Induktív típusú zárlati áramkorlátozók elmélete és alkalmazása

Száz éves a szupravezetés

Az MTA Műszaki Tudományok Osztályának tudományos ülése

Dr. Semperger Sándor egyetemi docens Óbudai Egyetem Kandó Kálmán Villamosmérnöki Kar Automatika Intézet Dr. Semperger Sándor: Induktív típusú zárlati áramkorlátozók...

100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

ZÁRLATI ÁRAMKORLÁTOZÓK ÁLTALÁNOS KÖVETELMÉNYEI

Dr. Semperger Sándor: Induktív típusú zárlati áramkorlátozók...

100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

Általános követelmények 1

A zárlati áramok korlátozására alkalmas készülék az alábbi alapvető követelményeknek kell hogy megfeleljen:       Korlátozza az első zárlati áramcsúcsot; Korlátozza az állandósult zárlati áramot; Korlátozza a zárlati áramok által okozott termikus igénybevételeket, A zárlat megszűnte után megfelelően gyorsan térjen vissza az alapállapotba; Ne okozzon veszélyes túlfeszültségeket; Ne befolyásolja a hálózat normális üzemét, az üzemi veszteség és az üzemi feszültségesés minimális legyen.

A fenti követelmények teljesítésére alkalmas ígéretes alternatíva a

szupravezetős zárlati áramkorlátozó

(MHS ZÁK)

. Dr. Semperger Sándor: Induktív típusú zárlati áramkorlátozók...

100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

Általános követelmények

Kiegészítő követelmények lehetnek még továbbá:          Önműködés, valamint nagy megbízhatóság; Megfelelő áramkorlátozó teljesítmény és képesség; Korlátozó képesség változatlansága; Kompatibilitás a meglévő védelmekkel; Alacsony létesítési, üzemetetési és karbantartási költségek; Alacsony környezetre gyakorolt ​​hatás; Megbízhatóság és hosszú élettartam; Elfogadható méret (lehetőleg kis helyigény és tömeg); Megfelelő költség.

2

Dr. Semperger Sándor: Induktív típusú zárlati áramkorlátozók...

100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

SZUPRAVEZETŐS ZÁRLATI ÁRAMKORLÁTOZÓK

Dr. Semperger Sándor: Induktív típusú zárlati áramkorlátozók...

100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

MHS ZÁK megvalósításának különböző alternatívái

 Rezisztív  Induktív  Hibrid Dr. Semperger Sándor: Induktív típusú zárlati áramkorlátozók...

100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

Az induktív MHS ZÁK felépítése

Járom MHS gyűrű Folyékony nitrogén tartály Csévetest Osztott tekercsek Lemezelt vasmag

Osztott primer tekercselés MHS gyűrű (YBCO alapú) Zárt vasmag Dr. Semperger Sándor: Induktív típusú zárlati áramkorlátozók...

Folyékony nitrogén tartály 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

Az induktív MHS ZÁK működése 1

a) b)

Az induktív MHS ZÁK normál üzemű (a) és korlátozó üzemű (b) működése

Dr. Semperger Sándor: Induktív típusú zárlati áramkorlátozók...

100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

Az induktív MHS ZÁK működése 2

35 30 25 20 15 10 5 0 0 O ZÁK-on eső feszültség ZÁK feszültsége MHS–gyűrű nélkül C E 1 D A 2 3

Áram [A]

B 4 400 5 300 200 100 0 0 900 800 700 600 500 Rövidzárás Aktiválás Korlátozás Visszatérés 6 1 2 4 5 3

Áram [A] Az MHS ZÁK U-I jelleggörbéje és a szupravezető gyűrűben folyó áram a primer áram függvényében

6 Dr. Semperger Sándor: Induktív típusú zárlati áramkorlátozók...

100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

Az induktív MHS ZÁK működése 3

Zárlat vége Aktiválás Visszatérés Zárlat kezdete 40 30 Aktiválási id ő 20 10 Feszültség Áram Visszatérési id ő 0 0 -10 0,02 0,04 0,06 0,08 40 -20 20 -30 0 20 40 60 80 0 0.025

0.05

0.075

Mért feszültség Számított feszültség -40 0.1

0.13

Idõ [s] 0.15

0.18

8 6 4 2 0 2 4 6 8 10 0.2

0 0.025

0.23

0.05

Mért áramérték Számított áramérték 0.25

0.075

0.1

0.13

Idõ [s] 0.15

0.18

0.2

0.23

0.25

Dr. Semperger Sándor: Induktív típusú zárlati áramkorlátozók...

0,1

Idő [s]

0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 95 93 91 89 87 85 83 81 79 77 75 0 0.025

0.05

0.075

0.1

0.13

Idõ [s] 0.15

0.18

A szupravezetõ hot-spot-os részének hõmérséklete A szupravezetõ nem hot-spot-os részének hõmérséklete 0.2

0.23

0.25

100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

Az induktív MHS ZÁK előnyei

     Nincs galvanikus kapcsolat a szupravezető és a védett hálózat között.

Elkülöníthető egymástól az eszköz hűtendő és normál hőmérsékletű része.

A menetszám változtatásával változtatható az áttétel, így változtatható az aktiválási áram is.

A szupravezető sérülése, törése esetén a ZÁK nem képez szakadást a hálózaton, s így az üzem továbbra is fenntartható.

A hálózatok általában induktív jellegűek, ezért az induktív tulajdonságú MHS ZÁK hatásosabb korlátozó tulajdonságokkal rendelkezik, mint egy rezisztív típusú.

Dr. Semperger Sándor: Induktív típusú zárlati áramkorlátozók...

100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

A SuperTech induktív MHS ZÁK

Dr. Semperger Sándor: Induktív típusú zárlati áramkorlátozók...

100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

MHS ZÁK PROJEKTEK A VILÁGBAN - KITEKINTÉS

Dr. Semperger Sándor: Induktív típusú zárlati áramkorlátozók...

100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

MHS ZÁK projektek világszerte 1

Dr. Semperger Sándor: Induktív típusú zárlati áramkorlátozók...

100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

MHS ZÁK projektek világszerte 2

Dr. Semperger Sándor: Induktív típusú zárlati áramkorlátozók...

100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

Köszönöm szíves figyelmüket!

Dr. Semperger Sándor: Induktív típusú zárlati áramkorlátozók...

100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.