2002 Fiscal Year Annual Research Report
迅速な故障電流抑制及び超伝導復帰特性をもつ先進的超伝導限流器の研究
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13450108
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| Research Institution | HOKKAIDO UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
大西 利只 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10261330)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 憲一 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70322831)
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| Keywords | 限流器 / 酸化物高温超伝導体 / 故障電流制御 / 超伝導復帰 / 磁気遮蔽 / 液体窒素冷却 |
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| Research Abstract |
本研究計画では、系統故障に際して自動的かつ迅速に限流動作をし、限流動作終了後速やかに超伝導復帰が可能な新しい方式の磁気遮蔽型限流器について設計基盤を明確にすることを目的とした。本年度は磁気遮蔽体の積層数を増加した小型限流器を試作して、前年度に引き続き限流諸特性の実験研究を行った。限流特性の印加電圧依存性を明確にするため本年度は印加電圧を実験装置の限界である約100V(実効値)まで変化させた。本限流器では、超伝導リングに低抵抗の加熱用ヒータを貼っているため限流動作時に所要の限流抵抗値を得ることは困難である。そのため、限流動作前及び動作中に超伝導リングの電流をロゴスキーコイルで測定して限流動作を検出する独自の方法を検討した。その結果、限流コイルの印加電圧を約80Vまで増加すれば系統故障発生後1サイクル以内で速やかに限流できることを明らかにした。この電圧は配電系統用実規模限流器に換算すると6.6kV級に相当するものである。これらの実験結果を活用して実規模限流器のコンピュータシミュレーション解析を行い実験結果とよい一致を得た。
本年度は、研究計画のもう1つの目標である限流動作後の高速超伝導復帰特性について詳細に検討を行った。そのため、限流器に用いる超伝導リングの積層構造を模擬した液体窒素への熱伝達特性評価用試料を試作して超伝導リング間の間隙構造と熱伝達特性の相関を詳細に評価解析した。その結果、良好な超伝導復帰特性を可能にする超伝導リング冷却構造の設計指針を明らかにした。これにより初めて速やかな超伝導復帰特性をもつ限流器の実現可能性を示した。
以上、平成13年度及び14年度の研究により所期の高性能磁気遮蔽型超伝導限流器の設計基盤を明確にすることができた。
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[Publications] T.Onishi: "An experimental study on a fast self-acting magnetic shield type superconducting fault current limiter"IEEE Trans. on Applied Superconductivity. 12・1. 868-871 (2002)
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[Publications] K.Sasaki: "Stability of Fault Current Limiter with Conduction Cooled Bi2223 Screen"Cryogenics. 42・6-7. 363-370 (2002)
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[Publications] 佐々木憲一: "Nb_3Sn巻線磁気遮蔽型超伝導限流器の伝導冷却化の検討"電気学会論文誌B. 122B・6. 748-754 (2002)
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[Publications] T.Onishi: "Investigation on Reduction of Required Superconductor Volume in a Resistive Fault Current Limiter with Bi2223 Bulk Superconductor"IEEE Trans. on Applied Superconductivity. (印刷中). (2003)
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[Publications] K.Sasaki: "Test Results and Analysis of Current Limiting Characteristics in Conduction Cooled Bi2223 Fault Current Limiter"IEEE Trans. on Applied Superconductivity. (印刷中). (2003)
