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

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.

철도 부하의 동적 특성을 고려한 전류 불평형의 분석과 보상

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.