電力システムの超電導変成・限流遮断に関する研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01603538
• 研究機関: 佐賀大学
• 研究代表者: 牟田 一弥 佐賀大学, 理工学部, 教授 (70039270)
• 研究分担者: 向井 栄一 佐賀大学, 理工学部, 助手 (70039296) ; 古川 達也 佐賀大学, 理工学部, 助教授 (90173525) ; 星野 勉 佐賀大学, 理工学部, 助教授 (10209231)
• キーワード: 超電導応用 / 超電導変圧器 / 超電導限流器 / 交流超電導線

研究概要

本研究の超電導事故電流限流・変成器の構成としては、(イ)S/N転移による抵抗発現を原理とした無誘導性の超電導体を回路に直列に入れるもの、(ロ)超電導変流器構成であってその二次巻線を常時短絡し、通常時のリアクタンスをほぼ零にしたもの、また、(ハ)超電導変圧器構成であって一次・二次巻線に安定度の高い保護コイルを付加したもの、など三種類を考えている。
(1)昭和62年度から研究を進めている構成(イ)については、無誘導巻線における漏れリアクタンスの最小化構成法について有限要素法解析により検討し、かつ小形の常電導モデル装置でその妥当性を検証した。また、高温超電導バルク材の限流機能にも着目して実験し、その研究の発展性を明らかにした。(2)構成(ハ)の四巻線限流変成器について基礎研究を重ね、有限要素解析やその他の解析的方法により、一定の設計方法を確立した。また同時にこれらの解析から、クエンチ過程や励磁突入時の器内の電磁気的挙動を明らかにし、構成(ハ)の特徴的現象を解明した。(3)上の解析に基づいて、通常時における二巻線間の分流を最小にする設計手法を適用して、今後試作する10kVA変成限流器を設計した。この10kVA器の製作のため、鉄心の加工、巻線の枠組作成に現在入っている段階である。(4)構成(ロ)や(ハ)の変成限流器に使用する交流用超電導線を開発試作した。また、その線材特性や今後開発する限流器の特性試験のために、三重槽のガラスデュワ(委任経理金から支出)を設計製作した。
以上の中で未だ完成していない実験があるが、今後継続して行く装置等は備えられたと思われるので、多くの成果が期待できよう。

研究成果

• [文献書誌] 古川,古賀,中島,森田,牟田,星野: "超電導限流器に関する解析と実験" 電気学会静止器研究会資料. SA-89-5. 35-45 (1989)
• [文献書誌] 牟田,森田: "四巻線超電導変圧器の一次・二次主巻線と補助巻線の電流分流比" 電気関係学会九州支部連大 予稿集. 231. 101 (1989)
• [文献書誌] 牟田,古川,古賀: "四巻線超電導変圧器における電源投入及び短絡時位相の磁気的挙動への影響" 電気関係学会九州支部連大 予稿集. 232. 102 (1989)
• [文献書誌] 牟田,森田: "四巻線超電導変圧器の一次・二次主巻線と補助巻線の電流分流比(その2)" 電気学会全国大会 予稿集. 889. 8-123 (1990)
• [文献書誌] I.Muta,T.FURUKAWA,H.KOGA: "Finite Element Anolysis of Trausieut Plenomena in Four-Wound Type of Svperwiducting Powre Trauformer" IEEE,Trausaitioro on Magneties. 1-6 (1990)