In this paper, we analyze experimental results by applying the PHILS model to a lab-scale superconducting current limiter system for its actual application in medium-voltage direct current (MVDC) systems. Superconducting current limiters exhibit effective current-limiting performance in circuit breaker operations, particularly in limiting large fault currents within a short period, addressing the challenges posed by the increasing use of renewable energy and the integration of DC medium-voltage distribution systems. The development of such superconducting current limiters faces various technical and cost disadvantages, especially when applying a medium-voltage 35kV level system, which is intended for future introduction. The proven lab-scale superconducting current limiter system and the PHILS model are combined and integrated into the actual system. Our plan involves analyzing the limiter's performance, assessing its impact on the system, and preparing for its application in future medium-voltage systems. Utilizing RTDS, a simulation was conducted by connecting actual scaled-down equipment and systems, with the analysis results presented.
M. Wang;L. Liu;L.M. Zhao;M.H. Li ;W.D. Ma;H.C. Hu ;Z.G. Wu;J.Q. Feng ;Y. Yang ;L. Zhu ;M. Chen ;T.A. Zhou;H. Jia;J. Zhang ;L. Cao ;L. Zhang ;R.R. Liang;B.J. Ding ;X.J. Zhang ;J.F. Shan;F.K. Liu ;A. Ekedahl ;M. Goniche ;J. Hillairet;L. Delpech
Nuclear Engineering and Technology
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제54권11호
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pp.4102-4110
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2022
Aiming at high-power and long-pulse operation up to 1000 s, some improvements have been made for both 2.45 GHz and 4.6 GHz lower hybrid (LH) systems during the recent 5 years. At first, the guard limiters of the LH antennas with graphite tiles were upgraded to tungsten, the most promising material for plasma facing components in nuclear fusion devices. These new guard limiters can operate at a peak power density of 12.9 MW/m2. Strong hot spots were usually observed on the old graphite limiters when 4.6 GHz system operated with power >2.0 MW [B. N. Wan et al., Nucl. Fusion 57 (2017) 102019], leading to a reduction of the maximum power capability. With the new limiters, 4.6 GHz LH system, the main current drive (CD) and electron heating tool for EAST, can be operated with power >2.5 MW routinely. Long-pulse operation up to 100 s with 4.6 GHz LH power of 2.4 MW was achieved in 2021 and the maximal temperature on the guard limiters measured by an infrared (IR) camera was about 540 ℃, much below the permissible value of tungsten material (~1200 ℃). A discharge with a duration of 1056 s was achieved and the 4.6 GHz LH energy injected into the plasma was up to 1.05 GJ. Secondly, the fully-active-multijunction (FAM) launcher of 2.45 GHz system was upgraded to a passive-active-multijunction (PAM), for which the density of optimum coupling was relatively low (below the cut-off value). Good coupling with reflection coefficient ~3% has been achieved with plasma-antenna distance up to 11 cm for the new PAM. Finally, in order to eliminate the effect of ion cyclotron range of frequencies (ICRF) wave on 4.6 GHz LH wave coupling, the location of the ICRF launcher was changed to a port that is located 157.5° toroidally from the 4.6 GHz LH system and is not magnetically connected.
In this paper, we propose non-soldered current lead was introduced which has low contact resistivity for fault current limiters of YBCO film. Carbon/Cu has good thermal conductivity, electrical conductivity and chemically stable, and so forth. Therefore it seems to be suitable material of current lead for current limiters of YBCO film. We have investigated electric field-current in field of 0-130 mT and quench characteristics of a YBCO film. Experimental results show that characteristics of transport is all right using Carbon/Cu-current lead.
GaAs PIN 다이오드를 이용하여 저손실 고출력 MMIC 리미터를 설계하고 제작하였다. 고전력 수용 능력을 증가시키기 위하여 새로운 GaAs PIN 다이오드 에피구조를 제안하였다. 2종류의 리미터 회로를 설계하고 그리미팅 전력을 측정하였다. 측정결과에서 리미팅 전력은 설계회로 토폴로지에 따라 달라졌다. 제작된 2단 리미터의 리미팅 전력은 14 ㎓에서 각각 17 ㏈m과 23 ㏈m으로 측정되었다.
For limitation and interruption of short circuit currents from low voltage to extra high voltage applications, the electrical equipment including fuses and circuit breakers, are widely used today. But in order to anticipate increasing needs for effective and competitive device for limiting the growing fault current in electrical power systems, fault current limitation technologies and fault current limitation devices are widely introduced and investigated in these days. Furthermore, the applications of high temperature superconducting materials (HTSC) into the current limiting devices are new approach for developing of novel and effective col-rent limitation electrical equipment. In this research, the necessities of current limitation technology and the developed and developing current limitation devices for power systems are introduced. Finally, the investigation of resistive type fault current limiters which is under development by LG and KEPCO were introduced.
The need for Fault Current Limiters (FCL) is associated with the continuous growth and interconnection of modem power systems and increase in dispersed generation facilities, which result in progressive increase in the short circuit capacity far beyond their original design capacity. Fault Current Limiters (FCL) clips the fault currents and reduces the electromechanical stresses on the network and the need to handle excessive fault currents. In addition, the reduction of the fault duration Provided by the limiter should increase the power transmission capability and improve the dynamic stability. This paper proposes the model of resistive type superconducting fault current limiter using EMTDC(Electromagnetic transients for DC analysis program). In order to verify the effectiveness of the SFCL, in this paper, the analysis of fault current in a transmission system through the EMTDC based simulation by using the modeled component of a resistive type SFCL is peformed and the detailed results are given.
A comparative study on flux functions for the 2-dimensional Euler equations has been conducted. Explicit 4-stage Runge-Kutta method is used to integrate the equations. Flux functions used in the study are Steger-Warming's, van Leer's. Godunov's, Osher's(physical order and natural order), Roe's, HILE, AUSM, AUSM+ and AUSMPW+. The performance of MUSCL limiters and MLP limiters in conjunction with flux functions are compared extensively for steady and unsteady problems.
The increase of fault current due to large demand has caused the capacity of power machines in power grid to increase. To protect the power system effectively from the large fault current, several superconducting fault current limiters have been proposed. however, in order to apply superconducting fault current limiters into power system, there are many problems such as cost, recovery, AC loss, and cryogenic. In order to solve these problems, hybrid superconducting fault current limiter(HSFCL) was proposed. However, HSFCL also has a problem that is protective coordination in distribution system with HFSCL. In this paper, HSFCL limiting after half cycle modeled and analyzed about protective coordination.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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