使用超导体的电源电路保护设备制造技术

在从故障电流中断起的预定时间内需要电路重新闭合的电力系统中，一种使用超导体的电力电路保护设备，该设备包括：主断路器；串联连接到主断路器上的第一超导体元件；在第一超导体元件与主断路器之间切换电路的第一辅助开关；并联连接到第一超导体元件和第一辅助开关上的第二超导体元件；第二超导体元件与主断路器之间切换电路的第二辅助开关；第一监视单元，用来探测跨过第一超导体元件的电压，把第一切换控制信号供给到第一辅助开关以切换到电路断开位置、并把第二切换控制信号供给到第二辅助开关以切换到电路闭合位置；及第二监视单元，用来探测跨过第二超导体元件的电压，该第二监视单元用来把第二切换控制信号供给到第二辅助开关以切换到电路断开位置、并把第一切换控制信号供给到第一辅助开关以切换到电路闭合位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在电力系统中为了故障电流限制使用超导体的电力电路保护设备，并且更具体地说，涉及一种使用超导体的电力电路保护设备，该设备适当地用在从断路器的断路操作起在预定时间内需要断路器的重新闭合功能的环境中。
技术介绍
一般地，在电力系统中，故障电流限制器(FCL)用来通过减小在诸如电气短路电流之类的故障电流的产生中的电流，限制施加到母线、绝缘体及断路器上的机械、热和电应力。因此，在电力系统中有对于FCL的增加需要，该FCL可限制由大电功率能量消耗造成的大故障电流。然而，可应用于电力系统的超导体FCL的发展由于技术困难和高成本已经延迟。随着高温超导体的发展，已经值得注意的是，开发一种使用超导体的非线性电压-电流特性的超导体FCL。另外，自1987年已经开发了把液氮用作冷却剂的高温超导体FCL。当在电力系统中产生故障电流时，连接到电力系统上的超导体在短时间内从不具有电阻的超导状态过渡到具有大电阻的电阻器状态，这叫做熄弧特性。高温超导体FCL使用超导体的这种熄弧特性。建议的是各种类型的超导体FCL，如电阻器类型FCL、电感类型FCL及混合类型FCL。另一方面，在其中用于输电和配电的多种线路已经安装在地面上的国家中，如韩国和日本，当由于线路的暴露发生意外错误或一次错误时，为了迅速恢复电力供给，要求断路器在预定时间，例如，从电路断开，即断路操作，起0.3至1秒，之后自动地重新闭合。在从断路器的断路操作起在预定时间内要求断路器的重新闭合功能的环境中，难以把超导体元件用作FCL。在由于诸如用于输电和配电的线路(下文，称作‘电路’)上的电气短路电流之类的故障电流超导体元件从超导状态断开到电阻状态的情况下，为了把电阻状态过渡到超导状态而供给从超导体的环境蒸发的冷却剂并且冷却超导体元件占用远比1秒长的时间。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的在于提供一种把超导体用作FCL的电力电路保护设备，该设备可满足从故障电流中断起在预定时间内需要电路重新闭合的电力系统的条件。本专利技术的另一个目的在于提供一种把超导体用作FCL的电力电路保护设备，该设备可满足以上条件并且削减生产成本。为了实现这些和其它优点并且按照这里实施和广义描述的本专利技术的目的，提供有一种使用超导体的电力电路保护设备，该设备包括主断路器，连接到电力供给线路上，用来当故障电流流过线路时电气断开线路，并且在预定时间之后重新闭合线路；第一超导体元件，串联连接到主断路器上，当流过线路的电流正常时保持在超导状态下，及当流过线路的电流等于或大于预定阈值电流时断开从而具有电阻；第一辅助开关，连接在第一超导体元件与主断路器之间，并且可切换到在第一超导体元件与主断路器之间的电路的断开位置或闭合位置；第二超导体元件，并联连接到第一超导体元件和第一辅助开关上，并且当流过线路的电流等于或大于预定阈值电流时断开从而具有电阻；第二辅助开关，串联连接到第二超导体元件上，并联连接到第一超导体元件和第一辅助开关上，及可切换到在第二超导体元件与主断路器之间的电路的断开位置或闭合位置；第一监视单元，连接到第一超导体元件上，用来根据第一超导体元件的电阻变化探测跨过第一超导体元件的电压，当跨过第一超导体元件的电压等于或大于预定电平时，第一监视单元把第一切换控制信号供给到第一辅助开关以切换到电路断开位置、并把第二切换控制信号供给到第二辅助开关以切换到电路闭合位置；及第二监视单元，连接到第二超导体元件上，用来根据第二超导体元件的电阻变化探测跨过第二超导体元件的电压，当跨过第二超导体元件的电压等于或大于预定电平时，第二监视单元把第二切换控制信号供给到第二辅助开关以切换到电路断开位置、并把第一切换控制信号供给到第一辅助开关以切换到电路闭合位置。也提供有一种使用超导体的电力电路保护设备，该设备包括主断路器，连接到电力供给线路上，用来当故障电流流过线路时电气断开线路，并且在预定时间之后重新闭合线路；超导体元件，串联连接到主断路器上，当流过线路的电流正常时保持在超导状态下，及当流过线路的电流等于或大于预定阈值电流时断开从而具有电阻；辅助开关，连接在超导体元件与主断路器之间，并且可切换到在超导体元件与主断路器之间的电路的断开位置或闭合位置；电抗器，并联连接到超导体元件和辅助开关上，用来把旁通路径提供给流到主断路器的电流，并且限制流过该路径的电流；及监视单元，连接到超导体元件上，用来根据超导体元件的电阻变化探测跨过超导体元件的电压，当跨过超导体元件的电压等于或大于预定电平时，监视单元把切换控制信号供给到辅助开关以切换到电路断开位置。当联系附图进行时，由本专利技术的如下详细描述，本专利技术的以上和其它目的、特征、方面及优点将变得更明白。附图说明包括以提供本专利技术的进一步理解并且包括在本说明书中和构成其一部分的附图，表明本专利技术的实施例并且与描述一起用来解释本专利技术的原理。在附图中图1A是方块图，表明按照本专利技术第一实施例的一种使用超导体的电力电路保护设备；图1B是示意方块图，表明按照本专利技术的监视单元的详细结构；图2是表格，表示当正常电流、第一故障电流及第二故障电流分别在电路上流动时主断路器、第一辅助开关及第二辅助开关的断开或闭合状态；及图3是方块图，表明按照本专利技术第二实施例的一种使用超导体的电力电路保护设备。具体实施例方式现在将详细参照本专利技术的优选实施例，这些优选实施例的例子表明在附图中。现在参照图1A，将解释按照本专利技术第一实施例的一种使用超导体的电力电路保护设备。使用超导体的电力电路保护设备包括主断路器27，该主断路器27连接到电力供给线路上并且常闭，当故障电流流过线路时，用来电气断开线路，并且在预定时间之后重新闭合线路。在对其应用本专利技术的电力系统中使用的电压级范围从几十kV(千伏)到几百kV，所谓的超高压。因此，诸如真空断路器之类的高压断路器可优选地用作主断路器27。真空断路器在市场上可容易地得到。在设备中包括的第一超导体元件21串联连接到主断路器27上，当流过线路的电流正常时保持在超导状态下，及当流过线路的电流等于或大于预定阈值电流时断开从而具有电阻。在设备中包括的第一辅助开关25连接在第一超导体元件21与主断路器27之间，并且可切换到在第一超导体元件21与主断路器27之间的电路的断开位置或闭合位置。在设备中包括的第二超导体元件22并联连接到第一超导体元件21和第一辅助开关25上，并且当流过线路的电流等于或大于预定阈值电流时断开从而具有电阻。按照本专利技术的第一实施例，第一超导体元件21的预定阈值电流大体与第二超导体元件22的预定阈值电流相同。第二辅助开关26串联连接到第二超导体元件22上，并且也并联连接到第一超导体元件21和第一辅助开关25上。第二辅助开关26可切换到在第二超导体元件22与主断路器27之间的电路的断开位置或闭合位置。第一辅助开关25是常闭开关，并且第二辅助开关26是常开开关。第一监视单元23接到第一超导体元件21上，用来根据第一超导体元件21的电阻变化探测跨过第一超导体元件21的电压。当跨过第一超导体元件21的电压等于或大于预定电平时，第一监视单元23把第一切换控制信号供给到第一辅助开关25以切换到电路断开位置，并把第二切换控制信号供给到第二辅助开关26以切换到电路闭合位置。第二监视断开单元24接到第二超导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用超导体的电力电路保护设备，包括：主断路器，连接到电力供给线路上，用来当故障电流流过线路时电气断开线路，并且在预定时间之后重新闭合线路；第一超导体元件，串联连接到主断路器上，当流过线路的电流正常时保持在超导状态下，及当 流过线路的电流等于或大于预定阈值电流时断开从而具有电阻；第一辅助开关，连接在第一超导体元件与主断路器之间，并且可切换到在第一超导体元件与主断路器之间的电路的断开位置或闭合位置；第二超导体元件，并联连接到第一超导体元件和第一辅 助开关上，并且当流过线路的电流等于或大于预定阈值电流时断开从而具有电阻；第二辅助开关，串联连接到第二超导体元件上，并联连接到第一超导体元件和第一辅助开关上，及可切换到在第二超导体元件与主断路器之间的电路的断开位置或闭合位置； 第一监视单元，连接到第一超导体元件上，用来根据第一超导体元件的电阻变化探测跨过第一超导体元件的电压，当跨过第一超导体元件的电压等于或大于预定电平时，第一监视单元把第一切换控制信号供给到第一辅助开关以切换到电路断开位置、并把第二切换控制信号供给到第二辅助开关以切换到电路闭合位置；及第二监视单元，连接到第二超导体元件上，用来根据第二超导体元件的电阻变化探测跨过第二超导体元件的电压，当跨过第二超导体元件的电压等于或大于预定电平时，第二监视单元把第二切换控制信号供给到第二辅助 开关以切换到电路断开位置、并把第一切换控制信号供给到第一辅助开关以切换到电路闭合位置。...

【技术特征摘要】
KR 2005-12-2 10-2005-01172381.一种使用超导体的电力电路保护设备，包括主断路器，连接到电力供给线路上，用来当故障电流流过线路时电气断开线路，并且在预定时间之后重新闭合线路；第一超导体元件，串联连接到主断路器上，当流过线路的电流正常时保持在超导状态下，及当流过线路的电流等于或大于预定阈值电流时断开从而具有电阻；第一辅助开关，连接在第一超导体元件与主断路器之间，并且可切换到在第一超导体元件与主断路器之间的电路的断开位置或闭合位置；第二超导体元件，并联连接到第一超导体元件和第一辅助开关上，并且当流过线路的电流等于或大于预定阈值电流时断开从而具有电阻；第二辅助开关，串联连接到第二超导体元件上，并联连接到第一超导体元件和第一辅助开关上，及可切换到在第二超导体元件与主断路器之间的电路的断开位置或闭合位置；第一监视单元，连接到第一超导体元件上，用来根据第一超导体元件的电阻变化探测跨过第一超导体元件的电压，当跨过第一超导体元件的电压等于或大于预定电平时，第一监视单元把第一切换控制信号供给到第一辅助开关以切换到电路断开位置、并把第二切换控制信号供给到第二辅助开关以切换到电路闭合位置；及第二监视单元，连接到第二超导体元件上，用来根据第二超导体元件的电阻变化探测跨过第二超导体元件的电压，当跨过第二超导体元件的电压等于或大于预定电平时，第二监视单元把第二切换控制信号供给到第二辅助开关以切换到电路断开位置、并把第一切换控制信号供给到第一辅助开关以切换...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昉昱，朴权培，
申请(专利权)人：LS产电株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]