A-4 漏れ磁束を考慮した一磁心形並列バイアス方式限流器の数値解析

A-4漏れ磁束を考慮した一磁心形並列バイアス方式限流器の数値解析A-4漏れ磁束を考慮した一磁心形並列バイアス方式限流器の数値解析知能電気機器研究室杉山　修平

発表の流れ 1.研究背景および目的 2.一磁心形限流器の動作 3.数値解析に使用した回路モデル 4.漏れ磁路調整による限流特性の変化 5.磁心特性の限流特性への影響 6.寸法比の変化における限流特性 7.まとめ

系統機器の保護 常時使用の情報機器への配慮 1.研究背景電力系統の拡充によって、多数の電源が接続される。そこに故障電流が流れ、一箇所でも電源が故障すると系統全体に事故が及ぶ可能性あり瞬時に電流を抑制できる新しい機器が求められている限流器（FCL:Fault Current Limiter)の開発が望まれている

1.研究目的 永久磁石鉄心巻線構造が簡単であり付帯設備を必要とせず、メンテナンスフリーの配電系統向け数ｋVAの完全受動型磁気式限流器の設計・開発手法の確立性能の向上を目指す限流器内磁束の流れ見直し漏れ磁束・磁心特性・磁心寸法比による磁束の変化に着目

2.一磁心形限流器の構造 Φdc Φ+ Φm μs=100 μu=4800 磁心特性 Φlk+ Φlk- 一磁心形限流器の構造永久磁石特性

Φdc：永久磁石の磁束 Φp+Φm：巻線による磁束 2.一磁心形限流器の動作原理永久磁石によって偏磁巻線により磁束が流れる ifcl- ifcl+ 限流動作時左脚:不飽和　右脚:飽和 Nfcl+ Nfcl- 漏れ磁束発生不飽和飽和線路電流がプラスの半サイクルの場合飽和脚の端子電圧を弱めることで限流特性が向上 Vfcl+:線路電流を抑制 Vfcl-:限流効果を弱める

Vfcl Vfcl- Vfcl+ 限流器電圧(実測値) Vfcl Vfcl+ Vfcl- 限流器電圧(シミュレーション値) 3.数値解析に使用した回路モデル電気回路短絡リング磁気回路

Rlk:漏れ磁路の磁気抵抗 4.漏れ磁路調整による限流特性の変化限流特性漏れ磁束による限流特性の変化

5.磁心特性の飽和領域比透磁率の変化 限流特性 μsによる限流特性の変化通常動作時Vfcl：小限流器全体の磁気抵抗：大

5.磁心特性の不飽和領域比透磁率の変化 限流特性 μuによる限流特性の変化限流器全体の磁気抵抗あまり変化しない限流特性はほとんど向上しない

寸法比 6.寸法比の変化における限流特性 a:左右脚幅 b:窓枠幅 c:窓枠の高さ d:奥行 e:中央脚幅 f:永久磁石の厚さ寸法比による限流特性の変化磁心寸法図限流特性

まとめと今後の課題 ・研究成果・限流動作により左右の磁心脚に流れる磁束が変動し、飽和脚　に流れ込む磁束が限流特性を悪化させる。これに対して、　磁束が漏れることで飽和脚へ流れ込む磁束が弱められ　限流特性が向上することが明らかになった。・磁心特性の飽和領域比透磁率を小さくできると1.5倍程度、　中央脚の幅を大きくすると1.2倍程度、　限流特性が向上することが予測された。・今後の課題・通常動作時に低インピーダンスとなる構造の検討

A-4 漏れ磁束を考慮した 一磁心形並列バイアス方式限流器の数値解析