(57)【要約】本発明の好適例は、第１電流分割装置及び第２電流分割装置を有する故障電流リミッタを含み、第１電流分割装置は第１コアの周りに巻回された一次巻線及び二次巻線を含み、第２電流分割装置は第２コアの周りに巻回された一次巻線及び二次巻線を含む。故障電流リミッタは、第１電流分割装置の二次巻線と第２電流分割装置の二次巻線との間に直列に電気接続された故障電流リミッタ・モジュール（例えば、スイッチング・モジュール）をさらに含むことができる。故障電流リミッタは、第２電流分割装置の二次巻線に直列に電気接続された第２故障電流リミッタ・モジュールをさらに含むことができる。故障電流リミッタを複数部分に分割し、故障電流リミッタ・モジュールを巻線間に散在させることによって、故障電流リミッタを、より少ない巻線間の絶縁体で組み立てられたものとすることができる。
2019533974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１コアの周りに巻回された一次巻線及び二次巻線を具えた第１電流分割装置と、
第２コアの周りに巻回された一次巻線及び二次巻線を具えた第２電流分割装置と、
前記第１電流分割装置の前記二次巻線と、前記第２電流分割装置の前記二次巻線との間に直列に電気接続された故障電流リミッタ・モジュールと
を具えている故障電流リミッタ。
【請求項２】
前記第１電流分割装置の前記一次巻線が、前記第２電流分割装置の前記一次巻線に直列に電気接続されている、請求項１に記載の故障電流リミッタ。
【請求項３】
前記第１電流分割装置の前記第２巻線と、前記第２電流分割装置の前記二次巻線との間に直列に電気接続された複数の故障電流リミッタ・モジュールをさらに具えている、請求項１に記載の故障電流リミッタ。
【請求項４】
第３コアの周りに巻回された一次巻線及び二次巻線を具えた第３電流分割装置と、
前記第２電流分割装置の前記二次巻線と、前記第３電流分割装置の前記二次巻線との間に直列に電気接続された第２故障電流リミッタ・モジュールと
をさらに具えている、請求項１に記載の故障電流リミッタ。
【請求項５】
前記第１電流分割装置の前記一次巻線と前記二次巻線とが異なる巻数を有し、前記第２電流分割装置の前記一次巻線と前記二次巻線とが異なる巻数を有する、請求項１に記載の故障電流リミッタ。
【請求項６】
電源と、
前記電源に電気接続された負荷と、
前記電源及び前記負荷に電気結合されて、故障状態中に電流の量を制限する故障電流リミッタとを具えた電力システムであって、
前記故障電流リミッタは、
第１コアの周りに巻回された一次巻線及び二次巻線を具えた第１電流分割装置と、
第２コアの周りに巻回された一次巻線及び二次巻線を具えた第２電流分割装置と、
前記第１電流分割装置の前記二次巻線と、前記第２電流分割装置の前記二次巻線との間に直列に電気接続された故障電流リミッタ・モジュールとを具えている電力システム。
【請求項７】
前記第１電流分割装置の前記一次巻線が、前記第２電流分割装置の前記一次巻線に直列に電気接続されている、請求項６に記載の電力システム。
【請求項８】
前記第１電流分割装置の前記二次巻線と、前記第２電流分割装置の前記二次巻線との間に直列に電気接続された複数の故障電流リミッタ・モジュールをさらに具えている、請求項６に記載の電力システム。
【請求項９】
第３コアの周りに巻回された一次巻線及び二次巻線を具えた第３電流分割装置と、
前記第２電流分割装置の前記二次巻線と、前記第３電流分割装置の前記二次巻線との間に直列に電気接続された第２故障電流リミッタ・モジュールと
をさらに具えている、請求項６に記載の電力システム。
【請求項１０】
前記故障電流リミッタ・モジュールと前記第２故障電流リミッタ・モジュールとが直列に電気接続されている、請求項９に記載の電力システム。
【請求項１１】
前記第２電流分割装置の前記一次巻線が前記第２故障電流リミッタ・モジュールと並列に電気接続されている、請求項９に記載の電力システム。
【請求項１２】
前記故障電流リミッタ・モジュールが、電圧防護装置、電圧制御装置、及び固体スイッチを具え、前記電圧防護装置、前記電圧制御装置、及び前記固体スイッチが互いに並列に配置されている、請求項６に記載の電力システム。
【請求項１３】
前記第１電流分割装置の前記一次巻線と前記二次巻線とが異なる巻数を有し、前記第２電流分割装置の前記一次巻線と前記二次巻線とが異なる巻数を有する、請求項６に記載の電力システム。
【請求項１４】
第１コアの周りに巻回された一次巻線及び二次巻線を具えた第１電流分割装置と、
第２コアの周りに巻回された一次巻線及び二次巻線を具えた第２電流分割装置と、
前記第１電流分割装置の前記二次巻線と、前記第２電流分割装置の前記二次巻線との間に直列に電気接続された故障電流リミッタ・モジュールと、
前記第２電流分割装置の前記二次巻線に直列に電気接続された第２故障電流リミッタ・モジュールと
を具えている故障電流リミッタ。
【請求項１５】
第３コアの周りに巻回された一次巻線及び二次巻線を具えた第３電流分割装置をさらに具え、
前記第２故障電流リミッタ・モジュールは、前記第２電流分割装置の前記二次巻線と、前記第３電流分割装置の前記二次巻線との間に直列に電気接続されている、請求項１４に記載の故障電流リミッタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は故障電流リミッタ（故障電流制限器）に関するものであり、特に巻線間に散在する故障電流リミッタ・スイッチングモジュールを有する故障電流リミッタシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
故障電流リミッタ（ＦＣＬ：fault current limiter）は、例えば電力システム内の故障電流を制限するための装置である。多様な種類のＦＣＬが過去数十年にわたって開発されており、これらのＦＣＬは、超電導故障電流リミッタ（ＳＣＦＣＬ：superconducting FCL）、固体（半導体）故障電流リミッタ、誘導故障電流リミッタ、並びに現在技術において知られている他の種類のものを含む。こうしたＦＣＬは、種々の工業、商業、及び／または住宅の電気負荷に電力を供給するための発電、送電、及び配電の回路網を有するシステムシステム内に実装することができる。
【０００３】
故障電流は電気システム内の異常電流であり、短絡のようなシステム内の故障により生じる。故障電流は、電力線または他のシステム構成要素が悪天候（例えば落雷）によって損傷するような多数の事象または故障によりシステム内に発生し得る。こうした故障が発生すると、大きな電流（故障電流）が回路内に急速に出現し得る、というのは、こうした電流はもはや負荷によって制限されないからである。こうした電流のサージ（急増）は、上記回路網自体、あるいはこの回路網に接続された装置を損傷させる可能性により不所望である。
【０００４】
いくつかの従来技術の故障電流リミッタは、交互配置された巻線を有する電流分割リアクトル（リアクタ）を含み、この電流分割リアクトルは、コア（磁心）、コアの周りに巻回された第１巻線、及びコアの周りに巻回されて第１巻線と交互に配置された第２巻線を含んで、故障電流リミッタの挿入インピーダンスを低減する。交互に配置された一次巻線及び二次巻線によって、より低い損失を実現することができる。リアクトルの組合せとして組み立てられた従来技術の故障電流リミッタには、巻線間電圧の増加の問題があり得る。電圧が増加するに連れて、交互配置の箇所において必要な絶縁体が相応に増加し、これにより故障電流リミッタが大型になり、磁束相殺を実現することがより困難になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これら及び他の考察に対して、本発明を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態による故障電流リミッタは、第１電流分割装置、第２電流分割装置を含み、第１電流分割装置は第１コアの周りに巻回された一次巻線及び二次巻線を具え、第２電流分割装置は第２コアの周りに巻回された一次巻線及び二次巻線を具えている。この故障電流リミッタは、第１電流分割装置の二次巻線と第２電流分割装置の二次巻線との間に直列に電気接続された故障電流リミッタ・モジュールをさらに含む。
【０００７】
本発明の好適例による電力システムは、電源、この電源に電気接続された負荷、これらの電源及び負荷に電気結合されて故障状態中に電流の量を制限する故障電流リミッタを含む。この故障電流リミッタは、第１電流分割装置、第２電流分割装置を含み、第１電流分割装置は第１コアの周りに巻回された一次巻線及び二次巻線を具え、第２電流分割装置は第２コアの周りに巻回された一次巻線及び二次巻線を具えている。この故障電流リミッタは、第１電流分割装置の二次巻線と第２電流分割装置の二次巻線との間に直列に電気接続された故障電流リミッタ・モジュールをさらに含む。
【０００８】
本発明の好適例による故障電流リミッタは、第１電流分割装置及び第２電流分割装置を含み、第１電流分割装置は第１コアの周りに巻回された一次巻線及び二次巻線を有し、第２電流分割装置は第２コアの周りに巻回された一次巻線及び二次巻線を具えている。この故障電流リミッタは、第１故障電流リミッタ・モジュール及び第２故障電流リミッタ・モジュールをさらに含むことができ、第１故障電流リミッタ・モジュールは第１電流分割装置の二次巻線と第２電流分割装置の二次巻線との間に直列に電気接続され、第２故障電流リミッタ・モジュールは第２電流分割装置の二次巻線に直列に電気接続されている。
【０００９】
添付した図面は、本発明の原理の実際的応用を含む本発明の好適なやり方を次のように示す。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態による電力システムを示す図である。
【図２】本発明の実施形態による好適な故障電流リミッタを示す図である。
【図３】本発明の実施形態による図２の故障電流リミッタの好適な故障電流リミッタ・モジュールを示す図である
【図４】本発明の実施形態による、閉じた端を有する図２の好適な故障電流リミッタを示す図である。
【図５】本発明の実施形態による、巻線間に配置された複数の故障電流リミッタ・スイッチングモジュールを含む好適な故障電流リミッタを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
これらの図面は必ずしも現寸に比例していない。これらの図面は描画に過ぎず、本発明の具体的パラメータを表現することは意図していない。これらの図面は本発明の好適な実施形態を示すことを意図しており、従って範囲を限定するものとして考えるべきでない。図面中では、同様の番号は同様の要素を表す。
【００１２】
詳細な説明
以下、添付した図面を参照しながら本発明をより完全に説明し、これらの図面にはいくつかの実施形態を示す。本発明の主題は多数の異なる形態で具体化することができ、本明細書中に記載する実施形態に限定されるものと解釈するべきでない。これらの実施形態は、本開示が完全で完成したものとなるように、そして主題の範囲を当業者に十分に伝えるために提供する。図面中では、全体を通して同様の番号は同様の要素を参照する。
【００１３】
本明細書中に用いる、単数で記載する要素または動作は、特に断りのない限り、場合によっては複数の要素または動作を含むものとして理解される。さらに、本開示における「一実施形態」または「一部の実施形態」の参照は、記載した特徴も含む追加的実施形態の存在を含むものとして解釈することができる。
【００１４】
本実施形態は、故障電流防止を改善するための取り組みを含む。より具体的には、種々の実施形態が、電流分割装置内の巻線の両端間の電圧降下が増加することに関する問題に応える。例えば、故障電流リミッタ（ＦＣＬ）を複数部分に分割し、ＦＣＬスイッチング・モジュールを電流分割装置の巻線間に散在させることによって、巻線間の絶縁体をより少なくして故障電流リミッタを組み立てることができ、これにより磁束を相殺する、従ってインピーダンスを相殺する作業をより容易にする。
【００１５】
一部の実施形態では、故障電流リミッタが第１電流分割装置及び第２電流分割装置を有し、第１電流分割装置は第１コアの周りに巻回された一次巻線及び二次巻線を含み、第２電流分割装置は第２コアの周りに巻回された一次巻線及び二次巻線を含む。故障電流リミッタは、第１電流分割装置の二次巻線と第２電流分割装置の二次巻線との間に直列に電気接続された故障電流リミッタ・モジュール（例えば、スイッチング・モジュール）をさらに含むことができる。故障電流リミッタは、第２電流分割装置の二次巻線に直列に電気接続された第２故障電流リミッタ・モジュールをさらに含むことができる。故障電流リミッタを複数部分に分割して、故障電流リミッタ・モジュールを巻線間に散在させることによって、巻線間の絶縁体をより少なくして故障電流リミッタを組み立てることができることが有利である。
【００１６】
ここで図１を参照しながら、本発明の実施形態による好適な電力システムを説明する。図に示すように、故障電流リミッタ（ＦＣＬ）１０１を含む電力システム１００が、電力を発生して様々な工業、商標、及び／または住宅の負荷に送り届ける発電、送電、及び配電の回路網を含むように実現される。ＦＣＬ１０１は第１電流分割装置（ＣＳＤ：current splitting device）１０２及び第２電流分割装置（ＣＳＤ）１０６を含むことができ、第１ＣＳＤ１０２は第１故障電流リミッタ・モジュール（ＦＣＬＭ：fault current limiter module）１０４に電気結合され、第２ＣＳＤ１０６は第１ＣＳＤ１０２に電気結合されている。一部の実施形態では、ＦＣＬ１０１が第３ＣＳＤ１０７を含むことができる。図に示すように、第２ＣＳＤ１０６は、第１ＦＣＬＭ１０４及び第３ＣＳＤ１０７に、そして第２ＦＣＬＭ１０８にさらに結合されている。一部の実施形態では、第１及び第２ＣＳＤ１０２、１０６の各々が、交互配置された巻線を有するモジュール式電流分割リアクトルであり、これについては以下でより詳細に説明する。
【００１７】
さらに図示するように、電力システム１００は、導体１１５及び１１７を介してＡＣ電源１１０と１つ以上の電気負荷１１２との中間に直列に電気接続することができる。ＦＣＬ１０１は、故障電流制限が望まれる他の種々の応用及び電力システム構成において実現することができることは、当業者にとって明らかである。従って、図１に示す特定の電力システム１００は一例として示し、限定的であることは意図していない。
【００１８】
第１、第２、及び第３ＣＳＤ１０２、１０６、１０７の各々は、開心形の設計を有することができる。ＦＣＬ１０１は電流分割装置１０２、１０６、及び１０７を含み、その各々が交互配置された巻線を有して低い挿入インピーダンスを提供することが有利である。一例として、本明細書中に記載するＦＣＬ１０１は、正常動作状態中に挿入インピーダンスを有して、全負荷電流を搬送する際に、このインピーダンスの両端に電圧降下を生じさせることができ、この電圧降下は全システム電圧の１％未満である。
【００１９】
本明細書中に記載するＦＣＬ１０１は、例えば送電、配電、及び発電システムのようなあらゆる電気システムにおいて故障電流を制限するように実現することができる。さらに、一部の場合には、交互配置された巻線を有するＣＳＤ１０２、１０６、１０７を、超電導ＦＣＬ、固体ＦＣＬ、高速スイッチＦＣＬ、あるいは一般に、システムを故障電流から保護するように構成されたあらゆる故障電流制限回路の形で実現することができ、こうした故障電流制限回路では、正常動作中には低い挿入インピーダンスを意図している。一部の例では、ＦＣＬ１０１が飽和鉄心またはシールドコア（遮蔽磁芯）を含むことができる。非限定的な一例では、本明細書中に記載するように交互配置された巻線を有する第１及び第２ＣＳＤ１０２、１０６、１０７を有するＦＣＬ１０１を設けて、高い挿入インピーダンスを有する飽和鉄心ＦＣＬの挿入インピーダンスを低下させることができる。さらに、本明細書中に提供する種々の例は、高周波または低周波システム用のＦＣＬ装置において実現することができる。
【００２０】
ここで図１〜２を参照しながら、ＦＣＬ１０１をより詳細に説明する。図に示すように、ＦＣＬ１０１の第１電流分割装置１０２は、鉄心または空心のような第１コア１１８の周りに巻回された一次巻線１１４及び二次巻線１１６を含むことができる。一実施形態では、一次巻線１１４及び二次巻線１１６を鉄心の周りに同軸に巻回することができ、この鉄心は入力（線間）電圧を基準とし、接地及び／または他のＣＳＤコアから浮いているか絶縁されている。第２ＣＳＤ１０６は、第２コア１２５の周りに巻回された一次巻線１２０及び二次巻線１２２を具えている。ＦＣＬ１０１は第１ＦＣＬＭ１０４をさらに含み、第１ＦＣＬＭ１０４は、第１ＣＳＤ１０２の二次巻線１１６と第２ＣＳＤ１０６の二次巻線１２２との間に直列に電気接続されている。図に示すように、第１及び第２ＣＳＤ１０２、１０６の各々の巻線は互いに並列に配置されている。さらに、第１ＣＳＤ１０２の一次巻線１１４は、例えば経路１２４に沿って第２ＣＳＤ１０６の一次巻線１２０に直列に電気接続され、第１ＣＳＤ１０２の一次巻線１１４は第１ＦＣＬＭ１０４と並列に電気接続されている。一部の実施形態では、第１コア１１８の周りに巻回された一次巻線１１４と二次巻線１１６とが同じ巻数（ターン数）または異なる巻数を有する。同様に、第２コア１２５の周りに巻回された一次巻線１２０と二次巻線１２２とは、同じ巻数または異なる巻数を有する。
【００２１】
ＦＣＬ１０１は第３ＣＳＤ１０７をさらに含むことができ、第３ＣＳＤ１０７は第３コア１４０の周りに巻回された一次巻線１３６及び二次巻線１３８を有する。第２ＦＣＬＭ１０８は、第２ＣＳＤ１０６の二次巻線１２２と第３ＣＳＤ１０７の二次巻線１３８との間に直列に電気接続されている。配置されているように、第１ＦＣＬＭ１０４と第２ＦＣＬＭ１０８とは経路１２６に沿って直列に電気接続されている。さらに、第２ＣＳＤ１０６の一次巻線１２０は、例えば経路１２４に沿って第１ＣＳＤ１０６の一次巻線１１４及び第３ＣＳＤ１０７の一次巻線１３６と直列に電気接続されている。第２ＣＳＤ１０６の一次巻線１２０は、第１ＦＣＬＭ１０４及び第２ＦＣＬＭ１０８にも並列に電気接続されている。第１、第２、及び第３ＣＳＤ１０２、１０６、１０７の巻線の各々は、定常状態の動作中には最小のインピーダンスを呈し、故障状態中のように二次巻線が開放回路状態である際には、例えば直列の一次巻線による比較的大きなインピーダンスを呈するように構成することができ、これにより故障電流を効果的に制限することができる。
【００２２】
一部の実施形態では、ＦＣＬ１０１が、あらゆる高速開放技術、例えば電圧防護装置及び電圧制御装置を有する超電導系、可飽和鉄心、機械式または固体（半導体）スイッチのような一連のスイッチを含むことができる。例えば、図３に示すように、第１及び第２ＦＣＬＭ１０４、１０８の各々が、それぞれが互いに並列に配置された金属酸化物バリスタ（ＭＯＶ：metal oxide varistor）１５０、スナバ１５１、及び固体スイッチ１５２を含むことができる。
【００２３】
ここで図２及び４を参照しながら、ＦＣＬ１０１の動作をより詳細に説明する。好適な実施形態では、定常状態中に、第１ＣＳＤ１０２の一次巻線１１４及び二次巻線１１６を、定常状態電流を経路１２４及び１２６に沿って所定の様式に分配するように設定することができる。例えば、定常状態電流のｘ％が経路１２４に沿って流れる場合、定常状態電流の残りの（１００−ｘ）％は経路１２６に沿って流れる。一実施形態では、５０％が経路１２４に沿って流れ、５０％が経路１２６に沿って流れるように電流を分配することができる。他の実施形態では、４０％が経路１２４に沿って流れ６０％が経路１２６に沿って流れるように；３０％が経路１２４に沿って流れ７０％が経路１２６に沿って流れるように、この比率を設定することができる。
【００２４】
故障電流状態中には、正常電流よりも大きい電流が一次巻線１１４及び二次巻線１１６内へ流入する。故障電流が所定のトリガ電流を超えると、二次巻線１１６を通って流れる電流の量が低下する。このため、一次巻線１１４を通って流れるアンペアターンの量と二次巻線１１６を通って流れるアンペアターンの量とはもはや等しくなく、コア１１８内の磁界はもはや相殺されず、このため第１ＣＳＤ１０２のリラクタンスが増加する。このことは結果的にＦＣＬ１０１の挿入インピーダンスを増加させ、これにより故障電流を制限する。第２ＣＳＤ１０６及び第３ＣＳＤ１０７によって同様の結果を実現することができる。
【００２５】
認識されているように、複合リアクトルとして組み立てられている従来の故障電流リミッタの１つの欠点は、巻線間電圧の増加である。例えば、代表的なＦＣＬが、７５％の制限及び５：１の変圧比を有する３３kVのリミッタ（接地に対して１９．０kV）を含んで二次電流を制御する場合には、一次巻線は、接地に対して見る電圧は１９．０kVであり、制限時に１４．３kVだけ降下させる。二次巻線も、ＦＣＬスイッチング・モジュールが閉じている際に接地に対して見る電圧は１９kVであるが、スイッチング・モジュールが開いている際に見る電圧は７１．５kV（１４．３kV×５）である。リアクトルが接地から分離されて絶縁されており、ＦＣＬが相互リアクトルである場合には、負荷側での地絡中の最大巻線間電圧は１４．３kV＋７１kV＝８５．８kVになる。従って、８５．８kVに達する絶縁レベルを有し、磁束の少なくとも９９％が相殺される交互配置された巻線を作製することは、大きな技術的挑戦である。
【００２６】
電圧降下Ｖを有する一次巻線、及び一次巻線に対して１：ｗの巻線比を有する二次巻線について、こうした相殺の問題を一般化すれば、巻線間に生じる電圧の最大値は(１＋ｗ)Ｖである。二次巻線が２つのＦＣＬＭを取り付けられている場合には、各モジュールの両端の電圧（Ｖs）は次式を解くことによって計算することができる：
Ｖ＝−ｗＶ＋２Ｖs  ＝＞  (１＋ｗ)Ｖ／２＝Ｖs
【００２７】
こうした技術的挑戦に応えるために、本発明の実施形態は、上記でより詳細に説明したように、ＦＣＬ１０１を、第１、第２、及び第３ＣＳＤ１０２、１０６、１０７のような複数の部分またはモジュールに分割して、巻線間に散在したＦＣＬＭ１０４及び１０８を設ける。このことは、各ＣＳＤを、一次巻線と二次巻線との間の絶縁体をより少なくして各ＣＳＤを組み立てることを可能にし、これにより磁束、従ってインピーダンスを相殺する作業をより容易にする。
【００２８】
より具体的には、図示するように、ＦＣＬ１０１を「ｎ」個の部分（例えば、「ｎ」個のＣＳＤ）に分割し、各部分は電圧降下Ｖを有する一次巻線、及び一次巻線に対する巻線比１：ｗを有する二次巻線を含む。従って、巻線間に生じる電圧の最大値は(１＋ｗ)Ｖ／ｎになる。例えば図４に示すように、リアクトル構成の終端を閉じることによって、各ＦＣＬＭ１０４、１０８の電圧は次式のように計算することができる：
Ｖ＝−ｗＶ／ｎ＋Ｖs−ｗＶ／ｎ＋Ｖs−ｗＶ／ｎ  ＝＞  Ｖ＝−３ｗＶ／ｎ＋２Ｖs
【００２９】
本例ではｎ＝３であるので、これらの電圧は次式のように計算することができる：
Ｖ＝−ｗＶ＋２Ｖs  ＝＞  (１＋ｗ)Ｖ／２＝Ｖs
【００３０】
その結果、全モジュールの両端間に見られる電圧は(１＋ｗ)Ｖとなる。この場合、上記リアクトルを２７個のセグメントに分割して、（例えば、各々の定格がが少なくとも３．３kVの）２６個のスイッチを設置することによって、これらのリアクトル・セグメントにおける巻線間電圧は１．６５kVになり、ＦＣＬ１０１にとって必要な絶縁をより一層達成可能にする。
【００３１】
ここで図５を参照しながら、本発明の他の実施形態によるＦＣＬ２０１を説明する。図に示すように、本実施形態では、ＦＣＬ２０１が複数のＦＣＬＭ２５６、２５８を含み、これらのＦＣＬＭは第１ＣＳＤ２０２の二次巻線と第２ＣＳＤ２０６の二次巻線との間に直列に電気接続されている。ＦＣＬ２０１は複数のＦＣＬＭ２６０、２６２をさらに含むことができ、これらのＦＣＬＭは第２ＣＳＤ２０６の二次巻線と第３ＣＳＤ２０７の二次巻線との間に直列に接続されている。配置されているように、ＦＣＬ２０１はｎｘ個のセグメントに分割され、ここにｘ＝（ＦＣＬＭの個数）である。従って、最大の巻線間スタンドオフ電圧は(１＋ｗ)ｘＶ／ｎになる。
【００３２】
上述した実施形態と同様に、ＦＣＬ２０１の第１ＣＳＤ２０２は、第１コア２１８の周りに巻回された一次巻線２１４及び二次巻線２１６を含む。第２ＣＳＤ２０６は、第２コア２２５の周りに巻回された一次巻線２２０及び二次巻線２２２を具えている。ＦＣＬ２０１のＦＣＬＭ２５６及び２５８は、第１ＣＳＤ２０２の二次巻線２１６と第２ＣＳＤ２０６の二次巻線２２２との間に直列に電気接続されている。図示するように、第１ＣＳＤ２０２の一次巻線２１４は、例えば経路２２４に沿って第２ＣＳＤ２０６の一次巻線２２０に直列に電気接続され、第１ＣＳＤ２０２の一次巻線２１４はＦＣＬＭ２５６及び２５８と並列に電気接続されている。一部の実施形態では、第１コア２１８の周りに巻回された一次巻線２１４と二次巻線２１６とが同じ巻数または異なる巻数を有することができる。同様に、第２コア２２５の周りに巻回された一次巻線２２０と二次巻線２２２とは同じ巻数または異なる巻数を有することができる。
【００３３】
ＦＣＬ２０１は第３ＣＳＤ２０７をさらに含むことができ、第３ＣＳＤ２０７は、第３コア２４０の周りに巻回された一次巻線２３６及び二次巻線２３８を有する。ＦＣＬＭ２６０、２６２は、第２ＣＳＤ２０６の二次巻線２２２と第３ＣＳＤ２０７の二次巻線２３８との間に直列に電気接続されている。配置されているように、ＦＣＬＭ２５６、２５８、２６０、及び２６２は経路２２６に沿って直列に電気接続されている。さらに、第２ＣＳＤ２０６の一次巻線２２０は、例えば経路２２４に沿って第１ＣＳＤ２０６の一次巻線２１４及び第３ＣＳＤ２０７の一次巻線２３６に直列に電気接続されている。第２ＣＳＤ２０６の一次巻線２２０及び第３ＣＳＤ２０７の一次巻線２３６も、ＦＣＬＭ２５６、２５８、２６０、及び２６２と並列に電気接続されている。第１、第２、及び第３ＣＳＤ２０２、２０６、２０７の第１及び第２巻線の各々は、定常状態の動作中には最小のインピーダンスを呈し、図中に示す故障状態中には比較的大きいインピーダンスを呈して、故障電流を効果的に制限することができる。
【００３４】
要約すれば、ＣＳＤの巻線間のＦＣＬＭを記載した本明細書中の種々の実施形態は、各ＣＳＤの並列な巻線間の絶縁体の量が低減されることを含む第１の利点、及び一次巻線及び二次巻線が給電された際にＣＳＤ内の一次巻線と二次巻線との間の磁束の相殺が改善されることを含む第２の利点を提供する。
【００３５】
本発明は、本明細書中に記載する特定実施形態によって範囲を限定されるべきものではない。実際に、本発明の他の種々の実施形態、及び本発明の変形例は、本明細書中に記載するものに加えて、以上の説明及び添付した図面より通常の当業者にとって明らかである。従って、こうした他の実施形態及び変形例は、本発明の範囲内に入ることを意図している。さらに、本明細書中では本発明を、特定環境内での特定目的の特定の実現に関連して説明している。本発明の有用性はこうした実現に限定されず、本発明は多数の環境内で多数の目的で有益に実現することができることは、当業者の認める所である。従って、以下に記載する特許請求の範囲は、本明細書中に記載する本発明の全幅及び全精神を考慮して解釈するべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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