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JP2789095B2 - Uninterruptible power system switching device - Google Patents
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JP2789095B2 - Uninterruptible power system switching device - Google Patents

Uninterruptible power system switching device

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Publication number
JP2789095B2
JP2789095B2 JP62335492A JP33549287A JP2789095B2 JP 2789095 B2 JP2789095 B2 JP 2789095B2 JP 62335492 A JP62335492 A JP 62335492A JP 33549287 A JP33549287 A JP 33549287A JP 2789095 B2 JP2789095 B2 JP 2789095B2
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JP
Japan
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superconducting wire
power supply
main line
switching device
magnetic field
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敬祐 今井
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Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電力系統の本線から需要負荷への電力供給
が事故などにより停止した時に電力供給を無停電で続行
するための無停電系統切換装置に関するものである。 〔従来の技術〕 一般に電力系統は、電力の発生から消費までを一括し
た系統で、すなわち発電所において発電し、これを送電
線によって送電し、さらに配電線を利用して方々の工場
や家庭に配電し、負荷機器に至るまでを一括した系統を
言う。送電線によって輸送された電力は送電電圧のまま
で、いきなり需要家に供給することはできないから、そ
れまでには幾回か需要負荷に都合のよい電圧に逓降しな
ければならない。 網状に接続された電力系統においては、もし線路のど
こかに事故が発生すると、その影響はたちまち全地域に
波及する。従って、たとえ事故が発生しても、その影響
を局部的に抑制して他への波及を未然に防ぐことが保守
保安上、また電力を不断に供給する上からも、極めて大
切である。 しかして、高度情報化社会へと変革していくなかで、
特に各種のコンピュータシステムなどでは一層の信頼度
向上が要求され、システムを間断なく運用していく上で
事故などにより電力系統の本線からの電力供給が停止し
ても給電が途絶えることなく続行されるようにするため
に、無停電電源装置(CVCF装置)や電動発電装置などが
周知の装置として使用されている。 CVCF装置は特にオンライン・コンピュータシステムの
発展と共に飛躍的な技術変遷を遂げたものである。これ
は事故時に蓄電池の電流を使用して無停電で電力を供給
し続けるもので、蓄電池の他にはトランジスタ、サイリ
スタ、ダイオードなどの半導体素子で構成されている。
一方、電動発電装置は一般には主に電動機、フライホイ
ール、発電機などからなり、本線からの給電が停止した
時に自動的に発電機が作動して電力供給を続行するもの
である。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、CVCF装置は高精度の素子を必要とし、
しかもその素子を組み込んだ回路は複雑であり、また電
動発電装置では発電機やこれに関連する機器などが大型
で構造も複雑であるなど、いずれにせよ、上記2例の装
置に限らず、一般の無停電で電力供給を行うための装置
は概して構造が複雑で信頼度に難があり、しかも大型か
つ高価である。 また、産業の発展と共に需要負荷が増大すれば、電源
の開発、施設の増強によって電力系統は次第に規模を拡
大し、かつ複雑化する。電気事業者が良質を電気を豊
富、低廉に供給できるためには、この電力系統全体が常
に合理的かつ経済的に運用されなければならず、負荷に
供給される電気の総合コストを最小にすることが肝要で
ある。 従って本発明の目的は、以上の点を鑑みて、電力系統
の本線から需要負荷への電力供給が事故などによって停
止しても電力供給を無停電で続行できることはもちろん
のこと、その装置が構造も単純で信頼性に優れ、しかも
小型で安価な無停電系統切換装置を提供することにあ
る。 〔問題点を解決するための手段〕 前記目的は、電力系統の本線から需要負荷への電力供
給が停止した時に本線に代わって予備線から無停電で需
要負荷に全力供給を続行するための切換装置であって、
本線に接続され、本線から需要負荷へ電力供給されて
いるときには閉動作状態にあり、該電力供給が停止した
ときに開動作する遮断機構、遮断機構の下流側におい
て本線から分岐する支線、予備線の一部を形成し、限
流作用を有する超電導線、および遮断機構が閉動作状
態にある間は支線からの電力供給にて超電導線を非超電
導線を保持し、遮断機構が開動作して支線からの電力供
給が停止したときに超電導線を非超電導体から超電導体
に移行させる移行手段、とを有することを特徴とする無
停電系統切換装置により達成される。 本発明の切換装置は限流作用を有する超電導線を使用
するものであり、通常は本線に設けた遮断機構が閉状態
にあり、本線から需要負荷に電力を供給し、断線や接触
による短絡または地絡などの事故が発生して本線からの
電力供給が停止して電流が本線に流れなくなると、遮断
機構が開状態になると同時に、超電導線を接続してある
予備線に自動的に切り換わって給電を間断なく続行でき
るようになっている。しかして、予備線の超電導線は電
力供給を本線から行っている時は非超電導体であって予
備線からの電力供給を阻止し、事故などによる遮断機構
の開動作と同時に非超電導体から超電導体に短時間に移
行して本線に代わって停電で給電する。本線の事故が復
旧されて本線に電流が流れると、遮断機構の閉動作と同
時に超電導線が超電導体から非超電動体に短時間に移行
して通常の電力供給の状態に復帰する。すなわち、本発
明の切換装置は予備線に接続した超電導線の超電導体と
非超電導体の両方の特性を専ら利用するものである。 本発明における移行手段は、超電導線の超電導体と非
超電導体との両特性を活かすものであって、遮断機構が
閉動作状態にある間は、当該遮断機構の下流側において
本線から分岐する支線からの電力供給を受けて超電導線
を非超電導体に保持し、一方、遮断機構が開動作して支
線からの電力供給が停止したときに超電導線を非超電導
体から超電導体に移行させる機能をなす。移行手段がか
かる機能をなす限り、その機構については特に制限はな
い。たとえば超電導線のもつ臨界磁界以上または以下の
磁界を超電導線に加える磁界付与手段が列挙される。こ
れは、本線から給電している時は遮断機構は閉動作状態
にあって、支線からの電力供給により超電導線にその臨
界磁界以上の磁界を加えて超電導線を非超電導体にして
おき、遮断機構の開動作と同時に臨界磁界以下の磁界を
加えることによって超電導線を超電導体にし、本線から
の給電に切り換われば再度臨界磁界以上の磁界を加える
もので、超電導線の超電導体から非超電導体への移行に
より限流作用及び非超電導体から超電導体への移行によ
る超電導作用を積極的に現出させるための手段である。 しかして超電導線の材料としては、金属系またはセラ
ミックス系超電導材料がある。金属系超電導材料として
は、ニオブ、チタン、ジルコニウム、バナジウム、タン
タムなどで、セラミックス系超電導材料またはその原料
の混合物としては、特に制限はないが、希土類元素の酸
化物を含有するセラミック材料であることが好ましい。
かかる材料としては、既存の材料を供すればよいが、た
とえば材料の成分としてバリウム・イットリウム・銅・
酸素、バリウム・ランタン・銅・酸素、ストロンチウム
・ランタン・銅・酸素、バリウム・スカンジウム・銅・
酸素、またはカルシウム・ランタン・銅・酸素を組成と
するセラミックスなどがあり、好ましくはセラミックス
材料で主流になりつつあるイットリウム系であるバリウ
ム・イットリウム・銅・酸素の組成からなる材料であ
る。さらにこのイットリウム系超電導材料を使用する場
合にその好ましい配合比はBa:Y:Cu:O=2:1:3:6〜7であ
る。 なお、超電導線の製法は、上記金属系またはセラミッ
クス系超電導材料を使用し、常套手段で行えばよい。ま
た超電導線はその超電導体と非超電導体の両方の特性を
活用するものであるが、セラミックスの材料は本来は優
秀な電気抵抗体すなわち非超電導体である故、平常時に
非超電導状態によるより望ましい予備線からの給電を阻
止するにはセラミックス系超導材料からなる超電導線で
あることが好ましい。 〔実施例〕 以下、本発明の無停電系統切換装置を実施例に基づい
て説明する。 第1図はその一実施例の概略回路を示す。図に示す切
換装置SWは、電力系統における三相交流の場合である
が、単相交流の場合もこれにほぼ準じたものになる。三
相交流の本線10からの電力は需要負荷20に供給され、無
負荷の場合に備えて本線10にはダミー負荷21が設置され
ている。本線10に並行して、本線10からの電力供給が停
止した時に本線10に代わって給電を続行するための別電
源系統に接続された予備線30が設けられている。本線10
には、事故などによりこの本線10から負荷20へので電力
供給が停止して本線10に電流が流れなくなった時に該本
線10を切り離すと共に、本線10からの電力供給が再開さ
れて電流が本線10に流れると同時に本線10を接続する遮
断機構が取付けられている。この遮断機構は図からも明
らなかように、本線10に接続された分流抵抗器r、分流
抵抗器rに直列接続されたコイル41、コイル41内に挿入
されたその励磁・消磁に伴って変位する鉄棒42、鉄棒42
の端部に取付けられたコイルバネ43、及び鉄棒42の変位
に従って本線10を開閉するスイッチ44により構成されて
いる。さらに、三相交流の本線10に取付けられた三つの
遮断機構は、どの本線の電流が流れなくなっても、すな
わち三相のうち一相でも事故により遮断されれば正常な
他相も遮断する連動機構45(特に詳細には図示せず)が
設けられている。 本線10の遮断機構の下流側には支線50が接続され、本
線10の交流電流の一部は支線50で分岐し、支線50に設け
られた整流器51によって直流に変換され、この直流電流
は整流器51から導かれた支線50′を流れる。支線50′は
第2図に示すように、環状鉄心52に巻き付けられてお
り、環状鉄心52には一定間隔のギャップ53が形成されて
いる。ギャップ53には予備線30に接続された限流作用を
有する超電導線Gが配置され、支線50′に直流電流が流
れれば、ギャップ53に発生した磁界が超電導線Gに加わ
るようになっている。なお、超電導線Gはその超電導材
料のもつ臨界温度により異なるが、超電導状態を維持す
るために、たとえば冷却材を入れてある冷却槽55内に環
状鉄心52と共に収容されて常時冷却されている。 予備線30に接続する超電導線Gの一例を第3図及び第
4図に示す。ここに示す超電導線Gはセラミックス系超
電導材料からなるもので、セラミックス材料からなる超
電導体(または非超電導体)71の周囲には線引によって
得られた金属薄層72が形成されている。超電導線Gはこ
のままの状態では予備線30に接続するにしろ取扱い難い
ので、両端には端子73が接合部74にて取付けられてい
る。端子73は金属薄層72と同一材料(すなわち銅、銀、
アルミニウム、ニッケルなど)、または別の良電導材料
(たとえは黄銅など)からなるもので、端子73はオーミ
ック接続、ボルト接続、圧縮接続などにより取付けても
よいし、或いは超電導線Gに一体成形するなどその他の
態様であっても構わない。 かかる構造の切換装置SWは、複雑な回路や発電機など
の大型の機器などを必要とせず、実に単純な構造で小型
化されており、保守・点検が容易であると共に、信頼性
が高くて安価である。 次に、この切換装置SWの作用について述べる。本線10
から電力供給が行なわれている時は本線10に電流が流れ
ているため、遮断機構では分流抵抗器rによって本線10
から分流された電流がコイル41を流れることにより、コ
イル41が励磁されて鉄棒42がコイルバネ43の付勢力に勝
って矢印ロの方向に変位し、スイッチ44が閉じた状態に
ある。 また遮断機構が閉状態の時には、支線50に電流が流
れ、整流器51によって直流に変換された電流が環状鉄心
52に巻き付けられた支線50′を流れることにより環状鉄
心52のギャップ53に超電導線Gの臨界磁界以上の磁界が
発生し、ギャップ53に配置された超電導線Gに該磁界を
加えることになる。これにより、超電導線Gの超電導相
が破壊し、超電導線Gはセラミックス材料の本来の特性
である電気抵抗体になっており、予備線30からの電力供
給を阻止する。 ここで、何らかの原因により短絡や地絡などの事故が
発生し、三相のうち一相でも電力供給が停止して当該相
の本線10に電流が流れなくなると、連動機構45により正
常な他相の本線も同時に分流抵抗器rにも電流が流れな
くなり、コイル41が消磁されて鉄棒42がコイルバネ43の
復元力によって矢印イの方向に変位し、スイッチ44が開
いて三相の全本線10を断路する。 遮断機構の開動作と同時に支線50、50′に電流が流れ
なくなり、環状鉄心52のギャップ53に生じていた磁界も
消滅する。これにより、超電導線Gは短時間に非超電導
体から超電導体に移行し、本線10から予備線30に直ちに
切り換わって電力供給を続行する。 その後、本線10の事故が復旧すれば、遮断機構が閉状
態になると同時に、支線50、50′を流れる電流によって
環状鉄心52のギャップ53が磁界が発生し、超電導線Gが
超電導体から非超電導体に短時間に移行して、平常の給
電状態に復帰する。 本発明は上記実施例に限定されるものではなく、たと
えは磁界付与手段は本線の電流の有無によって作動する
のではなく、遮断機構の開閉動作に連動して作動する態
様であっても差し支えない。 〔発明の効果〕 以上説明した如く、本発明の無停電系統切換装置は電
力系統の本線に遮断機構を設け、遮断機構の開閉動作に
連動して予備線に接続した超電導線を非超電導体から超
電導体または超電導体から非超電導体に短時間に移行さ
せるための手段を設け、超電導線のもつ超電導体と非超
電導体の両方の特性を有効に利用するものであり、平常
時における本線からの電力供給が事故などにより停止し
た時に移行手段により超電導線を非超電導体から超電導
体に移行させて予備線からの給電に切り換わり、本線か
らの給電が再開されれば逆に超電導線を超電導体から非
超電導体に移行させて予備線からの電力供給を阻止して
平常時の給電状態に復帰し、需要負荷に対して無停電で
電力供給を続行でき、しかも一般の電動発電装置やCVCF
装置などに比べて構造が極めて単純で小型化されて設置
しスペースも少なくてよく、かつ信頼性が非常に高く、
電力系統を合理的かつ経済的に運用することを可能とす
る画期的なものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to uninterruptible system switching for continuing uninterrupted power supply when power supply from a main line of a power system to a demand load is stopped due to an accident or the like. It concerns the device. [Prior art] Generally, an electric power system is a system that collects electricity from generation to consumption, that is, generates electricity at a power plant, transmits it by a transmission line, and further uses a distribution line to various factories and homes. This is a system that collectively distributes power and reaches the load equipment. Since the power transported by the transmission line remains at the transmission voltage and cannot be supplied to consumers immediately, the voltage must be reduced several times to a voltage suitable for the demand load. In a grid-connected power system, if an accident occurs anywhere on the track, the consequences can quickly spread to all areas. Therefore, even if an accident occurs, it is extremely important from the viewpoint of maintenance and security and to constantly supply power to prevent the influence of the accident from being locally transmitted to other parts. In the midst of transforming into an advanced information society,
In particular, various computer systems are required to further improve reliability, and in order to operate the system without interruption, even if the power supply from the main line of the power system stops due to an accident or the like, power supply will continue without interruption To do so, an uninterruptible power supply (CVCF device), a motor generator, and the like are used as well-known devices. CVCF equipment has undergone a dramatic technological change, especially with the development of online computer systems. This is to continue supplying power without interruption using the current of the storage battery in the event of an accident, and is composed of semiconductor elements such as transistors, thyristors, and diodes in addition to the storage battery.
On the other hand, a motor generator generally includes a motor, a flywheel, a generator, and the like. When the power supply from the main line is stopped, the generator automatically operates to continue power supply. [Problems to be solved by the invention] However, the CVCF apparatus requires a high-precision element,
In addition, the circuit incorporating the element is complicated, and in the case of the motor generator, the generator and related equipment are large and have a complicated structure. The apparatus for supplying power without interruption is generally complicated in structure, has a low reliability, and is large and expensive. Also, if the demand load increases with the development of the industry, the power system will gradually increase in scale and complexity due to the development of power sources and the reinforcement of facilities. In order for electric utilities to be able to supply good quality with abundant and inexpensive electricity, this entire power system must always be operated reasonably and economically, minimizing the total cost of electricity supplied to the load. It is important. Therefore, in view of the above, it is an object of the present invention that the power supply can be continued without interruption even if the power supply from the main line of the power system to the demand load is stopped due to an accident or the like. Another object of the present invention is to provide a small and inexpensive uninterruptible power system switching device that is simple, highly reliable, and inexpensive. [Means for Solving the Problems] The purpose of the present invention is to provide a switch to continue full power supply to the demand load without interruption from the backup line in place of the main line when power supply from the main line of the power system to the demand load is stopped. A device,
A shut-off mechanism that is connected to the main line and is in a closed operation state when power is supplied from the main line to a demand load, and opens when the power supply stops, a branch line branching off from the main line downstream of the shut-off mechanism, a spare line Forming a part of the superconducting wire having a current-limiting action, and holding the non-superconducting wire with the superconducting wire by supplying power from the branch line while the shutoff mechanism is in the closed operation state, and the shutoff mechanism is opened. Transition means for shifting the superconducting wire from the non-superconductor to the superconductor when power supply from the branch line is stopped. The switching device of the present invention uses a superconducting wire having a current-limiting action.Normally, a shut-off mechanism provided on the main line is in a closed state, and power is supplied from the main line to a demand load. If the power supply from the main line stops due to an accident such as a ground fault and the current stops flowing to the main line, the cut-off mechanism opens and the switch automatically switches to the spare line to which the superconducting wire is connected. Power supply can be continued without interruption. However, the superconducting wire of the backup line is a non-superconductor when power is supplied from the main line, and prevents power supply from the backup line. The body shifts in a short time and supplies power in the event of a power failure instead of the main line. When the main line is restored and the current flows through the main line, the superconducting wire shifts from the superconductor to the non-supermotor in a short time at the same time as the closing operation of the shutoff mechanism, and returns to the normal power supply state. That is, the switching device of the present invention exclusively utilizes the characteristics of both the superconductor and the non-superconductor of the superconducting wire connected to the backup line. The transition means in the present invention makes use of both the characteristics of the superconductor and the non-superconductor of the superconducting wire, and while the shutoff mechanism is in the closed operation state, a branch line branched from the main line on the downstream side of the shutoff mechanism. A function to transfer the superconducting wire from the non-superconductor to the superconductor when the cutoff mechanism opens and the power supply from the branch line is stopped when the power supply from the Eggplant There is no particular limitation on the mechanism as long as the transfer means performs such a function. For example, magnetic field applying means for applying a magnetic field equal to or more than the critical magnetic field of the superconducting wire to the superconducting wire are listed. This is because when the power is supplied from the main line, the shut-off mechanism is in the closed operation state, and the power supply from the branch line applies a magnetic field more than the critical magnetic field to the superconducting wire to make the superconducting wire a non-superconductor and cut off. The superconducting wire is turned into a superconductor by applying a magnetic field below the critical magnetic field simultaneously with the opening operation of the mechanism, and when switching to mains power, a magnetic field above the critical magnetic field is applied again. This is a means for positively exhibiting the current-limiting action by transferring to the body and the superconducting action by transferring from the non-superconductor to the superconductor. As a material of the superconducting wire, there is a metal-based or ceramic-based superconducting material. The metal-based superconducting materials include niobium, titanium, zirconium, vanadium, and tantalum, and the ceramic-based superconducting material or a mixture of the raw materials is not particularly limited, but is a ceramic material containing an oxide of a rare earth element. Is preferred.
As such a material, an existing material may be provided. For example, barium, yttrium, copper,
Oxygen, barium / lanthanum / copper / oxygen, strontium / lanthanum / copper / oxygen, barium / scandium / copper /
There is a ceramic having a composition of oxygen or calcium, lanthanum, copper, and oxygen, and preferably a material having a composition of barium, yttrium, copper, and oxygen, which is an yttrium-based ceramic material that is becoming mainstream. Further, when this yttrium-based superconducting material is used, its preferable compounding ratio is Ba: Y: Cu: O = 2: 1: 3: 6 to 7. The superconducting wire may be produced by a conventional method using the above-mentioned metallic or ceramic superconducting material. Also, superconducting wires make use of the characteristics of both superconductors and non-superconductors, but ceramic materials are originally excellent electrical resistors, that is, non-superconductors. To prevent power supply from the spare line, a superconducting wire made of a ceramic-based superconducting material is preferable. [Embodiment] Hereinafter, an uninterruptible power system switching device of the present invention will be described based on an embodiment. FIG. 1 shows a schematic circuit of one embodiment. The switching device SW shown in the figure is a case of three-phase AC in a power system, but a case of single-phase AC is substantially similar to this. Electric power from the main line 10 of three-phase alternating current is supplied to the demand load 20, and a dummy load 21 is installed on the main line 10 in case of no load. In parallel with the main line 10, there is provided a spare line 30 connected to another power supply system for continuing power supply in place of the main line 10 when power supply from the main line 10 is stopped. Main line 10
When the power supply from the main line 10 to the load 20 is stopped due to an accident or the like and the current stops flowing to the main line 10, the main line 10 is disconnected, and the power supply from the main line 10 is resumed, and the current is An interrupting mechanism for connecting the main line 10 at the same time as flowing to the main line 10 is attached. As is clear from the figure, this interrupting mechanism is associated with the shunt resistor r connected to the main line 10, the coil 41 connected in series with the shunt resistor r, and the excitation / demagnetization inserted in the coil 41. Displaced iron bar 42, iron bar 42
And a switch 44 that opens and closes the main line 10 in accordance with the displacement of the iron bar 42. In addition, the three shut-off mechanisms attached to the three-phase alternating current main line 10 are linked even if the current of any main line stops flowing, that is, if one of the three phases is interrupted by an accident, the other normal phases are also shut off. A mechanism 45 (not particularly shown) is provided. A branch line 50 is connected to the downstream side of the shut-off mechanism of the main line 10, and a part of the alternating current of the main line 10 branches off at the branch line 50, and is converted into DC by a rectifier 51 provided on the branch line 50. It flows on a branch line 50 'derived from 51. As shown in FIG. 2, the branch line 50 'is wound around an annular core 52, and a gap 53 is formed in the annular core 52 at regular intervals. A superconducting wire G having a current limiting function connected to the backup line 30 is arranged in the gap 53. If a direct current flows through the branch line 50 ', a magnetic field generated in the gap 53 is applied to the superconducting wire G. I have. The superconducting wire G varies depending on the critical temperature of the superconducting material. To maintain the superconducting state, the superconducting wire G is housed together with the annular core 52 in a cooling tank 55 containing a coolant, for example, and is constantly cooled. An example of the superconducting wire G connected to the backup line 30 is shown in FIGS. The superconducting wire G shown here is made of a ceramic-based superconducting material, and a thin metal layer 72 obtained by drawing is formed around a superconductor (or non-superconductor) 71 made of a ceramic material. In this state, the superconducting wire G is difficult to handle even if it is connected to the spare line 30. Therefore, terminals 73 are attached to both ends at the joints 74. The terminal 73 is made of the same material as the thin metal layer 72 (that is, copper, silver,
The terminal 73 may be made of ohmic connection, bolt connection, compression connection, or the like, or may be integrally formed with the superconducting wire G, made of aluminum, nickel, etc.) or another good conductive material (eg, brass, etc.). Other modes may be used. The switching device SW having such a structure does not require a complicated circuit or a large device such as a generator, and has a simple structure, is downsized, is easy to maintain and inspect, and has high reliability. It is cheap. Next, the operation of the switching device SW will be described. Main line 10
When power is being supplied from the mains 10, the current flows through the mains 10 and the shunt resistor r in the shut-off mechanism
When the current shunted from flows through the coil 41, the coil 41 is excited, the iron bar 42 overcomes the urging force of the coil spring 43 and is displaced in the direction of arrow B, and the switch 44 is closed. When the cutoff mechanism is in the closed state, current flows through the branch line 50, and the current converted to DC by the rectifier 51
By flowing through the branch wire 50 ′ wound around 52, a magnetic field greater than the critical magnetic field of the superconducting wire G is generated in the gap 53 of the annular core 52, and the magnetic field is applied to the superconducting wire G disposed in the gap 53. As a result, the superconducting phase of the superconducting wire G is broken, and the superconducting wire G is an electrical resistor, which is an original characteristic of the ceramic material, and blocks power supply from the spare line 30. Here, if an accident such as a short circuit or ground fault occurs for some reason and even one of the three phases stops power supply and current no longer flows through the main line 10 of the phase, the interlocking mechanism 45 operates the normal other phase. At the same time, current does not flow through the shunt resistor r, the coil 41 is demagnetized, the iron bar 42 is displaced in the direction of arrow A by the restoring force of the coil spring 43, and the switch 44 is opened to connect the three-phase Disconnect. At the same time as the opening operation of the shutoff mechanism, the current stops flowing through the branch lines 50 and 50 ′, and the magnetic field generated in the gap 53 of the annular core 52 disappears. As a result, the superconducting wire G shifts from the non-superconductor to the superconductor in a short time, and is immediately switched from the main line 10 to the spare line 30 to continue power supply. After that, when the accident of the main line 10 is recovered, the interruption mechanism is closed and at the same time, the current flowing through the branch lines 50 and 50 'generates a magnetic field in the gap 53 of the annular core 52, and the superconducting wire G is moved from the superconductor to the non-superconducting wire. The body moves in a short time and returns to the normal power supply state. The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the magnetic field applying means may be operated not in accordance with the presence / absence of current in the main line but in conjunction with the opening / closing operation of the shut-off mechanism. . [Effects of the Invention] As described above, the uninterruptible power system switching device of the present invention is provided with a breaking mechanism on the main line of the power system, and the superconducting wire connected to the backup line is connected to the non-superconductor in accordance with the opening / closing operation of the breaking mechanism. The superconductor or the means for shifting from the superconductor to the non-superconductor in a short time is provided, and the characteristics of both the superconductor and the non-superconductor of the superconducting wire are effectively used. When the power supply stops due to an accident or the like, the superconducting wire is shifted from the non-superconductor to the superconductor by the transition means and switched to the power supply from the spare line, and if the power supply from the main line is resumed, the superconducting wire is replaced by the superconductor. To a non-superconductor to stop the power supply from the spare line and return to the normal power supply state, to continue the power supply to the demand load without interruption, and to use a general motor generator or CVCF
The structure is extremely simple and small compared to devices, etc.
This is a breakthrough that allows the power system to operate rationally and economically.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の無停電系統切換装置の電力系統の本線
に対する取付例であって三相交流の場合を示す概略回路
図、第2図は第1図の切換装置の磁界付与手段の概略正
面図、第3図は本発明の切換装置に使用する超電導線の
一実施例の平面図、第4図は第3図に示した超電導線の
側断面図である。 SW:切換装置、43:コイルバネ G:超電導線、44:スイッチ r:抵抗器、50、50′:支線 10:本線、52:環状鉄心 20:需要負荷、53:ギャップ 30:予備線、55:冷却槽 41:コイル 42:鉄棒
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic circuit diagram showing an example of attaching an uninterruptible power system switching device of the present invention to a main line of a power system and showing a case of three-phase AC, and FIG. 2 is a switching diagram of FIG. FIG. 3 is a schematic front view of a magnetic field applying means of the device, FIG. 3 is a plan view of one embodiment of a superconducting wire used in the switching device of the present invention, and FIG. 4 is a side sectional view of the superconducting wire shown in FIG. . SW: switching device, 43: coil spring G: superconducting wire, 44: switch r: resistor, 50, 50 ': branch line 10: main line, 52: annular core 20: demand load, 53: gap 30, spare line, 55: Cooling tank 41: Coil 42: Iron bar

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02J 9/00 H01F 6/00 H01L 39/18──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H02J 9/00 H01F 6/00 H01L 39/18

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.電力系統の本線から需要負荷への電力供給が停止し
た時に本線に代わって予備線から無停電で需要負荷に電
力供給を続行するための切換装置であって、本線に接
続され、本線から需要負荷へ電力供給がなされている時
は閉動作状態にあり、該電力供給が停止した時に開動作
する遮断機構、遮断機構の下流側において本線から分
岐する支線、予備線の一部を形成し、限流作用を有す
る超電導線、および遮断機構が閉動作状態にある間は
支線からの電力供給にて超電導線を非超電導体に保持
し、遮断機構が開動作して支線からの電力供給が停止し
た時に超電導線を非超電導体から超電導体に移行させる
移行手段、とを有することを特徴とする無停電系統切換
装置。 2.移行手段は、遮断機構の開動作と同時に超電導線の
もつ臨界磁界以下の磁界を超電導線に加え、遮断機構の
閉動作と同時に臨界磁界以上の磁界を超電導線に加える
磁界付与手段であることを特徴とする特許請求の範囲第
(1)項記載の無停電系統切換装置。 3.磁界付与手段が前記支線と、当該支線を整流装置を
介して巻き付けた環状鉄心とからなり、環状鉄心にギャ
ップを形成し、このギャップに予備線の超電導線を配置
したことを特徴とする特許請求の範囲第(2)項記載の
無停電系統切換装置。 4.超電導線がセラミックス系超電導材料からなること
を特徴とする特許請求の範囲第(1)項〜第(3)項の
いずれか一項記載の無停電系統切換装置。 5.超電導線を構成するセラミックス系超電導材料の成
分がバリウム・イットリウム・銅・酸素、バリウム・ラ
ンタン・銅・酸素、ストロンチウム・ランタン・銅・酸
素、バリウム・スカンジウム・銅・酸素、またはカルシ
ウム・ランタン・銅・酸素であることを特徴とする特許
請求の範囲第(4)項記載の無停電系統切換装置。
(57) [Claims] A switching device for continuing power supply to the demand load without interruption from the main line in place of the main line when power supply from the main line of the power system to the demand load is stopped. When the power is supplied to the power supply, the power supply is in the closed state, and when the power supply is stopped, the cutoff mechanism is opened, a branch line branching off from the main line downstream of the cutoff mechanism, and a part of the spare line are formed. While the superconducting wire having the flow action and the shut-off mechanism were in the closed operation state, the superconducting wire was held on the non-superconductor by power supply from the branch line, and the cut-off mechanism opened and the power supply from the branch line stopped. An uninterruptible power system switching device, which sometimes includes a transition means for transitioning the superconducting wire from the non-superconductor to the superconductor. 2. The transition means is a magnetic field applying means for applying a magnetic field equal to or less than the critical magnetic field of the superconducting wire to the superconducting wire at the same time as the opening operation of the interrupting mechanism, and applying a magnetic field greater than the critical magnetic field to the superconducting wire at the same time as the closing operation of the interrupting mechanism. The uninterruptible power system switching device according to claim 1, characterized in that: 3. The magnetic field applying means includes the branch line and an annular core wound around the branch line via a rectifying device, a gap is formed in the annular core, and a spare superconducting wire is arranged in the gap. The uninterruptible power system switching device according to item (2). 4. The uninterruptible power system switching device according to any one of claims (1) to (3), wherein the superconducting wire is made of a ceramic-based superconducting material. 5. The components of the ceramic superconducting material that constitutes the superconducting wire are barium, yttrium, copper, oxygen, barium, lanthanum, copper, oxygen, strontium, lanthanum, copper, oxygen, barium, scandium, copper, oxygen, or calcium, lanthanum, copper. -The uninterruptible power system switching device according to claim (4), wherein the device is oxygen.
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