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철도 부하의 동적 특성을 고려한 전류 불평형의 분석과 보상

Analysis and compensation of the current unbalance considering dynamic characteristic of feeding traction loads

  • 김기표 (한양대학교 전기공학과) ;
  • 김진오 (한양대학교 공과대학 전기공학과)
  • 발행 : 2003.01.01

초록

3상 전력계통에 단상 대용량의 전철부하가 접속되면 3상 전류가 불평형하게 되어 역상 전류가 흐르게 된다. 이 역상전류는 전원 측 발전기의 회전자 표면에 과전류를 발생시키며, 급전계통 및 관련 설비에 나쁜 영향을 끼치게 된다. 현재 교류 전기철도에서는 불평형 경감을 위하여 Scott결선 변압기를 채용하고 있으나 2차 극의 서로 다른 단상부하 크기 및 위상을 동일하게 일치시킬 수는 없고, 회생부하 전기차 도입과 인관 변전소 사고로 인한 연장급진도 고려해야 되기 때문에 역상전류 보상기가 필요하다. 본 논문은 기존의 전류불평형 해석방법인 정적모델 평가기법 대신에 열차운행스케줄에 따른 동적 특성을 이용한 새로운 전류불평형 평가기법을 유도하였으며, 이를 통해 부하 측의 불평형에 의해 발생하는 역상전류를 흡수하기 위한 보상기를 제안하고 실 계통에 가까운 전류불평형 문제를 분석하였다.

Feeding traction loads from the public power system may lead to some current and voltage unbalance and consequently affects the operation of its energy-supply system and other equipment connected with it. This paper introduces an analysis of the current unbalance caused by the demands of an electric railway on a public power system. And the results with compensator and without compensator are simulated, and eventually the formula about the current unbalance is suggested. The Scott-connected transformer is adopted in Korea National Railway System. So Scott-connected transformer among the various transformer connection schemes is analyzed in this paper. Also, the formulas about the unbalance and compensating current can be derived by using two parameters(M-phase and T-phase current) of secondary Scott-connected transformer. So, the practical and accurate simulation can be done through dynamic models by using scheduling of traction.

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참고문헌

  1. Tsai-Hsiang Chen,“Criteria to Estimate the Voltage Unbalance due to High-Speed Railway Demands”, IEEE Trans. On Power Systems, Vol.9, No.3, August, 1994. https://doi.org/10.1109/59.336089
  2. Tsai-Hsiang Chen, “Simplified Models of Electric Railway Substations for Three-Phase Power-FlowStudies”, Conference Record of the 1994 IEEE Industry Applications Conference, Twenty-Ninth IAS Annual Meeting, Vol. 3. October 1994. https://doi.org/10.1109/IAS.1994.377741
  3. Cha,Jun-Min,Chang,Chang,Sang-Hoon,Oh, Kwang-Hae, “Assessment of Autotransformer-Fed Electric Traction Systems Using Thevenins Equivalent Circuit”, The International Conference on Electrical Engineering, July 21-24, 1998.
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