Application of Superconducting Power Cables to DC Electric Railway Systems

Ohsaki, Hiroyuki; Zhen, LV; Sekino, Masaki; Tomita, Masaru

doi:10.1016/j.phpro.2012.06.228

Cited by 7 publications

(4 citation statements)

References 5 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…The highest critical current of the DC superconducting cables that the RTRI developed was 10 kA class at 77 K. According to the results of various tests and demonstration, the performance and reliability of the developed DC superconducting power cable systems has been successfully verified. A number of numerical analysis studies also have been performed to evaluate the effects of introducing superconducting power cables [1], [5]- [7]. In these studies, different analysis models were built based on different model lines in various conditions.…”

Section: Research On Application Of Superconducting Powermentioning

confidence: 99%

“…The analysis results showed that the introduction of superconducting power cables could improve the utilization of regenerative brake and the energy saving effect, even considering the heat loads of superconducting power cables and their terminals together with the cryogenic efficiency. Moreover, it could also reduce the substation capacity, and/or improve the redundancy of the substations [5] [7]. After introducing superconducting power cables, the loads are distributed among the substations, thus the maximum output current and power of substations decrease.…”

Section: Research On Application Of Superconducting Powermentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Fault current analysis of DC electric railway feeding systems using superconducting power cables

Qian

Ohsaki

Tomita

2014

2014 17th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS)

View full text Add to dashboard Cite

A superconducting power cable is a prospective application of high-temperature superconductors. Even though superconducting power cables have been developed worldwide mainly for the grid application, we focus on railway application of superconducting power cables. We have studied the fault current of DC electric railway feeding systems using superconducting power cables. MATLAB-Simulink electric circuit models based on a model railway line are constructed for numerical analysis of short-circuit and grounding faults. Influence of introducing superconducting power cables under different fault conditions is studied. Then the protections in an electric power system of railway are taken into account, and the feasibility for detaching the fault and protecting the system including the superconducting power cables are studied. Application of a superconducting fault current limiter is also studied and its potential is discussed.

show abstract

Section: Research On Application Of Superconducting Powermentioning

confidence: 99%

Section: Research On Application Of Superconducting Powermentioning

confidence: 99%

Fault current analysis of DC electric railway feeding systems using superconducting power cables

Qian

Ohsaki

Tomita

2014

2014 17th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS)

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Most of the superconducting cable projects involved AC cables. Recently, DC superconducting cables have attracted attention and now there are some projects for DC superconducting cables [5][6][7].…”

mentioning

confidence: 99%

Study on next-generation DC electric railway systems incorporating superconducting power cables

Ohsaki

Zhen

Matsushita

et al. 2012

International Symposium on Power Electronics Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion

View full text Add to dashboard Cite

We have studied how to introduce superconducting power cables effectively and economically to a DC electric railway. Numerical analysis models were constructed, and the energy saving by the superconducting power cable was investigated with the influences of the number of substations, the train operation interval, the energy storage, etc. also taken into account. The results show that the superconducting power cables can improve regenerative energy and system energy saving, and reduce the substation capacity.

show abstract

“…The large voltage drops also require a large number of substations along the line. Studies have shown that HTS dc cables bring several benefits, including high efficiency, reduction in the number of substations, and an ability to handle much higher traffic on the same lines [64]. Furthermore, enhancing the energy efficiency of data centers has been an ongoing effort.…”

Section: Applicationsmentioning

confidence: 99%

Control of superconducting dc transmission systems and solution of coupled electrothermal superconducting cable model

Δούκας¹

View full text Add to dashboard Cite

Ο βασικός σκοπός αυτής της διατριβής είναι η διενέργεια μελετών σχετικά με υπεραγώγιμα συστήματα μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας συνεχούς ρεύματος. Το πρώτο κομμάτι της έρευνας εστιάζει στη μοντελοποίηση και το σχεδιασμό του ελέγχου για υπεραγώγιμες διασυνδέσεις συνεχούς ρεύματος μεταξύ δύο στιβαρών ή ασθενών συστημάτων. Επιπλέον, μελετώνται εναλλακτικά σενάρια ενσωμάτωσης υπεραγώγιμων διασυνδέσεων συνεχούς ρεύματος εντός συμβατικών δικτύων συνεχούς ή εναλλασσόμενου ρεύματος. Μέσω μιας μελέτης εφαρμοσιμότητας, δίνεται έμφαση στην ιδανική διαστασιολόγηση των στοιχείων του συστήματος, στη συνεισφορά του καλωδίου στη μείωση των απωλειών όπως επίσης και σε στοχευμένες βελτιώσεις στο επίπεδο του ελέγχου που θα προσδώσουν πρόσθετη απόσβεση. Η ανάλυση δοκιμάζεται τόσο σε στάσιμη κατάσταση όσο και για την εξέταση μεταβατικών φαινομένων για να αποδείξει ότι με την κατάλληλη μοντελοποίηση του καλωδίου όσο και με στοχευμένες βελτιώσεις στο επίπεδο του ελέγχου, η υπεραγώγιμη μεταφορά συνεχούς ρεύματος μπορεί να αποτελεί ρεαλιστικό σενάριο στο εγγύς μέλλον. Το δεύτερο μέρος της διατριβής ασχολείται με την ενδελεχή ανάλυση και επίλυση του θερμικού και ηλεκτροθερμικού μοντέλου ενός υπεραγώγιμου καλωδίου συνεχούς ρεύματος. Αναφορικά με τη θερμική μοντελοποίηση, γίνεται χρήση της μεθόδου στοιχειωδών όγκων με σκοπό την επίλυση των εξισώσεων μεταφοράς θερμότητας σε ένα δισδιάστατο αμφισυμμετρικό μοντέλο καλωδίου και την εξαγωγή της κατανομής θερμοκρασίας και πίεσης ως προς μήκος και χρόνο. Για τη μοντελοποίηση του ηλεκτρικού κομματιού, εισάγονται δύο προσεγγίσεις, για τη μελέτη είτε της στάσιμης είτε της μεταβατικής κατάστασης. Για την πρώτη, θεωρείται κατάτμηση του καλωδίου σε εν σειρά συνδεδεμένα Π-ισοδύναμα κυκλώματα ενώ για τη δεύτερη γίνεται χρήση της μεθόδου πεπερασμένων διαφορών στο πεδίο του χρόνου με σκοπό τον υπολογισμό ρευμάτων και τάσεων ως προς χρόνο και χώρο επίσης. Η ηλεκτροθερμική σύζευξη και στις δύο περιπτώσεις είναι αμφισήμαντη καθώς το ρεύμα μεταφράζεται σε παραγωγή θερμότητας ενώ η μεταβολή της θερμοκρασίας οδηγεί σε μεταβολή της αντίστασης των υλικών. Τέλος, τα μοντέλα που αναπτύχθηκαν είναι γενικευμένα, ακριβή και συνδυασμένα με αποδοτικούς αριθμητικούς επιλυτές με σκοπό τη συστηματική διερεύνηση της θερμικής και ηλεκτροθερμικής συμπεριφοράς, τόσο υπό στάσιμη όσο και υπό μεταβατική κατάσταση, οποιουδήποτε υπεραγώγιμου καλωδίου. Οι προτεινόμενες μεθοδολογίες αποτελούν χρήσιμα εργαλεία για την ανάδειξη ενός πλαισίου ασφαλούς λειτουργίας εντός του οποίου ο υπεραγώγιμος εξοπλισμός είναι διασφαλισμένος.

show abstract

Application of Superconducting Power Cables to DC Electric Railway Systems

Cited by 7 publications

References 5 publications

Fault current analysis of DC electric railway feeding systems using superconducting power cables

Fault current analysis of DC electric railway feeding systems using superconducting power cables

Study on next-generation DC electric railway systems incorporating superconducting power cables

Control of superconducting dc transmission systems and solution of coupled electrothermal superconducting cable model

Contact Info

Product

Resources

About