[논문]두 트리거 전류를 갖는 자속구속형 초전도한류기의 고장전류 크기에 따른 초전도 모듈의 전력부담 분석

한태희; 임성훈

doi:10.4313/jkem.2016.29.7.424

두 트리거 전류를 갖는 자속구속형 초전도한류기의 고장전류 크기에 따른 초전도 모듈의 전력부담 분석
Analysis on Power Burden of HTSC Module due to Fault Current's Amplitude of a Flux-Lock Type SFCL with Two Triggering Currents 원문보기

전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers, v.29 no.7, 2016년, pp.424 - 428

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper, the power burden of High-TC superconducting (HTSC) module comprising the flux-lock type superconducting fault current limiter (SFCL) with two triggering currents during the fault period was analyzed. The short-circuit tests for the simulated power system with the SFCL in the different fault positions, which were expected to affect the amplitude of the fault current, were carried out. Through the comparative analysis on the power burden of the HTSC modules, the proposed flux-lock type SFCL was confirmed to be effective to divide into two power burdens according to the amplitude of the fault currents.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 고장 전류 발생 시 초전도 소자의 전력부담 문제를 해결하기 위해 두 트리거 전류를 갖는 자속구속형 SFCL의 모듈의 전력부담 특성을 전기적인 등가회로와 고장 전류 제한 특성을 분석하였다. 제안한 SFCL을 모의 전력계통에 적용하여 고장위치에 따른 고장 전류 크기에 대한 전류제한 특성과 모듈의 전력 부담특성 등을 분석하여 제안한 초전도 한류기의 유용성을 확인하였다.

제안 방법

고장을 모의하기 위한 피더에 차단기와 부하 임피던스 사이에 초전도 한류기(SFCL)를 설치하고 부하 2에서 인위적인 고장을 발생시킬 수 있도록 구성하였다. 고장 발생 실험은 정상 동작하던 모의전력 계통선로에 여섯 주기 동안 단락 고장을 발생시킨 다음, 고장 전류를 제거하여 정상 동작 상태로 하였다. 단락 고장 발생을 위한 실험은 전원 전압 400[V], 고장 각 0도에서 진행하였다.
모의 전력계통은 하나의 주 변압기에 2개의 피더로 구성하였다. 고장을 모의하기 위한 피더에 차단기와 부하 임피던스 사이에 초전도 한류기(SFCL)를 설치하고 부하 2에서 인위적인 고장을 발생시킬 수 있도록 구성하였다. 고장 발생 실험은 정상 동작하던 모의전력 계통선로에 여섯 주기 동안 단락 고장을 발생시킨 다음, 고장 전류를 제거하여 정상 동작 상태로 하였다.
고장 발생 실험은 정상 동작하던 모의전력 계통선로에 여섯 주기 동안 단락 고장을 발생시킨 다음, 고장 전류를 제거하여 정상 동작 상태로 하였다. 단락 고장 발생을 위한 실험은 전원 전압 400[V], 고장 각 0도에서 진행하였다. 실험회로에 대한 선저항은 1 Ω, 부하저항은 50 Ω을 갖는 자속구속형 초전도 한류기를 그림 2에 보여준다.
본 논문에서는 자속구속형 초전도 한류기(SFCL)를 모의전력 계통에 적용하여 피더의 고장위치에 따른 고장 전류 발생 시 고장 전류제한과 모듈의 전력부담 특성 등을 비교·분석하였다.
본 논문에서는 고장 전류 발생 시 초전도 소자의 전력부담 문제를 해결하기 위해 두 트리거 전류를 갖는 자속구속형 SFCL의 모듈의 전력부담 특성을 전기적인 등가회로와 고장 전류 제한 특성을 분석하였다. 제안한 SFCL을 모의 전력계통에 적용하여 고장위치에 따른 고장 전류 크기에 대한 전류제한 특성과 모듈의 전력 부담특성 등을 분석하여 제안한 초전도 한류기의 유용성을 확인하였다.

성능/효과

고장 전류의 크기가 작은 경우엔트리거 소자 1과 삽입저항으로 고장 전류를 제한하고, 전력부담은 P_sc1+P_s에 의해 전력부담을 갖는 것을 알 수 있었다. 분석을 통해 제안한 두 코일의 직렬접속을 통해 자속구속형 SFCL에서의 고장위치에 따른 고장 전류 크기와 모듈의 전력 부담을 감소시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	자속구속형 초전도 한류기의 동작 원리는 무엇인가?	동작 원리는 트리거 소자 1의 임계전류(Ic)를 초과하는 고장 전류가 발생하면 초전도 소자 저항(Rsc1)이 발생하게 되며, 저항 발생으로 고장 전류의 일부가 트리거 소자 2로 분류되어 흐르게 된다. 이때 트리거 소자2로 분류되어 흐르는 전류 (iSC2)의 값이 트리거 소자2의 임계전류 (Ic)를 넘지 않으면 트리거 소자 2는 제로저항을 유지하게 되며 전체 고장 전류(if1)는 Rsc1와 Rs에 의해 제한된다. 하지만 고장 전류가 크게 발생할 경우, 트리거 소자 2의 임계전류 값(Ic)을 초과하게 되고 저항(Rsc2)이 추가로 발생함에 따라 Rsc1, Rs를 포함한 Rsc2에 의해 전체 고장 전류를 제한된다.
	초전도 한류기의 장점은 무엇인가?	초전도 한류기(SFCL)는 고장 발생 시 초전도 저항의 발생으로 고장 전류의 감지와 제한 동작이 가능한 장점이 있다 [5-10]. 하지만 초전도 한류기 자체가 고장 전류를 모두 감당해야 하는 부담과 고장 전류 크기에 따른 고장 전류 제한이 쉽지 않은 단점을 가지고 있다.
	초전도 한류기의 단점은 무엇인가?	초전도 한류기(SFCL)는 고장 발생 시 초전도 저항의 발생으로 고장 전류의 감지와 제한 동작이 가능한 장점이 있다 [5-10]. 하지만 초전도 한류기 자체가 고장 전류를 모두 감당해야 하는 부담과 고장 전류 크기에 따른 고장 전류 제한이 쉽지 않은 단점을 가지고 있다. 전력계통에 초전도 한류기(SFCL)를 적용하기 위해서는 고장 위치에 따른 고장 전류의 제한뿐만 아니라 모듈의 전력부담을 분석할 필요가 있다.

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