유한요소법을 이용한 속응여자방식 초전도 발전기의 정수 산정 = Parameter Estimation of Quick Response Excitation Type Superconducting Synchronous Generator by F.E.M
저자
발행사항
부산 : 東亞大學校 大學院, 2000
학위논문사항
학위논문(석사)-- 동아대학교 대학원: 전기공학과 2001. 2
발행연도
2000
작성언어
한국어
주제어
KDC
562.33 판사항(4)
발행국(도시)
부산
형태사항
vi, 30p. : 삽도 ; 26cm
일반주기명
참고문헌: p. 27-28
소장기관
초전도 발전기의 과도 안정도는 현용 발전기와 비교하여 거의 비슷한 수준에 있기 때문에 이에 대한 대책의 하나로 계자 전압의 신속한 변화를 가능하게 하여 발전기의 과도 안정도 향상을 도모할 수 있는 속응여자 방식이 요구된다. 지금까지 연구된 대부분의 초전도 발전기는 이중 차폐막 구조를 사용하고 있다. 그러나 이중 구조의 차폐막은 계자 전류의 변화에 의한 자속의 변동분도 차폐되기 때문에 열만 차폐를 하고 전자 차폐는 하지 않는 구조의 발전기가 연구되고 있다.
본 논문에서는 직축에 틈새를 낸 열전자 차폐막을 갖는 초전도 교류 발전기의 전자 차폐 특성을 해석하여 틈새가 없는 차폐막을 가지는 발전기의 과도 전자 차폐특성과 비교하였다. 유한요소법을 이용하여 3상 개방전압을 구하였으며, 전기자 단자쪽에 3상 단락사고를 가정하였다. 이 때 계자전류의 변화와 3상 전기자 권선의 단락 전류를 구하였다. 이 결과를 이용하여 발전기의 과도 리액턴스(X^(')_(d), 차과도 리액턴스(X^(")_(d)등의 발전기 정수를 구하고 시간에 따른 동기 리액턴스의 변화를 구하였다. 그리고 이를 비교하여 직축에 틈새를 낸 초전도 발전기의 과도 차폐특성이 우수하여 속응여자가 가능함을 보이고자 한다.
Superconducting Generator is expected to be the next generation generator as it shows the feasibility of large unit power as well as the increase of efficiency and reduction of physical size and weight. Moreover the lower value of the synchronous reactance improves the steady-state stability and power-transmission capability. The transient stability of Superconducting Generator is, however, comparable to that of conventional one. One way to improve the transient stability of Superconducting Generator is to apply quick response excitation system. Most of all superconducting generator have double conducting shield structure those are made with good thermal and electrical conducting materials. The inner structure is electrothermal shield and the outer is damper shield. The electrothermal shield has long time constant in order to screen the alternating magnetic field and to keep the superconducting field winding stable in cryogenic state. Therefore, the change of the magnetic flux due to the field current variation, as well as the external asynchronous fields due to the armature currents, is screened by electrothermal shield. This makes it difficult to apply the quick response excitation to Superconducting Generator. This paper presents the finite element modeling and analysis of superconducting generator having d-axis directional slits in the electrothermal shield(S.E.S.). Three phase fault at the armature winding was simulated to obtain the generator parameters by finite element method.
By using the results from Finite Element Analysis, generator parameters such as the synchronous reactance χ_(d) transient reactance χ'_(d) and subtransient reactance χ"_(d) are obtained and are compared with those of the superconducting generator with conventional electrothermal shield(C.E.S.). The result shows the possible application of SES to the quick response excitation system.
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