| 研究課題/領域番号 |
10555092
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
船木 和夫 九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 教授 (60091352)
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| 研究分担者 |
原 雅則 九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 教授 (30039127)
柁川 一弘 九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 助手 (10294894)
岩熊 成卓 九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 助教授 (30176531)
末廣 純也 九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 助教授 (70206382)
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| キーワード | 超伝導変圧器 / 高温超伝導体 / 地下変電所 / Bi2223 / 液体窒素 / 過冷却液体窒素 / 交流損失 |
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| 研究概要 |
本研究は、都市部地下変電所内変圧器を酸化物超伝導装置の特長である小型軽量化、低コスト化、不燃化等を最も有効に利用できる当面のターゲットに設定し、地下変電所に設置可能な酸化物超伝導変圧器に必要となる基盤技術のうち、特に超伝導巻線の大電流化と高電圧化技術の確立を目指している。
本年度は、昨年度に行った要素的研究の結果に基づいて、低損失多条型超伝導導体の最適構成法の検討、多条型導体の安定性の評価、過冷却窒素冷却の耐高電圧化法の検討、系統内環境を模擬する酸化物超伝導試験コイルの設計と特性評価法の検討等の酸化物超伝導変圧器用巻線の大容量化に向けて基盤となる研究を行った。その結果として、以下のような成果を得た。
1.薄いテープ形状の酸化物超伝導線材の大電流容量化の方法として提案している転位並列導体の交流損失特性について、理論・実験の両面から検討を進めた。今年度は、特に周波数特性に着目し、両端の電極部の接触抵抗と素線間のインダクタンスで決まる素線間結合時定数をパラメータとして、臨界周波数(結合時定数に反比例)以上の周波数帯域で導体化に伴う付加的交流損失が周波数の増加とともに単調に減少していくことを確認した。
2.従来の変圧器では電圧階級が上がるにつれ絶縁対策の観点から巻線は円板巻線で構成される傾向にある。従来の絶縁対策のノウハウを超伝導変圧器にも活用することを想定し、転位並列導体を円板巻線、すなわち超伝導マグネットで言うパンケーキコイルに適用した際の最適導体構成法について理論的に考察し、小型模擬コイルを用いて検証実験を行った。
3.配電系統用22kV/6.9kV-1000kVA単相超伝導変圧器を想定し、概念設計に基づき雷サージ侵入時の電位振動解析を行うと同時に模擬テストコイルを製作し、液体窒素中で150kVまでの雷インパルス電圧、50kVまでの交流電圧を印加して絶縁特性の検証実験を行った。
次年度も、本年度までの成果を踏まえて、酸化物超伝導変圧器に必要な基盤技術である大容量導体の開発研究を行う。
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