1 బ్రిడ్జ్-ప్రకార సూపర్కండక్టివ్ ఫాల్ట్ కరెంట్ లిమిటర్
1.1 బ్రిడ్జ్-ప్రకార SFCL యొక్క నిర్మాణం మరియు పనిచేయడం
చిత్రం 1 బ్రిడ్జ్-ప్రకార SFCL యొక్క ఒక-భాగం విద్యుత్ పథం దృశ్యాన్ని చూపుతుంది, ఇది D₁ నుండి D₄ వరకు నాలుగు డైఓడ్లు, DC బైఅస్ వోల్టేజ్ సోర్స్ V_b, మరియు సూపర్కండక్టివ్ కాయిల్ L ను కలిగి ఉంటుంది. ఫాల్ట్ కరెంట్ లిమిట్ చేసిన తర్వాత ఇదన్ని చేర్చడానికి సిరీస్ కనెక్షన్లో ఒక సర్కిట్ బ్రేకర్ CB ఉంటుంది. బైఅస్ సోర్స్ V_b సూపర్కండక్టివ్ కాయిల్ L కు బైఅస్ కరెంట్ i_b ను ప్రదానం చేస్తుంది. V_b వోల్టేజ్ డైఓడ్ జతల ముందు వోల్టేజ్ డ్రాప్ (D₁ మరియు D₃, లేదా D₂ మరియు D₄) ను ఎదుర్కోవడానికి ప్రయోజనకరంగా సెట్ చేయబడుతుంది, బైఅస్ కరెంట్ i₀ ను ఏర్పరచుతుంది. i₀ విలువను లైన్ కరెంట్ i_max యొక్క పీక్ విలువ కంటే ఎక్కువగా, ఓవర్లోడ్ పరిస్థితులను పరిగణించి సెట్ చేయబడుతుంది.
కాబట్టి, సాధారణ పరిస్థితులలో, డైఓడ్ బ్రిడ్జ్ నిరంతరం కండక్టింగ్ అవుతుంది, మరియు SFCL లైన్ కరెంట్ i కు ఏ ప్రతికూలత ప్రదర్శించదు, బ్రిడ్జ్ యొక్క తుది వోల్టేజ్ డ్రాప్ను ఉపేక్షించినప్పుడు. సాధారణ పనిచేయడంలో D₁ నుండి D₄ వరకు డైఓడ్ల ద్వారా ప్రవహించే కరెంట్లను iD1 నుండి iD4 వరకు వర్తించినట్లయితే, లైన్ కరెంట్:
కిర్చోఫ్'స్ కరెంట్ లావు (KCL) ప్రకారం ఈ విలువ పొందబడుతుంది:
లైన్లో ఒక షార్ట్-సర్కిట్ ఫాల్ట్ జరిగినప్పుడు, లైన్ కరెంట్ i₀ రకానికి ప్రస్తుతం పెరిగించుతుంది. పాజిటివ్ మరియు నెగెటివ్ అర్ధచక్రాల ప్రకారం, ఒక జత డైఓడ్లు రివర్స్-బైఅస్ అవుతాయి మరియు ఆపుతాయి, అందువల్ల నిరంతరం కాయిల్ L ను సర్కిట్లో చేర్చబడుతుంది. కాయిల్ యొక్క ఇండక్టివ్ రీఐక్టెన్స్ ద్వారా షార్ట్-సర్కిట్ కరెంట్ లిమిట్ అవుతుంది.
సూపర్కండక్టివ్ కాయిల్ యొక్క క్రిటికల్ కరెంట్ యొక్క యొక్క యుక్తమైన సెట్ చేయడం ద్వారా, ఫాల్ట్ యొక్క సమయంలో కాయిల్ సూపర్కండక్టివ్ స్థితిలో ఉంటుంది, ప్రస్పాన్స్ టైమ్ మరియు క్వెంచింగ్ నుండి పునరుద్ధారణ యొక్క ప్రభావాలను తప్పించుతుంది. కానీ, ఫాల్ట్ కొనసాగించే పరిస్థితులలో, సూపర్కండక్టివ్ ఇండక్టర్ ద్వారా ప్రవహించే కరెంట్ కొనసాగించుతుంది, చివరకు లిమిటర్ లేని స్థితిలో షార్ట్-సర్కిట్ కరెంట్ యొక్క స్థిరమైన విలువను దశలంచుతుంది. కాబట్టి, ఫాల్ట్ సోర్స్ ను సిర్కిట్ బ్రేకర్ ద్వారా సమయంలో చేరువుతుంది. సరళత కోసం, షార్ట్-సర్కిట్ ఫాల్ట్ స్రోత వోల్టేజ్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స్వీప్ స......
ప్రారంభ పరిస్థితి ,ఈ డిఫరెన్షియల్ సమీకరణాన్ని పరిష్కరించడం ద్వారా:
చిత్రం 2 సాధారణ పనిచేయడంలో మరియు ఫాల్ట్ జరిగిన తర్వాత ఇండక్టర్ కరెంట్ మరియు లైన్ కరెంట్ యొక్క వేవ్ఫార్మ్లను చూపుతుంది, t = 0.1 s వద్ద ఫాల్ట్ ప్రారంభమైంది. సిమ్యులేషన్ ఫలితాలు షార్ట్-సర్కిట్ కరెంట్ యొక్క నమోగదానం సూపర్కండక్టివ్ ఇండక్టర్ యొక్క కరెంట్-లిమిటింగ్ ప్రభావం వల్ల నమోగదానం చేస్తుందని సూచిస్తాయి. కరెంట్-లిమిటింగ్ ప్రక్రియ అసలు సూపర్కండక్టివ్ ఇండక్టర్ యొక్క మ్యాగ్నటైజేషన్. ఫాల్ట్ కరెంట్ స్థిరం అయినప్పుడు, లిమిటర్ ప్రభావం ముగిస్తుంది. కాబట్టి, షార్ట్-సర్కిట్ కరెంట్ యొక్క స్థిరమైన విలువను సిర్కిట్ బ్రేకర్ ద్వారా సమయంలో రద్దు చేయాలి. చిత్రంలో, t = 0.2 s వద్ద సిర్కిట్ బ్రేకర్ ద్వారా ఫాల్ట్ రద్దు చేయబడింది.
1.2 బ్రిడ్జ్-ప్రకార సూపర్కండక్టివ్ ఫాల్ట్ కరెంట్ లిమిటర్ల నిర్మాణంలో మెచ్చుకోలు
ఒక సాధారణ బ్రిడ్జ్-ప్రకార సూపర్కండక్టివ్ ఫాల్ట్ కరెంట్ లిమిటర్ (SFCL) షార్ట్-సర్కిట్ కరెంట్ల యొక్క వేగం నమోగదానం చేయగలదు, కానీ వాటి స్థిరమైన విలువలను నియంత్రించడంలో ఎంచుకోలు ఉంటుంది. షార్ట్-సర్కిట్ కరెంట్ల యొక్క స్థిరమైన విలువలను లిమిట్ చేయడానికి, హైబ్రిడ్ SFCL సూపర్కండక్టివ్ స్థితిలో సున్నా రీసిస్టెన్స్ మరియు సూపర్కండక్టర్ల యొక్క క్వెంచింగ్ ప్రకారం రీసిస్టెన్స్ యొక్క త్వరిత పెరిగింపు యొక్క లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. ఈ హైబ్రిడ్ దృశ్యం రెసిస్టివ్ సూపర్కండక్టివ్ ఫాల్ట్ కరెంట్ లిమిటర్లను బ్రిడ్జ్-ప్రకార SFCL లతో ఏకీకరించడం ద్వారా సాధించబడుతుంది. చిత్రం 3 ఈ హైబ్రిడ్ దృశ్యం యొక్క స్కీమాటిక్ దృశ్యాన్ని చూపుతుంది.
సాధారణ పనిచేయడంలో, స్విచ్ K తెరవబడింది, కాబట్టి రెసిస్టివ్ SFCL బాహ్యంగా ఏ ప్రతికూలత ప్రదర్శించదు, i_L కరెంట్ నిరోధం లేకుండా దాని ద్వారా ప్రవహించవచ్చు. ఫాల్ట్ జరిగినప్పుడు, రెసిస్టివ్ SFCL త్వరగా హై ఇమ్పీడెన్స్ ప్రదర్శిస్తుంది మరియు సూపర్కండక్టివ్ ఇండక్టర్ యొక్క సహాయంతో యుక్తంగా ఫాల్ట్ కరెంట్ ని నమోగదానం చేస్తుంది. ఫాల్ట్ తర్వాత, K తెరవబడుతుంది; ఈ సమయంలో, దాని యొక్క హై ఇమ్పీడెన్స్ వల్ల, రెసిసివ్ SFCL షార్ట్-సర్కిట్ అవుతుంది మరియు త్వరగా సూపర్కండక్టివ్ స్థితికి తిరిగి వస్తుంది.
కారణంగా K యొక్క ఓన్-స్టేట్ రీసిస్టెన్స్ ఉంటుంది, కాబట్టి రికవర్ చేసిన రెసిసివ్ SFCL ద్వారా షార్ట్-సర్కిట్ అవుతుంది, అందువల్ల మొత్తం హైబ్రిడ్ బ్రిడ్జ్-ప్రకార లిమిటర్ బాహ్యంగా లో ఇమ్పీడెన్స్ ప్రదర్శిస్తుంది. ఈ సమయంలో, K తెరవడం మొత్తం కరెంట్-లిమిటింగ్ ప్రక్రియను ముగిస్తుంది. రెసిసివ్ SFCL యొక్క సామర్ధ్యాన్ని పెంచడానికి, రెసిసివ్ SFCL యూనిట్లను సమాంతరంగా మరియు శ్రేణికంగా కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా ప్రయత్నిస్తారు, దీని ద్వారా డైవైస్ యొక్క వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ రేటింగ్లను మెచ్చుకోవచ్చు. చిత్రం 4 రెసిస్టివ్ సూపర్కండక్టివ్ లిమిటర్ యొక్క సర్కిట్ స్కీమాటిక్ దృశ్యాన్ని చూపుతుంది, ఇది R₁ నుండి R₆ వరకు సూపర్కండక్టివ్ రెసిస్టర్లను సూచిస్తుంది, R బైపాస్ రెసిస్టర్గా పని చేస్తుంది, ఇది షార్ట్-సర్కిట్ ఫాల్ట్ జరిగినప్పుడు ఒకే శ్రేణిక శాఖలో ఉన్న రెండు సూపర్కండక్టర్ల యొక్క క్వెంచింగ్ ను ప్రోమ్ప్ట్ చేయవచ్చు.
ఇంటర్-ఫేజ్ కాప్లింగ్ ట్రాన్స్ఫอร్మర్ యొక్క పాత్ర వివిధ సమాంతర శాఖలలో ఉన్న SFCL యూనిట్లు షార్ట్-సర్కిట్ ఫాల్ట్ జరిగిన తర్వాత యుక్తంగా క్వెంచుతాయి. హైబ్రిడ్ బ్రిడ్జ్-ప్రకార SFCL షార్ట్-సర్కిట్ కరెంట్ల యొక్క స్థిరమైన విలువలను సూపర్కండక్టర్ యొక్క S/N (సూపర్కండక్టివ్/నార్మల్) మార్పు లక్షణాలను ఉపయోగించి, ఫాల్ట్ డెటెక్షన్ మెకానిజంలు లేకుండా త్వరగా కరెంట్-లిమిటింగ్ రెసిస్టర్ ను ఫాల్ట్ డెటెక్షన్ జరిగినప్పుడు స్వయంగా ప్రయోగించడం ద్వారా లిమిట్ చేయగలదు. కానీ, రెసిసివ్ సూపర్కండక్టివ్ ఫాల్ట్ లిమిటింగ్ డైవైస్ యొక్క జోడింపు మొత్తం పని చేయడం యొక్క ఖర్చులను పెంచుతుంది మరియు క్వెంచింగ్ నుండి పునరుద్ధారణ సమయంను పెంచుతుంది, సిస్టమ్ రిక్లోజింగ్ ప్రక్రియలతో సహకరించడంలో సంక్లిష్టత ఉంటుంది.
2 బ్రిడ్జ్-ప్రకార నాన్-సూపర్కండక్టివ్ ఫాల్ట్ కరెంట్ లిమిటర్
2.1 సోలిడ్-స్టేట్ కరెంట్ లిమిటర్
ప్రస్తుతం, పవర్ ఇలక్ట్రానిక్స్ టెక్నాలజీ మరియు హై-కెపెసిటీ పవర్ సెమికాండక్టర్ డైవైస్లు (SCR, GTO, GTR, IGBT) యొక్క ద్రుత అభివృద్ధి మరియు వాటి విస్తృత ప్రయోగం ఫాల్ట్ కరెంట్ లిమిటర్లు ఇండక్టర్లు, రెసిస్టర్లు, కెపెసిటర్లు, మరియు పవర్ ఇలక్ట్రానిక్ కాంపోనెంట్లతో నిర్మించబడ్డాయి. నాన్-సూపర్కండక్టివ్ బ్రిడ్జ్-ప్రకార ఫాల్ట్ కరెంట్ లిమిటర్ సాధారణ కాంపోనెంట్లతో నిర్మించబడింది, సంక్లిష్ట సూపర్కండక్టివ్ టెక్నాలజీని తప్పించి, అది హై రిలయబిలిటీ మరియు గుణకుల లాభాలను ప్రదానం చేస్తుంది.
చిత్రం 5 ఒక ఆధారయుక్త సింగిల్-ఫేజ్ బ్రిడ్జ్-ప్రకార కరెంట్ లిమిటర్ యొక్క స్కీమాటిక్ దృశ్యాన్ని చూపుతుంది, ఇది ఒక సింగిల్-ఫేజ్ బ్రిడ్జ్ సర్కిట్ మరియు కరెంట్-లిమిటింగ్ ఇండక్టర్ L ను కలిగి ఉంటుంది. సాధారణ పనిచేయడంలో, నాలుగు థాయరిస్టర్లకు నిరంతరం ట్రిగర్ పల్స్లను ప్రయోగిస్తారు. సంక్షిప్త మ్యాగ్నటైజేషన్ ప్రక్రియ తర్వాత, ఇండక్టర్ లో కరెంట్ లోడ్ కరెంట్ యొక్క పీక్ విలువకు చేరుతుంది. థాయరిస్టర్ల T₁ నుండి T₄ వరకు వోల్టేజ్ డ్రాప్ ను ఉపేక్షించినప్పుడు, లిమిటర్ బాహ్యంగా ఏ ఇమ్పీడెన్స్ ప్రదర్శించదు.
సర్వస్థాపన వోల్టేజ్ యొక్క పాజిటివ్ అర్ధచక్రంలో షార్ట్-సర్కిట్ ఫాల్ట్ జరిగినప్పుడు, T₃ రిసెట్ చేయబడుతుంది, కరెంట్-లిమిటింగ్ ఇండక్టర్ ను సర్కిట్లో చేరువుతుంది, ఫాల్ట్ కరెంట్ నమోగదానం చేస్తుంది. ఇండక్టర్ L యొక్క విలువను యుక్తంగా సెట్ చేస్తే, షార్ట్-సర్కిట్ కరెంట్ యొక్క విలువను ఏ ప్రవేశించిన లెవల్కు లిమిట్ చేయవచ్చు. అదేవిధంగా, ఈ లిమిటర్ షార్ట్-సర్కిట్ కరెంట్ ను తానుగా ర