High-Tc Superconducting Fault Current Limiter Controlling Amplitude of the Applied Magnetic Field Using Power Switch

PURPOSE: A high-temperature superconduction current limiter capable of controlling the quantity of an applied magnetic field using a power switch is provided to increase the breaking capacity by controlling the quantity of magnetic field applied to a high-temperature superconduction device to control the quantity of accidental current. CONSTITUTION: A first winding is wound to an iron core and a second winding is connected to the same core. A high temperature superconduction bulk or a thin film device is connected in serial to the second winding. An electric wave rectifying circuit is comprised of a separate third winding installed on the same core where the first and the second windings are wound and a diode for rectifying a voltage induced to the third winding. A magnetic field applying coil is connected in serial to the electric wave rectifying circuit connected to the third winding. The diode and a resistor are connected in serial to the magnetic field applying coil. A power switching device is branched between the magnetic field applying coil and the diode to include an inverse-parallel diode connected in parallel to the electric wave rectifying circuit. 본 발명은 인가자계의 크기를 조절할 수 있는 전력용 스위치를 이용하여 인가 자계의 크기조절이 가능한 고온초전도 전류제한기에 관한 것이다. 본 발명을 이용하여 사고시 고온초전도 소자에 인가되는 자계 크기를 제어함으로서 사고전류 크기를 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 사고가 발생되면 벌크형태로 제작된 라드(Rod)타입의 고온초전도소자에 자계를 인가할 수 있도록 1, 2차측 권선이 결선된 동일 코어에 설치된 3차측 권선에 연결된 전력용 스위치를 포함한 토폴로지(Topology), 이때 사고와 동시에 3차측 권선에 흐르게 되는 전류의 크기를 제어함으로서 인가자계의 크기를 조절할 수 있는 방법, 듀티비(Duty Ratio) 조절에 따라 제한되는 사고전류 크기를 제어할 수 있는 구조, 3차측 권선에 연결된 전력용 스위치를 포함한 컨버터회로의 효율향상을 위한 소프트스위칭(Soft-Switching) 적용방법, 기존의 벌크(Bulk)형태로 제작한 라드(Rod)타입의 고온초전도체뿐만 아니라 박막(Thin Film)형태로 제작한 저항형 고온초전도 전류제한기에 적용할 수 있는 범용성을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 제작된 고온초전도 벌크나 박막소자의 임계특성에 따라 인가되는 자계크기를 조절하기 위해 3차측 권선의 탭을 조정할 필요 없이 전력용 반도체소자의 듀티비를 제어함으로서 인가자계의 크기를 조절할 수 있고 이때 고주파스위칭동작을 통해 자계인가 코일의 크기와 부피를 감소시킬 수 있는 장점이 있으며 듀티비를 조정해 줌으로서 사고시 상전도 저항 크기조절이 가능하며 이로 인해사고전류 크기를 조절할 수 있다. 아울러, 벌크나 박막으로 제작된 고온초전도 소자 단독으로 동작하는 저항형 고온초전도 전류제한기보다 한류비가 감소되므로 차단용량을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.