Eur. Phys. J. AP 7, 65-71 (1999)
https://doi.org/10.1051/epjap:1999191

Thermal studies of a superconducting current limiter using Monte-Carlo method

Groupe de Recherche en Électrotechnique et Électronique de Nancy, Université Henri Poincaré, B.P. 239, 54506 Vandœuvre-lès-Nancy Cedex, France

Corresponding author: leveque@green-uhp.u-nancy.fr

Received: 4 February 1999
Accepted: 8 April 1999
Published online: 15 July 1999

Abstract

Considering the increase of the fault current level in electrical network, the current limiters become very interesting. The superconducting limiters are based on the quasi-instantaneous intrinsic transition from superconducting state to normal resistive one. Without detection of default or given order, they reduce the constraints supported by electrical installations above the fault. To avoid the destruction of the superconducting coil, the temperature must not exceed a certain value. Therefore the design of a superconducting coil needs the simultaneous resolution of an electrical equation and a thermal one. This papers deals with a resolution of this coupled problem by the method of Monte-Carlo. This method allows us to calculate the evolution of the resistance of the coil as well as the current of limitation. Experimental results are compared with theoretical ones.

Résumé

L'augmentation des courants de défaut dans les grands réseaux électriques ravive l'intérêt pour les limiteurs de courant. Les limiteurs supraconducteurs de courants peuvent limiter quasi-instantanément, sans donneur d'ordre ni détection de défaut, les courants de court-circuit réduisant ainsi les contraintes supportées par les installations électriques situées en amont du défaut. La limitation s'accompagne nécessairement de la transition du supraconducteur par dépassement de son courant critique. Pour éviter la destruction de la bobine supraconductrice la température ne doit pas excéder une certaine valeur. La conception d'une bobine supraconductrice exige donc la résolution simultanée d'une équation électrique et d'une équation thermique. Nous présentons une résolution de ce problème electrothermique par la méthode de Monte-Carlo. Cette méthode nous permet de calculer l'évolution de la résistance de la bobine et du courant de limitation. Des résultats expérimentaux sont comparés avec les résultats théoriques.