限流装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及限流装置，更特别地，涉及使用超导体的限流装置。
【背景技术】
[0002] 传统上提出的是使用布置在电力系统中的超导体的限流装置（参见例如日本专 利特许公开N〇9-130966(PTD1))。PTD 1的图6公开了一种限流装置，该限流装置包括：限 流元件，其包括超导体；限流电抗器，其与限流元件并联连接。在这种限流装置中，由于因故 障等造成的过大电流，导致限流元件中的超导体转变成通常导电状态（失超），因此，电阻 变高并且出现电流换向至限流电抗器。结果，在限流电抗器中产生限流阻抗并且可限制过 大电流。
[0003] 引用列表
[0004] 专利文献
[0005] PTDl :日本专利特许公开No. 9-130966
【发明内容】
[0006] 技术问题
[0007] 然而，在上述的传统限流装置中，电流可在限流操作期间流过限流电抗器和限流 元件。因此，存在的问题是，由限流元件中的超导体消耗的能量增加，这样使限流元件恢复 的时间延长。
[0008] 本发明致力于解决上述问题并且本发明的目的是提供从限流操作到恢复的时间 可缩短的限流装置。
[0009] 问题的解决方案
[0010] 根据本发明的一种限流装置是使用超导体执行限流操作的限流装置，所述限流装 置包括：包括超导体的超导限流元件；电容器；电抗器和旁路开关。电容器与超导限流元件 串联连接。电抗器还与包括超导限流元件和电容器的串联电路串联连接。旁路开关与包括 超导限流元件和电容器的串联电路并联连接。
[0011] 据此，当过大电流流过限流装置时，超导限流元件中的超导体转变成通常导电状 态。另外，通过导通旁路开关，电流可流动，以旁路超导限流元件。因此，限流操作期间的超 导限流元件中的能耗可充分降低。结果，从限流操作到恢复的时间可被缩短。
[0012] 限流装置中的电抗器具有作为限流电抗器的功能。与电抗器串联连接的电容器用 于通过LC谐振消除上述电抗器的电感（L)，从而实现正常状态下的限流装置的较低阻抗。 当由于故障等而导致过大电流流过限流装置时，超导限流元件如上所述高速地自发转变成 通常导电状态。因此，即使旁路开关的操作时序滞后于上述限流操作，可以可靠地防止过大 负荷（过大电压）被施加到电容器的端子之间。此外，通过如上所述使用超导限流元件，因 旁路开关的操作时序延迟造成的通过电流的瞬态分量也可被抑制。
[0013] 另外，当如上所述过大电流流过限流装置时，超导限流元件高速转变成通常导电 状态，因此，流过电容器的电流被转向旁路开关所处的并联电路。因此，流过包括电抗器和 电容器的串联电路的电流不再流动，因此，不再出现消除电抗器的电感的LC谐振。因此，能 够通过电抗器的阻抗（限流阻抗）限制过电流。
[0014] 本发明的有利效果
[0015] 根据本发明，可提供从限流操作到恢复的时间可缩短的限流装置。
【附图说明】
[0016] 图1是描述根据本发明的限流装置的第一实施例的电路图。
[0017] 图2是描述根据本发明的限流装置的第二实施例的电路图。
[0018] 图3是示出被研究模型系统的示意图。
[0019] 图4是描述比较例的限流装置的电路图。
[0020] 图5是示出关于本发明的实例的模拟结果的曲线图。
[0021] 图6是示出关于本发明的实例的模拟结果的曲线图。
[0022] 图7是示出关于本发明的实例的模拟结果的曲线图。
[0023] 图8是示出关于比较例的模拟结果的曲线图。
[0024] 图9是示出关于比较例的模拟结果的曲线图。
[0025] 图10是示出关于比较例的模拟结果的曲线图。
【具体实施方式】
[0026] 下文中，将参照附图描述本发明的实施例。在下面的附图中，相同的参考标号被分 派给相同或对应的部分，将不再重复对其的描述。
[0027] (第一实施例）
[0028] 将参照图1描述根据本发明的限流装置。根据本发明的限流装置10包括串联电 容器1、超导限流元件8、限流电抗器6、晶闸管开关4、电流抑制电路和控制电路5。电流抑 制电路由抑制电抗器2和抑制电阻器9形成。超导限流元件8连接到串联电容器1。在与 串联电容器1的连接侧相反的一侧，超导限流元件8连接到限流电抗器6。包括晶闸管开关 4、抑制电抗器2和抑制电阻器9的并联电路被形成为与由串联电容器1和超导限流元件8 形成的串联电路并联连接。这个并联电路与由超导限流元件8和串联电容器1形成的上述 串联电路连接于连接点21、22。在并联电路中，抑制电抗器2和抑制电阻器9并联连接，并 且晶闸管开关4串联连接到并联连接的这些抑制电抗器2和抑制电阻器9。控制电路5连 接到晶闸管开关4。
[0029] 根据如上所述构造的限流装置10,当由于其内布置限流装置10的电力系统中的 故障等而导致过大电流流过限流装置10时，超导限流元件8失超，因此快速且自发地执行 限流操作。因此，可以可靠地抑制向串联电容器1的端子之间施加过电压。另外，在上述限 流操作之后，包括晶闸管开关4的并联电路允许电流流动以旁路超导限流元件8。因此，可 通过限流电抗器6中的限流阻抗限制过电流，并且超导限流元件8中产生的消耗的热能可 减少。结果，超导限流元件8的高速恢复变得可能。另外，并联电路中布置的抑制电抗器2 和抑制电阻器9的并联连接的一部分是电流抑制电路并且具有在旁路开关操作期间抑制 来自电容器的放电电流的功能。
[0030] (第二实施例）
[0031] 参照图2,将描述根据本发明的限流装置的第二实施例。
[0032] 参照图2,限流装置10基本上具有与图1中示出的限流装置10的结构类似的结 构。然而，在并联电路的构造方面，限流装置10不同于图1中示出的限流装置10。具体地， 在图2中示出的限流装置10中，抑制电阻器9和抑制电抗器2没有布置在并联电路中并 且只有晶闸管开关4布置在并联电路中。根据也具有这种结构的限流装置10,串联电容器 1的端子之间的过电压可被抑制，在限流操作期间在超导限流元件8中产生的热能可减少， 因此，高速恢复变得可能，类似于图1中示出的限流装置10。
[0033] 下文中，将描述本发明的特性构造，尽管上述实施例中已经描述了其中一些。
[0034] 根据本发明的限流装置10是使用超导体执行限流操作的限流装置10,限流装置 10包括具有超导体的超导限流元件8、电容器（串联电容器1)、电抗器（限流电抗器6)和 旁路开关（晶闸管开关4)。串联电容器1串联连接到超导限流元件8。限流电抗器6还与 包括超导限流元件8和串联电容器1的串联电路串联连接。晶闸管开关4并联连接到上述 的串联电路。
[0035] 据此，当过大电流流过限流装置10时，超导限流元件8中的超导体转变成通常导 电状态。另外，通过导通晶闸管开关4,电流可流动以旁路超导限流元件8。因此，超导限流 元件8在限流期间的耗能可充分降低。结果，从限流操作到恢复的时间可缩短。
[0036] 限流装置10中的限流电抗器6具有作为限流元件的功能。与限流电抗器6串联 连接的串联电容器1是为了通过LC谐振消除上述限流电抗器6的电感（L)，从而实现正常 状态下限流装置10的较低阻抗。当由于故障等而导致过大电流流过限流装置10时，超导 限流元件8如上所述以高速自发转变成通常导电状态。因此，即使晶闸管开关4的操作时 序落后于上述限流操作，也可稳定地防止过大负荷（过大电压）施加到串联电容器1的端 子之间。此外，通过如上所述使用超导限流元件8,也可抑制因晶闸管开关4的操作时序中 的延迟造成的通过电流的瞬态分量。
[0037] 另外，当如上所述过大电流流过限流装置10时，超导限流元件8如上所述高速转 变成正常导通装填，因此，已经流过串联电容器1的电流被转向晶闸管开关4所在的并联电 路。因此，流过包括限流电抗器6和串联电容器1的电流不再流动，因此，不再出现已经消 除限流电抗器6的电感的LC谐振。因此，可通过限流电抗器6的阻抗（限流阻抗）限制过 电流。
[0038] 在上述限流装置10中，旁路开关可包括晶闸管开关4。
[0039] 在上述限流装置10中，旁路开关可包括与晶闸管开关4不同的其它类型的打开/ 关闭装置。例如，使用自激励元件的半导体开关、机械打开/关闭装置等可被用作旁路开 关。
[0040] 上述限流装置10还可包括与旁路开关串联连接的电流抑制电路。如图1中所示 具有并联连接的抑制电阻器9和抑制电抗器2 (线圈）的电路可以例如被用作电流抑制电 路。
[0041] (实验实例）
[0042] 如下执行模拟，以检验本发明的效果。
[0043] 〈模拟条件〉
[0044] (1)关于用于模拟的模型系统
[0045] 参照图3,模拟中研究的模型系统是通过变压器15从电源14传输电力的系统，假 设新电源13布置在变压器15的次级总线中的情况。变压器次级总线12的额定电压被设 定为77kV。使用均具有额定容量250MVA的三