次世代超伝導送電システムの一貫運用に関する実証的研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03555051
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 鬼頭 幸生 名古屋大学, 工学部, 教授 (00023044)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 青木 伸夫 昭和電線電纜(株), 超電導事業推進室研究開発課, 課長 ; 横水 康伸 名古屋大学, 工学部, 助手 (50230652) ; 早川 直樹 名古屋大学, 工学部, 助手 (20228555) ; 松村 年郎 名古屋大学, 工学部, 助教授 (90126904) ; 大久保 仁 名古屋大学, 工学部, 教授 (90213660)
• Keywords: 超伝導送電システム / 超伝導変圧器 / 超伝導限流器 / 超伝導ケーブル / 通電試験 / 課電試験 / 臨界電流レベル協調 / クエンチ保護裕度

Research Abstract

本年度は,昨年度に設計・製作した超伝導変圧器,超伝導限流器,超伝導ケーブルを極低温デュワーに収納し,液体へリウムによる冷却試験を計3回行った.同時に,各機器の超伝導状態における通電・課電試験を実施した.その結果,以下の成果が得られた.
(1)長尺・大容量デュワーへの液体ヘリウム充填技術を確立した.また,本デュワーの液体ヘリウム充填後における自然蒸発量は0.12l/分であり,液体ヘリウムの補給をほとんど必要としない程度であることがわかった.
(2)各超伝導電力機器単体の状態で,それぞれ設計定格電流の20%までの電流を5分間連続通電した.その結果,この電流領域においては,通電による液体ヘリウム蒸発量の増加はみられず,交流損失が非常に小さいことを明らかにした.
(3)超伝導変圧器の通電時における電流-電圧特性から,漏れリアクタンスは14.0%と実測された.この値は,計算値15.7%とほぼ一致しており,設計の妥当性が検証された.
(4)各超伝導機器を液体ヘリウム中において接続して一貫超伝導送電システムを構成し,電力伝送の模擬試験を実施した.負荷としてはランプバンクを用い,超伝導環境下において3kWの電力を伝送することができた.
(5)超伝導変圧器および超伝導限流器に対して課電試験を試みた.しかし,設計定格電圧(実効値:6000V)の25%でコロナ放電が観測された.調査の結果,ブッシング部が電気絶縁上の最弱点であることが判明した.
(6)過去の各種実験で得られた超伝導電力機器および超伝導線材のクエンチ電流レベルを統計的に整理し,超伝導送電システムの臨界電流レベル協調における超伝導限流器と被保護機器とのクエンチ保護裕度として,1.35倍以上という具体的な指針を示した.

Research Products

• [Publications] 呉 鳳煥: "超電導変圧器巻線における過電流通電時の熱的挙動" 電気学会論文誌B. 112. 1029-1034 (1992)
• [Publications] 呉 鳳煥: "交流用超電導より線間におけるクエンチ前後の電流分流" 電気学会論文誌B. (1993)
• [Publications] 呉 鳳煥: "交流用超電導撚線間におけるクエンチの逐次発生状況" 電気学会静止器・回転機合同研究会資料 SA-92-59,RM-92-122. 119-128 (1992)
• [Publications] 早川 直樹: "一貫超伝導送電システムに関する実証モデルの構築" 平成5年電気学会全国大会講演論文集. (1993)
• [Publications] 大上 賀久: "一貫超伝導送電モデルシステムの冷却および通電試験" 平成5年電気学会全国大会講演論文集. (1993)
• [Publications] 早川 直樹: "1500kVA,6000/3000V級超電導変圧器の試作" 平成4年度電気関係学会東海支部連合大会講演論文集 No.155. 78- (1992)