[논문]Design of 1 MVA Single Phase HTS Transformer with Pancake Windings Cooled by Natural Convection of Sub-cooled Liquid Nitrogen

Kim, Woo-Seok; Kim, Sung-Hoon; Hahn, Song-yop; Park, Kyeong-Dal; Joo, Hyeong-Gil; Hong, Gye-Won; Han, Jin-Ho; Lee, Don-Kun; Park, Yeon-Suk

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Design of 1 MVA Single Phase HTS Transformer with Pancake Windings Cooled by Natural Convection of Sub-cooled Liquid Nitrogen 원문보기

한국초전도·저온공학회논문지 = Superconductivity and cryogenics, v.5 no.3, 2003년, pp.34 - 37

Kim, Woo-Seok (Electrical Engineering and Science Research Institute) , Kim, Sung-Hoon (School of Electrical Engineering, Seoul National University) , Hahn, Song-yop (School of Electrical Engineering, Seoul National University) , Park, Kyeong-Dal (Graduate School of Energy, Korea Polytechnic University) , Joo, Hyeong-Gil (Graduate School of Energy, Korea Polytechnic University) , Hong, Gye-Won (Graduate School of Energy, Korea Polytechnic University) , Han, Jin-Ho (Graduate School of Energy, Korea Polytechnic University) , Lee, Don-Kun (Graduate School of Energy, Korea Polytechnic University) , Park, Yeon-Suk (National High Magnetic Field Laboratory)

Abstract ▼ AI-Helper

A 1 MVA single-phase high temperature superconducting (HTS) transformer with BSCCO-2223 wire was designed in this paper. The rated voltages of each sides of the transformer are 22.9 kV and 6.6 kV respectively. Double pancake HTS windings arranged reciprocally will be used for the transformer windings, because of the advantages of insulation and distribution of surge voltage in case of a large power and high voltage transformer. Single HTS wire was used for the primary windings and four parallel wires were used for the secondary windings of the transformer with transposition. A core of the transformer was designed as a shell type core separated with the windings by a cryostat made of GFRP with a room temperature bore. The operating temperature of the HTS windings will be about 65K with sub-cooled liquid nitrogen. A cryogenic cooling system using a GM-cryocooler for this HTS transformer by natural convection of liquid nitrogen was designed. This type of cooling system can be a good option for compactness, efficiency, and reliability of the HTS transformer.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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제안 방법

An FRP cryostat with a room temperature bore and a new cryogenic system fbr the 1 MVA HTS transformer was proposed and then its therm이 characteristics by performing a relevant heat transfer analysis were evaluated. Figure 4 is a schematic representation of the proposed cooling system.
The HTS windings inside the cryostat will be cooled down to 65 K by natural convection of coolant using a GM-cryocooler. The cryogenic system was designed by performing a relevant heat transfer analysis, aiming simultaneously at compactness and efficiency of the HTS transformer.
We have to pay more attention to the insulation of the HTS wires in the pancake windings than that of solenoid windings because the space between turns of pancake winding is shorter than that of solenoid one. This paper presents an insulation method of triple wrapping up with kapton film. Figure 1 shows the scheme of this insulation of HTS wire.

참고문헌 (7)

Hee Joon Lee, Gueesoo Cha, Ji-Kwang Lee, K.yeong-Dal Choi,Kyung Woo Ryu, and Song-yop Hahn, 'Test and characteristicanalysis of an HTS power transformer,' IEEE Transaction onApplied Superconductivity, Vol. 11, No. 1, pp. 1486-1489, 2001

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