초록 ▼

1. 연구 개발 목표:·전력산업용 고온초전도 한류기 개발을 위한 기반기술 확보
. 소형(400 V급) 한류기 개발 및 시험
. 한류기 계통 분석

2. 연구내용
o 1차년도
. 전력연구원/충북대학교
-한류기를 위한 고온초전도(튜브) 설계
-실계통 모의실험 시작
. 연세대학교고온초전도 한류기의 요소 특성 파악 및 기초 실험 수행
o 2차년도
. 전력연구원/충북대학교
-저항형 한류기 제작 특성실험-EMT

1. 연구 개발 목표:·전력산업용 고온초전도 한류기 개발을 위한 기반기술 확보
. 소형(400 V급) 한류기 개발 및 시험
. 한류기 계통 분석

2. 연구내용
o 1차년도
. 전력연구원/충북대학교
-한류기를 위한 고온초전도(튜브) 설계
-실계통 모의실험 시작
. 연세대학교고온초전도 한류기의 요소 특성 파악 및 기초 실험 수행
o 2차년도
. 전력연구원/충북대학교
-저항형 한류기 제작 특성실험-EMTDC에 의한 실계통에서 지락 및 단락사고 시뮬레이션
. 연세대학교 소용량급 고온초전도 한류기 단락 실험 및 계통 적용 기술 개발
-고온초전도체의 손실 해석
-고온초전도체의 내부 자장 해석-초전도한류기 설계 프로그램 개발
-소규모 단락특성 실험 수행
o 3차년도·전력연구원/충북대학교
-실배전선로 EMTDC 모의실험
-초전도 박막의

Abstract ▼

1. Project goal:
. Acquisition of base techniques required to develop SFCLs for power applications
. Development and testing of small scale SFCLs (400 V class)·Analysis of power system application of SFCLs

2. Project scope
1st year
. KEPRI/CNU-Design of HTS tube for SF

1. Project goal:
. Acquisition of base techniques required to develop SFCLs for power applications
. Development and testing of small scale SFCLs (400 V class)·Analysis of power system application of SFCLs

2. Project scope
1st year
. KEPRI/CNU-Design of HTS tube for SFCLs
-Start real power system simulation·YU
-Investigation of basic characteristics of SFCLs
2st year
. KEPRI/CNU
-Fabrication and characterization of SFCL elements
-EMTDC simulation of line-to-earth and line-to-line faults in real transmission power system·YUS hort circuit tests of small SFCLs
-Analysis of loss in HTS-Analysis of the magnetic field in HTS-Developed a SFCL design program-the short circuit tests of SFCLs in small scale
3st year
. KEPRI/CNU
-simulation of real distribution power systems
-Investigation on quench properties of YBCO thin films
-Buiding and charaterization of small SFCL modules
-Optimization of HTS tube fabrication process(CNU)
. YUBuilding and characterization of small SFCL prototypes
-open core type SFCLs
-dc reactor type SFCLs
4st year
. KEPRI/CNU
-simulation of real distribution power systems continued
-Scale-up through serial and parallel connections
-Building and testing of 1.2 kV class SFCLs
-Fabrication of HTS tube for SFCLs(CNU)
. YU Development of 440 $V_{rms}$ class SFCLs: built and tested-open core type SFCLs-dc reactor type SFCLs: their potential was proved.

목차 Contents

• 제 1 장 서론...22
• 제1절 연구개발의 필요성...22
• 1. 국내 전력계통의 현황...22
• 가. 국내 송전계통의 현황...22
• 나. 국내 배전계통의 현황...23
• 2. 현재의 고장전류 대처 방안과 문제점...24
• 3. 전력산업 구조개편의 영향...25
• 제2절 초전도 한류기...25
• 1. 초전도 한류기의 특징...25
• 2. 초전도 한류기의 종류...26
• 가. 저항형...26
• 나. 유도형...26
• 다. 전자식 유도형(dc-reactor형, 정류형)...27
• 제3절 연구개발의 범위...27
• 1. 연구개발 목표...28
• 2. 연구개발의 내용...28
• 가. 전력연구원...28
• 나. 충북대학교...28
• 다. 연세대학교...28
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...30
• 제1절 해외 기술개발 현황...30
• 1. 저항형...30
• 가. ABB의 경우...30
• 나. Siemens의 경우...31
• 다. Forschungszentrum Karlsruhe(FZK)...31
• 라. EA Technology(영국)...32
• 라. 일본의 경우...33
• 2. 유도형...33
• 가. ABB의 경우...33
• 3. 전자식 유도형 (dc-reactor형, 정류형)...34
• 가. General Atomics(GA, 미국)의 경우...34
• 나. 일본의 경우...34
• 제2절 국내 연구개발 현황...36
• 1. 저항형 한류기...36
• 2. 유도형/정류형 한류기...36
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...37
• 제1절 전력연구원...37
• 1. 초전도 한류기 단위소자의 quench 및 한류 특성...37
• 가. 초전도 한류기 소자의 제작 및 특성 측정...37
• 나. 열전파 해석...40
• 다. 일반적인 초전도 한류소자의 quench 및 한류 특성...42
• 라. Quench 전파 및 분포...45
• 마. 과도 퀀치(over-power quench)와 열처리(annealing) 효과...51
• 바. Quench 후 초전도 상태로의 회복...55
• 2. 초전도 한류소자의 전류제한 특성...58
• 가. 기초 특성...58
• 나. 전류제한 특성...66
• 다. Hybrid형 초전도 한류기의 특성...80
• 라. 외부 자기장에 의한 동시퀀치 유도...84
• 마. 특성이 상이한 한류소자의 직병렬 조합을 통한 동시퀀치 구현...88
• 바. 140 kVA급 한류기의 통과전 특성...92
• 3. EMTDC를 이용한 한류소자의 simulation...96
• 가. 송전급 전류제한기의 EMTDC 해석...96
• 나. 배전급 전류제한기의 EMTDC 해석...108
• 제2절 충북대학교...115
• 1. 서 론...115
• 2. 실험 방법...116
• 가. 시편제작...116
• 3. 특성 분석...119
• 4. 실험결과 및 고찰...120
• 가. 슬러리의 시차열중량 분석...120
• 나. 물리적 성질...120
• 다. XRD 결과...121
• 라. 미세구조...123
• 마. 전기적 특성...125
• 5. 결 론...126
• 제 3 절 연세대학교...128
• 1. Open core type 고온초전도한류기...128
• 가. Open core type 고온초전도한류기...128
• 나. 시뮬레이션 방법...129
• 다. 시뮬레이션 결과...130
• 라. 실험...135
• 마. 440Vrms급 고온초전도한류기 실험...137
• 2. dc reactor형 고온초전도한류기...145
• 가. 20Vrms급 dc reactor형 단상 고온초전도한류기...145
• 나. 440V급 dc reactor형 삼상 고온초전도한류기...153
• 3. core 및 초전도 tube의 구조에 따른 한류기 특성...164
• 4. 철심의 포화에 따른 사고전류 단락특성 평가...166
• 가. 시뮬레이션...167
• 5. 고온초전도한류기 요소 시뮬레이션 및 해석...168
• 가. 초전도한류기 냉각특성 해석...168
• 나. 초전도체에 따른 손실 및 사고 전류 제한 특성...169
• 다. 계통 과도 해석...172
• 라. 발전단의 안정성 시뮬레이션...178
• 6. 위상각 제어기 설계 및 개발...179
• 가. 회로도...179
• 나. 동작 특성 시뮬레이션...181
• 다. 위상각 제어기 제작...182
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도...183
• 제1절 전력연구원...183
• 제2절 연세대학교...186
• 제3절 1단계 종합...189
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...191
• 제1절 초전도 한류기의 활용분야...191
• 제2절 본 과제 연구개발 결과의 활용분야...191
• 제 6 장 참고문헌...193