초전도체를 적용한 전류제한기의 연구 Study on fault current limiter using superconductor 20032005 김 원 20031460 용석진 20051934 왕순욱

목 차 초전도체의 발견 초전도체의 원리 및 특성 초전도체의 종류 초전도체의 응용분야 초전도한류기 결론 참고문헌

초전도체의 발견 1800년대 후반 냉각 기술의 발전 금속의 전기저항이 극저온 상태에서의 현상을 궁금 산소(90.2K), 질소(77.3K), 수소(20.5K)의 액화에 성공 낮은 온도까지의 냉각이 가능 → 극저온에서 금속의 저항을 알아낼 수 있는 정도로 낮은 온도는 아님

초전도체의 발견 1908년 Heike Kamerlingh-Onnes의 헬륨 액화 실험 성공으로 냉각기술 발달 금(Au)과 백금(Pt)의 저항을 극저온에서 측정 → 고순도 금속인 수은(Hg)로 교체 실험

초전도체의 발견 1911년 Kamerlingh-Onnes가 4.2K 부근 수은 저항이 0이 되는 것을 발견 초전도체 발견을 1911년 4월 학회 발표 → 1913년 노벨 물리학상 수상

초전도체의 발견 온도에 따른 수은의 저항 특성

마이스너 효과(Meissner effect) 발견 초전도체의 발견 년도 연구 사항 1911년 Hg 초전도체 발견 1914년 임계전류밀도, 임계자기장의 존재 발견 1928년 Ta, Th, Nb 초전도체라는 것을 발견 1930년 금속을 합금하여 초전도체 특성 향상 1933년 마이스너 효과(Meissner effect) 발견 초전도체 임계온도를 해결하는 연구 진행 →1986년부터 고온 초전도체 다수 발견

초전도체의 원리 및 특성 BCS 이론 - 초전도체 내부의 전자들이 서로 인력이 발생하면서 쌍을 이루는 것이 더 안정적인 상태를 이룸

(+) 전하를 띤 양이온은 전자의 방향으로 이동 초전도체의 원리 및 특성 (-) 전하를 띤 전자의 이동 (+) 전하를 띤 양이온은 전자의 방향으로 이동 양이온들이 끌려간 곳에 (+) 전하를 좀 더 많이 띠게 됨 다른 전자가 이 양이온 방향으로 끌어 당겨짐

초전도체의 종류 Type1 순수한 금속 순수한 금속 저온 초전도체 고온 초전도체 저온 초전도체 초전도체 Type 2

초전도체의 종류 제1종 초전도체 제2종 초전도체 제2종 초전도체 : 자장이 통과하는 영역 존재

초전도체 응용분야 에너지/공학분야 교통분야 응용분야 의료분야

초전도체 응용분야 에너지 분야 교통 분야 전자 공학 분야 의료 분야 에너지 저장 장치(SMES) , 핵융합로 , MHD발전 교통 분야  전자기 추진 선박 , 자기 부상 열차            전자 공학 분야 조셉슨 소자 , 초전도양자 간섭장치(SQUID)    의료 분야 뇌파 측정 , NMR  , MRI 

초전도체 응용분야 전력분야 환경ㆍ산업분야 핵폐기물처리가 가능한 초전도자기분리, 입자가속기 등 초전도에너지저장(SMES), 초전도변압기, 초전도케이블, 초전도발전기 등 환경ㆍ산업분야 핵폐기물처리가 가능한 초전도자기분리, 입자가속기 등

초전도 한류기 수요집중에 의한 전원 설비 규모 확대로 전력계통에 고장전류 크게 발생 서울, 경기, 부산지역 전력 수요 집중 수요 증가로 인한 전원설비 규모 확대 서울, 경기, 부산지역 전력 수요 집중 수요집중에 의한 전원 설비 규모 확대로 전력계통에 고장전류 크게 발생

초전도 한류기 고장전류의 증가로 인한 차단기 내력 증대 기술적 한계, 부피 증가, 비용 증가 한류기의 개발로 고장전류 제한

한류기의 역할 고장전류 제한 차단기 내력 증가 불필요 기기보호 통신선 유도장해 경감

초전도 한류기의 장점 기존의 한류기 초전도 한류기 신속한 사고감지 및 전류제한 평상시 임피던스 無 계통 영향 없음 둔감한 사고반응 속도 신속한 사고감지 및 전류제한 평상시 임피던스 無 계통 영향 없음 임피던스에 의한 전류, 전압 왜곡 사고전류 제거/복귀 시 많은 소요 시간 사고제거 후 빠른 응답 자동 복귀 특성 대 전력 제한 시 큰 부피 차지 사고 시 임피던스 조절 용이

초전도한류기의 실험분석 모의고장회로도 인가전압 step표

초전도한류기의 실험분석 부하전압 및 고장전류

결론 국내는 배전급 한류기의 개발 완료 상태 -> 전 세계적으로 초전도 한류기의 수요가 발생하는 상황에서 실증 시험을 통해 세계시장에서 확고히 자리매김할 수 있 을 것이다

참고문헌 [1]이상봉, “배전계통 초전도 한류기 동작특성에 따른 계통 영향 분석”, 대한전기학회 전기학회논문지 제57권 제7호 2008. 7, pp. 1135 ~ 1140 [2]최효상, 조영선, 정병익, “초전도 한류기의 기술동향”, 한국조명·전기설비학회 조명·전기설비 제23권 제3호 2009. 6, pp. 44 ~ 48 [3]전우문화사, “초전도 한류기 연구개발 현황”, 월간 전기 2009년 6호 [4]윤재영, “저항형 초전도한류기의 미래 배전계통 적용방안”, 대한전기학회, 전기학회논문지 제54A권 제5호 2005. 5, pp. 212 ~ 216