복합발전플랜트 배열회수보일러 고압증발기의 기기인 분배기에 대하여 설계조건과 과도운전조건을 고려하여 응력 및 피로에 관한 안전성을 평가하였다. 먼저, 배열회수보일러 튜브군 모델의 해석결과로부터 분배기의 상부에 연결되는 수직 강수관, 하부에 연결되는 수직 급수배관, 열교환기의 입구헤더로 향하는 수평방향의 방사형 배관들에 대하여 노즐하중을 도출하였다. 이와 같이 구한 노즐하중은 분배기의 상세모델에 대한 설계조건과 과도운전조건의 해석 시에 노즐 단면에 가해지는 하중으로 사용하였다. 분배기의 상세한 해석모델을 만들고 설계조건의 내압과 노즐하중에 대한 정적구조해석을 수행하였다. 설계조건에서 최대응력은 수평방향 배관의 노즐 보어에서 발생하였다. 최대응력 위치의 국부 1차 막응력이 쉘과 노즐에서 허용기준보다 작으므로 ASME Code의 허용기준을 만족하는 것으로 나타났다. 배열회수보일러에 주어진 8가지 과도운전조건을 고려하여, 분배기의 상세모델에 대하여 열해석을 수행하고, 과도운전 시의 내압, 노즐하중, 열하중에 대한 과도구조해석을 수행하였다. 과도운전조건에서 최대응력은 분배기 상부의 수직 강수관 노즐 부위에서 발생하였다. ASME Code에 의거하여 수직 강수관 노즐 부위의 피로수명을 평가하였다. 결과적으로 계산된 누적피로사용계수가 허용기준보다 작으므로 기대수명 동안에 피로파손에 관하여 안전한 것으로 나타났다.
월성 2,3,4호기의 비정상 운전 중 열수송계통의 과도변화해석이 수행되었다. 중수로에 대한 캐나다의 규제문서인 AECB R-77 요구조건에 대한 만족성을 평가하였다. 해석 결과 여러 비정상 운전시 과도변화에 의한 원자로 모관의 최고압력값은 ASME 코드의 제한치 이내로 만족되었다. 고압시 보호장치인 LRV의 영향은 미미한 것으로 나타났다.
BESS를 대용량화 하기 위하여 병렬운전에 관련하여 많은 연구가 진행 중이다. 병렬운전 알고리즘의 제어 목표는 인버터 간의 순환전류를 제거하고, 부하 분담이 균등하게 하는 것에 있다. 이를 위하여 연구되었던 방법 중 전압 제어와 전류 제어의 인버터를 결합한 Master-Slave 방식은 통신을 통하여 정확한 부하분담이 가능하지만 통신지연 발생시 과도상태에 과전류가 발생 할 수 있다는 단점을 갖는다. 본 논문은 독립된 계통에서 BESS가 병렬운전 중 스텝부하 투입시 통신지연 시간 동안의 과도상태에서 과전류가 발생하지 않도록 하는 Droop Control를 적용한 제어 알고리즘을 제안한다.
중요자체부하를 갖는 분산발전 시스템에서 PCS는 계통이상시 독립운전으로 전환하여 자체 부하(MBOP 등)에 지속적인 전력을 공급하여야 한다. 기존의 제어방식은 계통연계시 전류제어를 독립운전시 전압제어를 하기 때문에 모드 전환시 자체부하 전압의 큰 과도상태가 발생 뿐아니라 단독운전 검출전까지 부하의 조건에 따라 자체부하 전압주파수가 변동되어 자체부하에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 모드 전환에 따른 전압의 과도상태를 최소화하고 단독운전 검출 전에도 전압 주파수가 변동하지 않는 제어기법을 제안한다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제40권1호
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pp.34-38
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2016
최근 추진 전동기가 장착된 전기추진 시스템의 대형 크루즈 선박 및 상선이 점차 증가하는 추세이다. 이러한 전기추진 선박에서 추진 전동기에 이상상태가 발생하면 전동기 자체 및 프로펠러축에 심각한 손상이 발생할 수 있다. 하지만 전기추진 선박에 사용되는 추진 전동기의 정상상태 운전 및 이상상태 시의 분석에 관한 연구는 찾아보기 힘들고 관련 정보도 매우 부족한 실정이다. 본 연구에서는 전기추진 선박용 추진 시스템의 수학적 모델을 제시하고 이를 바탕으로 전기적인 이상상태 발생 시에 추진 전동기 및 프로펠러축에 발생하는 과도현상을 해석하고자 한다. 본 연구에 사용된 전기추진 선박용 전동기는 동기전동기이며 소프트웨어인 Matlab을 사용하여 모의실험을 수행하였으며, 정격으로 운전 중인 추진 전동기에 이상상태가 발생하였을 경우 과도전류는 1상 접지 상태에서 가장 크게 발생하며 추진축에 발생하는 과도토크는 3상 접지 및 2상 접지 상태에서 상대적으로 크게 발생하였고, 정격으로 운전 중 추진 전동기의 여자전력이 차단될 경우에도 과도전류와 과도토크가 비교적 크게 발생함을 확인하였다.
1968년 11월 3일 기하여 우리나라 154KV 주간선계통의 중성점접지방식이 종래의 PC접지방식으로부터 직접접지방식으로 전환되었다. 이 결과 계통의 운전면에 있어서는 이상전압상승의 경감, 고속도차단방식의 채용등으로 공급신뢰도가 한층 더 크게 될것으로 기대되고 있다. 주지하는 바와같이 계통의 안정도는 정상(Steady-state) 및 과도(Transient-state) 안정도의 양자로 대별되지만 이중 현단계의 계통운용면에서 특히 중요한 지위를 차지하는 것은 후자의 과도안정도 일것이다. 본문에서는 최근에 한국전자계산소의 전자계산기(FACOM-222)를 사용하여 직접접지방식전환후의 과도안정도를 계산한 해석결과및 앞으로 채용하여야 할 몇가지 안정도증진대책을 간단히 설명하고저 한다.
최근 분산전원 시스템 개발로 인해 계통연계 인버터의 사용이 증가해 왔다. 계통연계 인버터의 주요한 역할은 계통연계 환경에서의 안정적인 운전과 계통 사고 시 중요 부하에 대한 연속적인 전력을 공급하기 위한 독립운전에 있다. 각 모드 전환시의 출력전압의 변동성과 과도응답 특성을 개선하기 위해 최근 다중 루프 및 간접 전류 제어 방식이 계통연계 인버터에 적용되었다. 하지만 이러한 제어 방식은 캐패시터 전압 및 인버터 전류의 측정이 요구되어 시스템의 비용 및 복잡성을 증가시키게 된다. 본 논문에서는 이산시간 상태공간에서의 전상태 관측기를 설계하여 무순단 절체 동작 시 제어기가 요구하는 변수를 추정하고 이를 궤환신호로 사용하여 시스템의 설계 비용 및 복잡성을 줄인다. 또한 계통연계 시 계통유입 고조파 전류를 억제하기 위해 일반적으로 사용되는 기존 공진형 제어기의 과도 응답을 개선하기 위해 이산시간에서 슬라이딩 모드와 공진제어기가 결합된 새로운 제어기 구조를 제안한다. 제안된 기법의 타당성은 PSIM 시뮬레이션을 통하여 입증된다.
국내 도시 철도에 차량 견인용으로 사용되는 전동기는 인버터로 구동되는 200㎾급 3상농형 유도 전동기를 표준 사양으로 선정하였으며 열악한 운전 조건에서도 20년을 상회하는 운전 수명을 보장하도록 규정하고 있다. 그러나 PWM 인버터 구동은 견인 전동기에서 추가적인 고조파 발열 손실과 소음, 진동을 초래하며 더욱이 고속 스위칭에 의한 과도 전압과 빠른 상승 시간을 가진 반복 과전압은 인버터와 전동기를 연결하는 케이블 공진 현상에 의해 배가되어 정현파 구동 시에 예상할 수 없었던 매우 커다란 스트레스를 절연 시스템에 가하게 되어 견인 전동기의 예상 수명에 심각한 영향을 미치고 있다. 따라서 본 연구에서는 인버터 구동 견인전동기의 운전수명을 보장하기 위해서는 기존의 시험 방법에 포함되지 않은 PWM 가변속 구동에 따른 고조파 손실과 과도 전압 충격의 문제점을 고려한 새로운 장기 신뢰성 평가기법이 절실히 필요한 상황이기 때문에 이를 제안하고자 하였다.
운전원 훈련용 시뮬레이터의 국산화 개발계획에 따라 영광 원자력 3,4호기 발전소 운전원 훈련용 시뮬레이터가 국내 최초로 개발되었다. STK(space and time kinetics)와 RETACT (Real Time Advanced Core and Thermohydraulics)코드를 이용하여 영광 3,4호기 시뮬레이터의 실시간 NSSS 모델을 생성하였다. 생성된 모델의 검증(Verification Validation)을 위해 정상상태(Steady State)에서의 주요인자들이 ANS3.5의 오차범위이내임을 확인하였다. 과도상태(Transient)의 검증을 위해 터빈정지 과도상태와 주증기 관파열(Main Steam Line Rupture)사고를 실제 발전소 시험 데이터 및 성능해석 코드(NPA)를 이용하여 분석한 결과와 비교하였다. 비교 결과 기준발전소의 반응과 큰 차이 없이 운전원 훈련용 시뮬레이터의 규격인 ANS 3.5를 잘 만족함을 확인 할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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