装置。所述限流器包括：超导故障限流模块，其由至少一个超导故障限流装置组成；磁场施加单元，其被安装为圆形以包围所述超导故障限流模块的外围，用于向超导故障限流模块施加磁场；和变流器，用于非接触地感应从在电力系统的电路上流动的电流转换的电流，从而向所述磁场施加单元施加所述感应的电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超导故障限流器，并且具体地说涉及电阻型超导故障限流器。
技术介绍
在用于发电、输电、和配电等的包括电站、电力输送线路、变电站，配电线路的电力系统中，在短路故障、接地故障等故障电流发生时，故障限流器(FCL)是用于限制向母线、绝缘器、断路器等施加的机械应力、热应力和电应力的装置。因为故障电流连续增加，并且开发不受故障电流影响的电力装置很困难，对故障限流器的需求正在增加。但是，由于技术上和商业上的困难延迟了应用于电力系统的故障限流器的开发。由于发现了高温超导体(HTS)，开发了利用新型装置的非线形电压-电流特性的故障限流器，并从1987年开始开发了利用液态氮作为制冷剂的高温超导体。这种超导体具有高的非线性电阻特性，从而具有能够作为故障限流器使用的可能性。但是，由于极昂贵的冷却费用，对利用液态氦作为制冷剂的HTS尚未进行充分研究。近来，因为开发了利用液态氮作为制冷剂的HTS，所以出现了各种利用超导电性的超导故障限流器。超导故障限流器利用其超导体从超导状态向正常导电状态转变的失超(quench)特性。即，因为具有快速增加的电阻的超导体起熔断器的作用，超导故障限流器限制故障电流。当故障电流值降低时，超导故障限流器的超导体从正常导电状态转变到超导状态。超导故障限流器具有各种类型，如电阻型、电感型和混合型等。在所述各种故障限流器中，电阻型故障限流器是最可开发的和商业上最成熟的。电阻型超导故障限流器具有简单的结构，并比电感型的具有更轻的重量，更低的成本。但是，当操作电阻型超导故障限流器时，引起其中产生热的过热点。另外，在开发性能优良的超导故障限流器中存在困难。为了解决电阻型超导故障限流器的问题，在从超导状态到正常导电状态转变的超导体的失超现象时间，必须分散在故障限流装置上部分产生的过热，并且为了增加故障限流器的电压容量，彼此串联连接的故障限流装置上必须同时产生失超现象。为了增加故障限流器的电压容量，研究了各种方法，如插入并联电阻，通过适当的串联或并联结合同时引起失超现象。然而，尚未提出确定的方案。同时，提出的方法还有，在使用Bi-2223环和杆型的超导故障限流器中，使用加热器以提高磁场和超导装置的温度，在超导故障限流器当中引起均匀的失超现象。但是，所述的方法不能解决以下问题对电力系统稳定性的影响；当电流流向磁场施加单元时，在磁场施加单元的线圈上产生感应热；以及磁场施加单元的线圈的电抗对系统的影响。图1是根据现有技术的超导故障限流器的结构图。如图所示，现有的超导故障限流器1包括超导装置2，即电阻型装置；填充比如液态氮的制冷剂的非金属低温恒温器4，其用于将超导装置1保持在超导状态；线性线圈，用于向超导装置2的整个区域均匀施加磁场；和电流引线3和5，用于将超导装置2和线性线圈6串联。超导装置2是电阻型装置，并处在低温恒温器4中。低温恒温器4充有液态氮，以冷却超导装置2，从而保持超导装置2的超导状态。低温恒温器4位于由箔式绕组形成的线性线圈6中，通过电流引线3和5，线性线圈6与超导装置2串联。电力系统的电路电流通过电流引线3和5彼此反向流动。构造线性线圈6使得电流均匀地向超导装置的整个区域施加磁场。线性线圈6上铜或铝形成箔式绕组。线性线圈6向超导装置2水平施加磁场，构造其使得在向其施加电流时具有低的电感和低的磁场。为了限制过电压，将金属氧化物变阻器7并联到超导故障限流器1。下面说明现有的超导故障限流器1的工作。当电力系统上流动故障电流时，流向线性线圈6的电流大量增加。增加的电流通过线性线圈6产生磁场。产生的磁场水平施加到超导装置2，并且施加的磁场超过超导装置2的磁场的预定阈值。由于通过线性线圈6产生的磁场和流向超导装置2的增加的电流，超导装置2转变到电阻型状态。在通过线性线圈6产生的磁场均匀地水平施加到超导装置2上时，在超导装置2的整个区域上均匀地引起超导装置的失超现象。据此，能够防止超导装置的局部加热和由于电场和磁场的集中产生的机械力造成的结构破坏的机械事故。同时，因为磁场水平地均匀施加到超导装置2上，所以增加超导装置2的电阻产生比率。因此，能够开发具有快速响应特性的电阻型故障限流器。为了防止由于热造成的超导装置的损坏，在现有的电阻型超导故障限流器中，在低温恒温器外安装线性线圈6，线性线圈6串联到超导装置2，并且应用将线性线圈6直接连接到电力系统的技术。因此，在现有的电阻型超导故障限流器中，在超导装置的整个区域能够均匀地引起失超现象，并且在彼此串联的超导装置上能够同时引起失超现象。但是，在现有的电阻型超导故障限流器中，即使在正常的电流流向电流系统时，对于对流向线性线圈的电流产生的磁场产生不利的影响，并且线性线圈的电抗分量对电力系统的稳定性有不利的影响。即，即使在电力系统上流动着正常电流时，因为线性线圈一直连接到电力系统，所以由于向线性线圈流动的电流线性线圈产生磁场，并且产生的磁场影响超导故障限流器。同时，在现有电阻型超导故障限流器中，因为即使在正常工作状态，电路电流流向电阻型超导故障限流器，所以能够降低现有电阻型超导限流器的超导装置的电流。因此，增加电阻型超导故障限流器的大小，或增加电阻型超导故障限流器的超导装置的数目。在电阻型超导故障限流器的容量变大，并具有高电压时，所述的问题变得严重。在电阻型超导故障限流器的容量变大时，线性线圈的大小和绕组的数目必须增加，从而在成本和操作上具有缺点。在现有电阻型超导故障限流器中，电力系统的电路电流，即在电源和负载之间的电路的电流流向线性线圈。因此，在线性线圈上产生的热必须被隔离。同时，在向各超导装置同时引起失超的现有电阻型超导故障限流器中，能够使用基于Bi2Sr2CaCu2Ox(下文称BISCCO组)的超导装置，但是使用基于Y-Ba-Cu-O(下称YBCO组)的超导装置时存在问题。其原因是，因为为了产生相同量的磁场，基于YBCO的超导装置的水平磁场必须比垂直磁场高几十倍。因此，在线性线圈的大小和匝数方面，效率和效果变差。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种电阻型超导故障限流器，通过使用与电力系统的电路分开的磁场产生装置，使得在正常电流向电力系统流动时，电力系统的电流不能够向电阻型超导故障限流器的线性线圈流动，其能够加强它的超导装置的电流并能够在正常电流施加到电力系统时，通过除去线性线圈产生的磁场来防止在线性线圈上产生的热。本专利技术的另一个目的是提供一种电阻型超导故障限流器，通过安装与电力系统分开的磁场施加单元，并且为垂直地向超导故障限流装置施加磁场，其不仅能够使用基于BISCCO的超导装置而且也能够使用基于YBCO的超导装置。为达到这些和其它的优点和根据本专利技术的目的，如在实施例具体地和广泛地说明的，提供了一种电阻型超导故障限流器，其包括超导故障限流模块，其由至少两个超导故障限流装置组成；磁场施加单元，其被安装以作为圆形包围所述超导故障限流模块的外围，用于向超导故障限流装置施加磁场，其中在磁场施加单元上流动的电流具有圆形方向；变流器，用于非接触地感应从在电力系统的电路上流动的电流转换的电流，从而向所述磁场施加单元施加所述感应的电流，使得所述磁场施加单元能够与电力系统的电路分开。结合附图的以下详细说明将使得本专利技术的上述和其它目的、特征和优点更为明了。附图说明附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电阻型超导故障限流器，其包括：超导故障限流模块，其具有至少两个超导故障限流装置；磁场施加单元，其为圆形，被安装以包围所述超导故障限流模块的外围，用于向超导故障限流模块施加磁场，其中在磁场施加单元上流动的电流具有圆形方向； 和变流器，用于非接触地感应从在电力系统的电路上流动的电流转换的电流，从而向所述磁场施加单元供给所述感应的电流，使得所述磁场施加单元能够与电力系统的电路分开。

【技术特征摘要】
KR 2003-9-30 68006/20031.一种电阻型超导故障限流器，其包括超导故障限流模块，其具有至少两个超导故障限流装置；磁场施加单元，其为圆形，被安装以包围所述超导故障限流模块的外围，用于向超导故障限流模块施加磁场，其中在磁场施加单元上流动的电流具有圆形方向；和变流器，用于非接触地感应从在电力系统的电路上流动的电流转换的电流，从而向所述磁场施加单元供给所述感应的电流，使得所述磁场施加单元能够与电力系统的电路分开。2.如权利要求1所述的电阻型超导故障限流器，其中，当至少两个薄膜形的超导限流装置彼此串联或并联时，构造该超导故障限流模块。3.如权利要求1所述的电阻型超导故障限流器，其中该超导故障限流装置在超导限流器的低温恒温器内的制冷剂中保持超导状态，从而在电力系统上流动的电流正常时通过正常电流，并在故障电流在电力系统电路上流动时产生失超现象。4.如权利要求3所述的电阻型超导故障限流器，其中，该制冷剂是液态氮。5.如权利要求1所述的电阻型超导故障限流器，其中，该磁场施加单元是具有空气缝隙的螺线管。6.如权利要求1所述的电阻型超导故障限流器，其中，该磁场施加单元安装的高度至少包围该超导故障限流模块的整个长度，以便在垂直方向向超导故障限流模块的整个长度均匀地施加磁场，并且将该磁场施加单元构造为圆形的线圈绕组，以包围该超导故障限流模块的外围。7.如权利要求1所述的电阻型超导故障限流器，其中，该变流器是在故障电流流在电力系统上流动时向磁场施加单元衰减地供给故障电流的保护变流器。8.如权利要求1所述的电阻型超导故障限流器，进一步包括薄膜型电流引线，其中使用铜或碳材料的盘型超导薄膜彼此连接而无电阻损失，以将所述超导故障限流装置连接到外电路引线。9.如权利要求1或8所述的电阻型超导故障限流器，其中，该超导故障限流模块、该磁场施加单元和该电流引线安装在制冷剂冷却的低温恒温器中以保持超导状态。10.如权利要求9所述的电阻型超导故障限流器...

【专利技术属性】
技术研发人员：李肪昱，朴权培，
申请(专利权)人：LG产电株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]