2018 Fiscal Year Annual Research Report
Research and development of new main circuit breaker with liquid aec for multi terminal high voltage direct current transmission
| Project/Area Number |
16K06243
|
|---|
| Research Institution | Tokyo University of Technology |
|---|
Principal Investigator |
新海 健 東京工科大学, 工学部, 教授 (00758295)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 液中アーク / 直流遮断 / アーク抵抗 / 導電率 / 圧力上昇 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までに、アーク近傍を安定化チューブで取り囲むことにより、35MPa以上の過渡的な圧力上昇が得られアーク抵抗も1Ω以上となることが明らかになった。最終年度はこれまでのデータを基に限流ユニットを製作した。
１．35MPaに耐えられる限流ユニット用の密閉圧力容器を製作した。密閉化でトリガワイヤによるアーク点弧が難しいため、空気シリンダを用いた電極駆動装置を製作した。製作した限流ユニットと真空遮断器を組み合わせて、遮断器モデルを構成した。
２．遮断実験実施にあたり、電極開極まで通電・放電時間を従来より長くとる必要があるため、20kV180μFコンデンサバンクに加え、850V4.7μFのコンデンサバンクを併用する合成電流試験装置を開発した。また、遮断直後の電圧回復を検証するため電圧印加用の80kV直流電圧発生装置を製作した。
３．遮断実験の結果、アーク抵抗は瞬間的には5Ω程度まで上昇し、限流して遮断することができた。ただし遮断点において電源のコンデンサバンク電圧は4kV程度まで減衰しており、電源容量が十分でないために容易に遮断できた可能性もあった。実験によって得られたアーク特性をモデル化し遮断数値シミュレーションを実施した。10kV送電系統で限流遮断成功するためには、実験で得られたアーク抵抗2倍程度とし、開極速度も高速化する必要があることが明らかになった。
４．2倍のアーク抵抗は、限流ユニットを2個直列に構成することで実現できる。開極高速化のために、電磁反発力を用いたアクチュエータ適用を検討し机上設計を行った。その結果、3.6kV3300μFのコンデンサのパルス電流で初期速度2m/s、変位量50mm程度が得られる見込みとなった。
研究期間全体を通じて、密閉容器の液体中アークの高いアーク抵抗を活用した限流コンポーネントの、高電圧直流送電の主回路遮断器への適用可能性を確立することができた。
|
