高温超伝導バルク導体を用いた超伝導限流変圧器の開発に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14205040
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 早川 直樹 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (20228555)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 克巳 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (20293665) ; 大久保 仁 名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 教授 (90213660)
• Keywords: 超伝導限流変圧器 / 超伝導限流器 / 超伝導変圧器 / Bi2212 / CuNi複合バルク導体 / 漏れインピーダンス / 限流インピーダンス / 限流特性 / 超伝導復帰特性

Research Abstract

本研究では,超伝導変圧器に超伝導限流器の機能を複合多機能化した「超伝導限流変圧器(Superconducting Fanlt Current Limiting Transformer : SFCLT)」開発のPHASE-3として,高温超伝導導体を用いた液体窒素冷却レベルの高温超伝導限流変圧器(HTc-SFCLT)を設計・製作し,その電力システム導入効果(漏れインピーダンスの低減による定態安定度向上と故障電流の抑制による過渡安定度向上との両立)を実証することを目的としている.
HTc-SFCLTの設計定格は,三相,6.25kVA,275V/105Vであり,その単相分として定格電圧:159V/61VのHTc-SFCLTを製作した.低圧側コイルはBi2212/CuNi複合バルク導体で構成されており,円筒形状から切削加工することによってコイル形状とし,エポキシ樹脂で含浸した.一方,高圧側コイルには銅線を用い,低圧側コイルの外側に同心状に巻回した.低圧側コイルおよび高圧側コイルを鉄心とともに液体窒素に浸漬することにより,HTc-SFCLTを構築した.
HTc-SFCLTの特性試験として,まず,Bi2212/CuNi複合バルク導体の基礎的な大電流通電特性および抵抗発生特性を取得した.次に,無負荷試験および短絡試験において巻数比と漏れインピーダンスが設計値とほぼ等しいことを確認し,HTc-SFCLTの超伝導変圧器としての機能を検証した.さらに,臨界電流値以上の故障電流に対して十分な限流特性を発揮するとともに,故障除去直後に超伝導状態に自己復帰することより,HTc-SFCLTの超伝導限流器としての機能を検証した.
以上より,設計・製作したHTc-SFCLTが超伝導変圧器および超伝導限流器としての機能を併せ持つことを実証することができた.

Research Products

• [Publications] C.Kurupakorn: "Development of High Temperature Superconducting Fault Current Limiting Transformer (HTc-SFCLT) with Bi2212 Bulk Coil"IEEE Trans.on Applied Superconductivity. (to be published). (2004)
• [Publications] C.Kurupakorn: "Development of High Temperature Superconducting Fault Current Limiting Transformer (HTc-SFCLT) with Bi2212 Bulk Coil"18th International Conference on Magnet Technology. 1B-a06 (2003)
• [Publications] クルパコン チャチャヴァン: 電気学会超電導応用電力機器/リニアドライブ合同研究会. 19-24 (2003)
• [Publications] クルパコン チャチャヴァン: "高温超電導限流変圧器(HTc-SFCLT)の設計・製作・基礎特性"電気学会超電導応用電力機器研究会. 7-12 (2003)
• [Publications] クルパコン チャチャヴァン: "高温超電導限流変圧器(HTc-SFCLT)の基礎特性"電気学会電力・エネルギー部門大会. 227-228 (2003)
• [Publications] クルパコン チャチャヴァン: "Bi-2212バルク導体を用いた高温超電導限流変圧器(HTc-SFCLT)の限流特性"電気学会全国大会. (発表予定). (2004)