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Electrical Insulation Design of 13.2 kV/630 A Bifilar Winding Type HTS Fault Current Limiter
Bok-Yeol Seok,Hyoungku Kang,Chanjoo Lee,Kwanwoo Nam,Yong-Han Kim,Tae Kuk Ko Institute of Electrical and Electronics Engineers 2007 IEEE transactions on applied superconductivity Vol.17 No.2
<P>In this study, electrical insulation design for the development of 13.2 kV/630 A bifilar winding type high temperature superconducting (HTS) fault current limiter (FCL) with YBCO coated conductor (CC) wire was conducted. At first, operating conditions of the temperature and the pressure were determined considering the effects of bubble suppression and breakdown withstand voltage in quench state. The electrical insulation design for HTS coil was performed based on electric field calculation under normal and quench states. Furthermore, new concept of cryostat which is beneficial to the sub-cooling and the electrical insulation was proposed. Finally, two high voltage lead designs were evaluated taking into account the insulation environment of the HTS FCL and the new cryostat design.</P>
3차원 전기력선 추적 알고리즘을 이용한 변압기 절연안전율 평가
이찬주(Chanjoo Lee),석복렬(Bok-Yeol Seok),김동해(Dong-Hae Kim) 대한전기학회 2010 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2010 No.10
변압기의 절연안전율은 전기력선 추적과정을 거쳐 전기력선의 길이와 그 경로에서의 평균전계를 계산하여 산출하는데, 변압기 제조사의 대부분은 2차원 전계해석을 기반으로 한 자체 절연안전율 평가 프로그램을 보유하고 있다. 그러나 변압기 내부 리드부 등 다수의 구조에서는 3차원 전계해석과 함께 3차원 공간에서의 전기력선 추적이 반드시 필요하다. 본 연구에서는 3차원 공간상 한 위치에서 전계의 크기와 방향을 계산한 후 그 방향을 따라 일정거리 떨어진 다음 위치를 구하는 방식의 3차원 전기력선 추적 알고리즘을 이용하여 최종적으로 절연안전율을 평가하는 기법을 개발하였다. 본 알고리즘은 VBS(Visual Basic Script)로 코딩하여 일반 상용 전자계해석 프로그램인 Maxwell과 연동되도록 구현하였다. 알고리즘의 타당성을 검증하기 위하여 축대청 구조인 고압권선과 저압권선 간에서의 절연안전율을 기존의 2차원 프로그램과 본 연구에서 개발된 3차원 프로그램을 활용하여 비교분석하였다. 그 결과, 전계와 전기력선 길이는 최대 4% 이내, 절연안전율은 약 1% 차이로 확인되었다. 본 연구에서 개발된 3차원 절연안전율 평가 프로그램은 변압기 내부의 대표적인 3차원 구조인 부싱-하우정, 리드-철심 등의 절연안전율 분석에 적용되었다.
Iron Core Design of 3-Phase 40MVA HTS Power Transformer Considering Voltages per Turn
Lee, Chan-joo,Seok, Bok-yeol The Korean Institute of Electrical Engineers 2004 KIEE International Transactions on Electrical Mach Vol.b4 No.2
This paper presents the iron core design method of a high temperature superconducting (HTS) transformer considering voltages per turn (V/T). In this research, solenoid type HTS coils were selected for low voltage (LV) winding and double pancake coils for high voltage (HV) winding, just as in conventional large power transformers. V/T is one of the most fundamental elements used in designing transformers, as it decides the core cross sectional area and the number of primary and secondary winding turns. By controlling the V/T, the core dimension and core loss can be changed diversely. The leakage flux is another serious consideration in core design. The magnetic field perpendicular to the HTS wire causes its critical current to fall rapidly as the magnitude of the field increases slowly. Therefore in the design of iron core as well as superconducting windings, contemplation of leakage flux should be preceded. In this paper, the relationship between the V/T and core loss was observed and also, through computational calculations, the leakage magnetic fields perpendicular to the windings were found and their critical current decrement effects were considered in relation to the core design. The % impedance was calculated by way of the numerical method. Finally, various models were suggested.