한류기용 초전도 선재개발에 관한 연구

A Study on Development of Superconducting Wires for a Fault Current Limiter

초전도 한류기는 초전도 전이를 이용하여 전류를 제어하는 전력기기로, 수 msec 이내에 고장전류를 정상전류로 변환하여 전력계통의 유연성, 안정성 및 신뢰성을 높일 수 있는 기기이다. 고온초전도 선재는 상전이 속도가 빠르고 임계전류밀도가 높으며 교류손실이 적어 초전도 한류기에 적합한 소재이지만 최적화 연구가 부족함에 따라 고온초전도 선재 특성에 의존하는 기존 방식은 한류소자의 설계, 투입 선재의 양 등에 있어 비효율적이다. 따라서 초전도 한류기에 적합한 선재를 개발하기 위해 임계전류 균일도 향상, 최적의 안정화재 재료 선정 및 균일적층 기술 개발 연구가 수행되었다. 본 연구를 통하여 개발된 고온 초전도 선재는 710m 길이에서 평균 804A/12mm-w의 임계전류를 가지는 선재제조 기술을 확보함에 따라 효율성 향상, 비용 절감 및 크기 축소로 경제적 성과를 확보할 수 있었다.

A superconducting fault current limiter(SFCL) is a power device that exploits superconducting transition to control currents and enhances the flexibility, stability and reliability of the power system within a few milliseconds. With a high phase transition speed, high critical current densities and little AC loss, high-temperature superconducting (HTS) wires are suitable for a resistive-type SFCL. However, HTS wires due to the lack of optimization research are rather inefficient to directly apply to a fault current limiter in terms of the design and capacity, for the existing method relied the characteristics. Therefore, in order to develop a suitable wire for an SFCL, it is necessary to enhance critical current uniformity, select optimal stabilizer materials and conducted research on the development of uniform stabilizer layering technology. The high temperature superconducting wires manufactured by this study get an average critical current of 804 A/12mm-width at the length of 710m; therefore, conducted research was able to secure economic performance by improving efficiency, reducing costs, and reducing size.