• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.2090-2091
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• 2007

We investigated the characteristics of transformer type SFCL with neutral line. The transformer type SFCL having neutral line has achieved the simultaneous quench because the secondary winding has acted as parallel reactor. The fault current of SFCL was limited according to ratio of turn number between primary and secondary windings. Therefore, the power burden of superconducting element can be reduced by reduction of ratio of turn number between primary and secondary windings. As a result, we could expect reduction of it's volume in the transformer type SFCL.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.243-244
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• 2006

As an preliminary study for the quench protection of high temperature superconducting (HTS) cable using superconducting fault current limiter (SFCL), experimental research was carried out. The test circuit was composed of Bi-2223/Ag HTS tape and a SFCL made of YBCO thin films. In the normal state, the applied current of 56 A, which was critical current of HTS tape, could be flown through the circuit without resistive loss. Increasing the currents, the quench development of both materials was investigated from the voltage signal acquired from the resistance of the quenched superconductor. Up to around 10 times of the critical current was applied to the HTS tape and the current limiting characteristics of SFCL were investigated. In addition, for the finding out the optimal operating condition of SFCL such as the numbers of elements, a shunt resistor was applied to the SFCL and quench characteristics were analyzed as well.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.37-40
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• 2007

As power demands increase, development of the superconducting fault current limiter (SFCL) is being watched with interest. Many types of SFCLs using various superconducting materials have been developed. Especially, the FCL using coated conductor (CC) has been investigated actively at present. CCs have many advantages for the FCL application. YBCO materials used in CCs have a high n-value, and it is relatively easy to choose a matrix of the CC for high resistivity. If the CC has high resistivity, high voltage can be applied to the CC. Then total length of the CC used in SFCL, which has effects on total price and volume of the SFCL, can be reduced. Short circuit tests of two different types of CCs in the liquid nitrogen bath and its sub-cooled condition were performed and analyzed. An effect of high resistivity of the CC and cooling methods on fault current limiting characteristics could be verified in this paper.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.1069-1074
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• 2020

DC에는 전류 영점이 없기 때문에 DC 차단기의 차단 동작시 아크가 발생한다. 이때 발생하는 아크의 크기에 따라 회로 차단기의 열화 또는 그리드에 치명적인 사고를 발생시킬 수 있다. 따라서 HVDC의 상용화에 있어서 DC차단기의 차단 성능의 안정성 확보는 대단히 중요한 부분이다. 본 연구에서는 DC 차단기의 성능과 신뢰성을 향상시키기 위해 초전도체가 적용된 LC 차단기를 제안하였다. 초전도 LC 차단기는 기존 LC 차단기의 인덕터에 초전도 코일을 적용한 구조로 되어있다. 초기 고장 전류를 제한하는 것 외에도 고장 발생시 안정적인 전류 0점을 생성한다. 이를 확인하기 위해 EMTDC / PSCAD 프로그램을 통해 시뮬레이션을 수행하였다. 또한 초전도 LC 차단기는 일반 코일이 적용된 LC 차단기와의 동작 특성을 비교하였다. 그 결과 초전도 코일이있는 LC 회로 차단기는 일반 코일이있는 LC 회로 차단기에 비해 초기 고장 전류를 약 12kA 더 제한하는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 통해서 DC 차단기의 아크 소화 시간을 약 0.16 초 단축시킬 수 있었고, 이를 통해 회로 차단기의 전기적 부담이 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.94-96
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• 2001

본 논문은 차폐유도형 고온초전도 한류기의 전류제한 특성을 연구하였다. 회로해석은 유한 차분법(FDM)을 사용하였으며 회로 설계의 변수 값에 따라서 전류제한 방식은 저항형과 유도형으로 전류 제한이 이루어짐을 알 수 있었다. 사고 발생 시 나타나는 고온초전도 한류기의 임피던스는 사고 전류를 제한하는 주요한 요소로써 다양한 파라미터 값의 변화를 통하여 고온 초전도한류기의 임피던스 변화와 특성을 관찰하였고, 본 논문에서 설계한 형태의 임피던스 변화에 따른 전류 제한 효과를 저항형 과 유도형 방식으로 제어 가능함을 확인할 수 있었다.

• 한국초전도학회:학술대회논문집
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• 한국초전도학회 1999년도 High Temperature Superconductivity Vol.IX
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• pp.338-342
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• 1999

전력계통에 저항형과 유도형 초전도 한류기를 적용하였을 때 사고각별 전류제한 효과를 살펴보았다. S1 변전소로부터 S2 변전소까지 거리의 약 60%지점에서 사고가 발생하였을 때, 1선 지락사고에서 S1측 고장전류는 사고각 0 $^{\circ}$ 의 경우 약 39kA이었으며 이는 정상전류의 약 87배이었고, 5주기 이후의 전류값도 53배에 달하는 약 23 kA값을 보여주었다. 차단기 전단에 저항형과 유도형 초전도 한류기를 적용하였을 때 사고각별 전류제한효과를 보면, 사고각 0 $^{\circ}$ 인 경우 저항형은 사고발생 직후 최대 한류전류값이 최고 39 kA, 최종 한류전류값이 약 15 kA이었다. 이때 과도상태에서 직류분은 거의 발생하지 않았다. 유도형은 사고발생 직후 최고 39 kA와 최종 12 kA의 전류값을 나타내었다. 이때 직류분은 약 3 kA이었다. 2선 지락사고에서 고장전류는 사고각 0 $^{\circ}$ 의 경우 최고 약 56 kA이었으며 이는 정상전류의 약124배이었고, 5주기 이후의 전류값도 76배에 달하는 약 34 kA값을 보여주었다. 선로에 저항형과 유도형 초전도 한류기를 적용한 경우 사고각별전류제한 효과를 보면, 사고각이 0 $^{\circ}$ 일때 저항형은 사고발생 직후 최대 한류전류값이 최고 44kA, 최종한류전류값이 약 15 kA이었다. 이때 과도상태에서 직류분은 거의 발생하지 않았다. 유도형은 사고발생 직후 최고 44 kA와 최종 14 kA의 전류값을 보여주었다. 이때 직류분은 약 4 kA이었다. 1, 2선 지락사고를 종합해 보면 2선 지락사고가 사고전류의 크기와 유도형의 직류분 감쇄폭이 약간 컸을 뿐 전력계통에서 초전도 한류기의 적용은 같은 조건(초전도 한류기의 최종 임피던스100${\omega}$)하에서 전류제한 능력면에서는 유도형이 유리하고 초기 과도상태에서 직류성분의 발생측면은 저항형이 장점을 가지고 있음을 알 수 있었다. 아울러 앞으로는 quench 시간에 따른 전류제한 현상에 관한 simulation을 수행 하고자 한다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.97-100
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• 2009

배전계통에서 전력수요의 증가와 분산전원의 증가로 대용량 변압기의 적용이 불가피하게 되었다. 하지만, 대용량 변압기로 교체할 경우 배전계통에 고장발생시 고장전류의 크기가 증가되어 기존에 설치된 차단기 및 보호기기의 차단용량 초과로 인해 교체에 따른 경제적 비용 상승이 우려된다. 따라서, 대용량 변압기의 교체시 고장전류 증가 문제를 해결하기 위한 방안 중 하나로 초전도한류기를 설치하는 방안을 검토하고 있다. 초전도 한류기는 평상시에 초전도 상태인 영 저항이므로 전력손실이 발생하지 않으며, 고장 발생시 치로 인한 신속한 저항 발생으로 고장전류를 빠르게 감지 및 제한함으로써 기존에 설치된 차단기의 차단 용량이하로 감소시켜 줄뿐만 아니라 계통의 안정도를 향상시킬 수 있다. 그러나, 초전도한류기는 도입위치에 따라 ��치 발생시 초전도한류기의 저항 크기가 다르게 되며, 고장전류 제한효과 및 보호협조를 고려한 적정의 한류기 저항 설정이 필요하다. 이에 대한 선행연구로서, 본 논문에서는 모의 배전계통에 초전도한류기를 적용하였을 경우 도입위치에 따라 전류제한, 모선 전압강하, 초전도한류기의 전력부담을 실험을 통하여 비교 분석하였다. 분석을 통해 초전도한류기를 피더에 설치하였을 경우 전류제한 효과, 모선 전압강하 보상효과는 가장 우수하였으나 가장 많은 전력부담을 갖는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.2004-2005
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• 2007

고온 초전도체를 이용한 자속구속형 사고전류제한기는 1차권선과 2차권선을 감는 방향이나 감은 횟수의 비율에 따라서 부하전류용량과 전류제한용량이 다르다. 부하전류용량은 사고 발생 시 최초의 전류 제한 레벨과 밀접하게 관련이 되는데 자속구속형 사고전류제한기에서 최초의 전류 제한 레벨은 인덕턴스에 의해서 결정되기 때문이다. 전류제한용량은 사고전류제한기의 임피던스와 관계된다. 이 논문에서 자속구속형 사고전류제한기의 변압기 특성을 변화시키면서 부하전류용량과 전류제한용량의 변화를 살펴보았다.

• 한국초전도학회:학술대회논문집
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• 한국초전도학회 1999년도 High Temperature Superconductivity Vol.IX
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• pp.348-351
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• 1999

Cold 층을 입힌 저항형 초전도 한류기의 전류 제한 특성을 통하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 고장발생후 3.2 msec 후에 quench가 발생하였으며, 부분적인 quench가 발생한 다음 시간이 지나면서 완전한 quench로 진행되었다. 즉, 선로고장에 따른 quench 발생 후 YBCO 초전도체의 gold층으로 대부분의 전류가 흐르게 되고, quench 되면서 발생하는 열도 대부분 gold층에서 흡수하여저항이 증가하였으며 이에 따른 전류감소, 전압증가 및 소비전력증가가 발생하였다. 인가전압 V$_0$=65 V$_{peak}$이고 R$_0$는 1 ${\omega}$, 그리고 R$_L$을 7.7 ${\omega}$으로 하였을 때 사고모의 위상각 0$^{\circ}$에서 고장발생후 0.9 msec 후인 9.6 A$_{peak}$ 되는 지점에서 quench가 발생하여 13.0 A$_{peak}$의 최대한류전류값을 보인후 11.4 A$_{peak}$의 전류값에서 fast quench가 완료되었다. 이때 quench 시간은0.63 msec 이었다. 저항값은 gold층에서 발생한 열때문에 점진적인 상승을 보이다가 약 3주기후에 일정한 값에 도달하였다. 한류소자의 온도는 약 11 msec 후에 상온에 도달하였으며, 3 주기후인 54 msec에는 150 $^{\circ}C$까지 상승하였다. gold 박막을 입힌 meander line은 임계전류 이상의 전류를 통전하였을 때에 용단되지 않았으며 ??치된 상태에서 3 사이클 이상 유지하였다. 약65 A$_{rms}$가 흘렀을 때에야 ??치후 3 사이클 지나용단되었다. 이러한 YBCO/gold에 의한 초전도한류기의 용량은 gold에 발생하는 열을 gold가감당할 수 있는 전류의 크기와 관련이 있으며, gold층이 YBCO 한류소자가 quench되었을 때 발생하는 열을 효과적으로 분산시킬 뿐만 아니라 전기적으로 shunt 회로 역할을 하고 있음을 확인할 수 있다. 이에 더하여 앞으로 quench 후 한류소자에서 발생할 수 있는 인덕턴스의 저감방안에 대한 설계 및 모델 탐구를 통하여 좀더 효율적인 한류소자 구성에 대한 연구를 병행하고자 한다.