• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.294_295
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• 2009

Superconducting fault current limiter (SFCL) is an power device of a novel concept. While SFCLs generate no ohmic loss during the operation carrying normal currents, they can limit fault currents very fast making large impedance by their quench characteristics. In 2006, KEPCO has developed a distribution class hybrid type SFCL by a collaborative research project with LS industrial systems. The SFCL has merits in practical and economical points of view. In the SFCL, the superconductor just plays a role of a fault detector and the current limiting is completed by the other current limiting element made of normal metals throu호 the line commutation. As a result, the required amounts of superconductors can be reduced considerably. Consequently, the hybrid SFCL can be fabricated with small size and cost, maintaining perfect current limiting performance. Currently, KEPCO is carrying out a research project at Gochang power test center for the purpose of the verification test of the 22.9 kV/ 630 A class SFCL for the practical application in real grid. Through the project, a long term operational test and fault current test will be done. In this paper, the back ground of development and installation of the SFCL will be explained and the operation plan of the SFCL for the verification test is also introduced.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.41-45
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• 2011

Hybrid fault current limiters (FCL) have been researched at Yonsei University. The hybrid FCL has advantages such as having a rapid response to a sudden fault situation and a fast recovery time from a quench. It consists of an asymmetric HTS coil, a switching module, and a bypass reactor. The asymmetric HTS coil is wound with two different types of HTS wires in an opposite direction so that it has nearly zero inductance at the superconducting state. When the quench occurs at the fault state, a strong magnetic field is generated from the asymmetric coil because of different quench characteristics of two HTS wires, and then a repulsive force is induced in the switching module. The force opens the switch and the fault current is pushed into the bypass reactor. In this research, we analyzed the cause of the repulsive force and confirmed, experimentally and computationally, that the magnitude of a repulsive force is varied by changing the gap distance between the asymmetric coil and the switching module. By using the FEM simulation, we calculated the repulsive force with respect to the gap distance and verified that the effect of the gap distance. Then, short circuit test was carried out to confirm the correct operation of the fast switch.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.38-45
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• 2006

초전도전류제한기(SFCL)는 전력계통내 적용시 계통보호를 보다 향상시킬 수 있는 방안으로써 수초이내에 신속하게 사고전류를 제한한다. 이러한 SFCL중 자속구속형 전류제한기의 설계구조는 자속구속리액터인 하나의 철심에 1차측과 2차측 코일이 병렬로 결선되어 있다. 또한 전류제한소자인 YBCO박막과 2차측 코일을 직렬로 결선하여 설치장소의 조건에 따라 인덕턴스와 2차측 코일의 극성방향으로 과도전류 크기를 조절할 수 있다. 이러한 동작특성은 철심을 자속매개체로 적용되기 때문에 철심조건에 따른 성능평가실험은 필수적이다. 가극결선에서 전원전압을 200[Vrms] 인가시 피크전류는 폐루프가 30.71[A], 개루프가 32.01[A]까지 상승됨에 따라 초기과도 응답특성은 폐루프가 유리하였다. 하지만, 소자에 발생되는 전압이 폐루프가 220.14[V], 개루프가 142.73[V]까지 상승함에 따라, 폐루프 철심구조시 전류제한소자의 부담이 가중됨을 알 수 있었다. 결과적으로 자속구속형 SFCL의 전력계통내 적용 시 각각의 철심구조에 따른 다양한 운전특성을 적절히 설계시 장점을 극대화 할 수 있을 것이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.89-91
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• 2003

For the design to prevent the saturation of iron core and the effective fault current limitation, the analysis for the operation of the flux-lock type superconducting fault current limiter (SFCL) with consideration for the hysteresis characteristics of iron core is required. In this paper, the hysteresis characteristics of flux-lock reactor, which is an essential component of flux-lock type SFCL, was investigated. The hysteresis loss of iron core in flux-lock type SFCL does not happen due to its winding's structure especially in the normal state. From the equivalent circuit for the flux-lock type SFCL and the fault current limiting experiments, the hysteresis curves could be drawn. Through the analysis for both the hysteresis curves and the fault current limiting characteristics due to the number of turns for the 1st and 2nd winding, the increase of the number of turns in the 2nd winding of the flux-lock type SFCL had a role to prevent the iron core from saturation.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.41-45
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• 2003

Resistance distribution in thin film type SFCL elements of different shunt layer thickness was investigated. The 300 nm thick film of 2 inch diameter was coated with a gold layer and patterned into 2 mm wide meander lines. The shunt layer thickness was varied by ion milling the shunt layer with Ar ions, and also by having the shunt layer grown in different thickness. The SFCL element was subjected to simulated AC fault current for measurements. It was immersed in liquid nitrogenduring the experiment. The resistance distribution was not affected by the shunt layer thickness at applied voltages that brought the temperature of the elements to similar values. This result could be explained with the concept of heat transfer from the film to the surroundings. The resistance distribution was independent of the shunt layer thickness because thick sapphire substrates of high thermal conductivity dominated the thermal conductance of the elements.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.65-70
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• 2006

Transient heat transfer caused by an impulsive heating in subcooled liquid nitrogen is investigated experimentally. This study is part of out ongoing efforts directed to a stable cryogenic cooling system lot superconducting fault current limiters (SFCL). A thin heater attached by epoxy on one surface of a GFRP plate is immersed in liquid-nitrogen bath at temperatures between 77 K and 55 K. A strong heat flux up to $150W/cm^2$ is generated lot 100 ms, and the temperature of the heater sulfate is measured as a function of time. The behavior of bubbles on the heating surface can be explained by comparing the measured temperature history for vertical and two horizontal (up and down) orientations. It is concluded that the subcooling of liquid nitrogen below 70 K is very effective in suppressing bubbles, resulting in better thermal protection and faster recovery from an impulsive heat.

• 한국초전도학회:학술대회논문집
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• 한국초전도학회 1999년도 High Temperature Superconductivity Vol.IX
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• pp.401-404
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• 1999

본 논문은 고온초전도한류기가 투입된 회로에 사고가 발생했을 경우 사고각에 따른 사고전류의 패턴에 관한 연구이다. 계통에 심각한 영향을 끼치는 이러한 사고전류의 순간 특성을 해석하기 위해 유도형 고온초전도한류기를 직접 제작하였으며 임의로 다른 각도에서 사고를 발생시켜 실험하였다. 임의의 사고각을 위해 triac으로 구성되어있는 위상각제어 및 사고 발생기를 부하와 직렬로 연결하였다. 또한, 순간적으로 큰 사고전류의 유입은 철심을 포화시키기에 충분하며 철심의 포화로 인해 상대투자율이 작아짐으로서 고온초전도한류기의 임피던스가 작게 발생하게 된다. 본 논문에서는 이러한 영향으로 인한 사고전류의 패턴에 관하여 연구하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 B
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• pp.693-694
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• 2006

In order to develop a high temperature superconducting(HTS) coil for the fault current limiter(FCL), the over-current characteristics in YBCO coated conductor(CC) with Ni-W alloy substrate are analyzed. The HTS wire is wound by bifilar winding method for resistive current limitation and it is operated in 65K sub-cooled nitrogen. In order to analyze the resistance and the temperature characteristics of the CC wire, an analysis program is developed considering all the composition materials except the buffer layer. Using this program, the temperature rise, the resistance development and the current limitation of CC are calculated depending on the applied voltage and the stabilizer materials. According to the analysis results, under the temperature restriction of 300K, the maximum voltage per meter is determined as 40V/m if the stabilizer is $25{\mu}m$ thick stainless steel at each side. Finally, the wire length needed for the distribution level HTS FCL is estimated.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.971-972
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• 2011

초전도 저항형 한류기는 계통에서 발생하는 대규모의 사고 전류를 매우 빠른 시간 안에 효과적으로 제한할 수 있어 주목받고 있는 초전도 전력기기이다. 저항형 한류기를 제작할 때 사용되는 초전도 선재의 총 길이는 저항형 한류기의 전체 설계에 있어서 가장 핵심적인 변수중 하나로 기존의 허용전기장을 이용한 방법으로 도출될 수 있다. 하지만 기존의 방법에서는 계통의 라인 저항을 고려하지 않는 가정을 도입 했기 때문에 이를 이용하여 설계할 경우 실제로 시스템에서 요구하는 설계 변수와 큰 차이를 보일 수 있다. 본 논문에서는 라인저항의 영향을 고려한 허용 전기장을 도출하고, 새로 계산된 선재의 길이와 기존의 방법을 이용하여 계산된 선재의 길이를 비교해 봄으로써 보다 정확한 설계의 가능성을 제시한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1013-1014
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• 2011

급격한 산업 발전으로 전려계통의 수요 증가가 꾸준히 증가하고 있으며, 2007년부터 2020년까지 매년 2.2%씩 증가할 것으로 예상된다. 전력계통의 증대로 고장전류의 크기도 더불어 증가하고 있으며 이는 기존의 차단의 부하 용량을 넘어서고 있다. 따라서 안정적이고 효율적인 고장전류 차단을 위해서 초전도 한류기의 필요성이 대두되고 있다. 본 연구는 다양한 초전도 한류기 중에서 순수 저항형 초전도 한류기의 적용 가능한 2세대 고온 초전도 선재들의 특성을 파악하였다. 현재 상용화가 이루어지고 있는 2세대 고온 초전도 선재의 동작 온도에 따른 온도별 비저항, 임계전류, 교류 손실과 단위 길이당 인가 허영 전기장을 을 측정하였다. 상위 과정을 통해서 측정된 각 선재별 특성을 바탕으로 초전도 저항형 한류기에 적용 가능한 선재를 제안하고자 한다.