• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제8권6호
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• pp.853-861
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• 2018

본 논문에서는 전기철도차량이 운행할 때 이상 전압상승에 의한 문제점을 해결할 수 있는 고조파 제한장치의 적용을 제안한다. 운행 중 열차에 전력을 공급하는 교류가선은 25kV/60Hz의 전기를 공급하기 위하여 사용되지만 철도차량 전기장치의 기술발전에 따라 점차 가선에 포함되는 고조파의 크기 및 주파수의 변형이 다양해지고 있다. 최근 열차안전운행에 심각한 문제가 되고 있는 주회로 기기인계기용변압기(Potential Transformer, PT)의 파손이나 주변압기 등의 열손증가는 가선 전원의 고조파로 인한 순간적인 무효전류의 증가로 생기는 현상이다. 주회로 기기의 저주파형 트랜스포머로 고주파수 성분이 유입되면 트랜스 코어의 히스테리시스에 의한 철손 증가 및 기생 커패시턴스에 흐르는 전류가 증가하므로 발열이 발생하게 된다. 이러한 문제 해결을 위해 최근 시퀀스의 조정으로 전력변환 장치의 인위적인 NOTCH OFF가 적용되었다. 그러나, OFF 신호를 받아 제어하는 방식은 지상과 차상 장치의 상호작용으로 동작하므로 불량 발생 시 무효화 되며, 실제 사고가 발생되고 있다. 따라서, 근본적인 문제해결을 위한 방법으로 고조파 전류가 가급적 변압기에 유입되지 않도록 하는 것이 필요하며, 고조파 전류의 유입으로 인해 빈번하게 발생되고 있는 열차사고를 방지하고 안전한 운행을 위해 열차의 실험 분석과 고조파 제한장치의 시뮬레이션을 통한 장치의 타당성 검증을 위한 연구를 수행하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.97-104
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• 2004

회생차량에서 직류전원단으로 회생되는 에너지를 교류전원측으로 반환하여 활용하기 위한 장치로서 사이리스터 인버터가 널리 사용되고 있다 기존의 사이리스터 인버터는 단방향의 위상제어방식으로 출력의 역률제어가 불가능하고, 고조파 함유율이 높아 별도의 필터를 필요로 한다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고자 스위칭 소자로서 양방향 제어가 가능한 IGBT를 채용하여 Space vector PWM 제어를 함으로서 유효전력 및 무효전력 제어가 가능한 인버터를 개발하였다. 개발한 인버터는 상업용으로 실계통에 바로 적용이 가능하도록 경제성 및 신뢰성을 제고하여 전체 제어시스템을 디지털 형식으로 구현하였고, 저대역 필터를 내장하여 고조파 발생을 억제하였으며, 전체 부피를 콤팩트하게 하였다. 본 논문에서는 전기철도 직류급전계통에 적합한 회생 인버터의 설계기준, 기술사양, 전력회로, 인버터 및 계통연계 제어기법, 개발시스템, 시험결과 및 특성 등을 기술하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1640-1642
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• 2004

현재 국내에서의 견인전동기 개발현황은 직류전동기는 655kw, 교류전동기는 210kw정도이며, 주행속도가 200km/h이상인 고속에 적용되는 1,000kW급 이상 유도전동기 기술은 한국형 고속전철이 국내에서는 최초이다. 최고 주행속도 300km/h급의 고속전철용 1,130kW 동기전동기에 대한 제작 및 시험기술만을 프랑스에서 이전 받아 유도전동기를 제작하였다. 고속철도 차량용 견인전동기는 한정된 공간에 취부되어야 함으로 경량화가 필수적이다. 또한 전력기기에 대한 에너지 고밀도화가 가능해야 함으로 열적 특성에 대한 분석이 체계적으로 이루어져야 한다. 본 연구를 통해 외기 온도, 주행 속도 및 운행 시간에 따른 견인전동기의 온도 특성 변화를 살펴봄으로써 고속전철용 견인전동기의 고정자 온도 특성을 확인할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1994년도 하계학술대회 논문집 A
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• pp.505-508
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• 1994

This paper describes an implementation of a single phase PWM ac/dc converter whose control scheme can be directly applied to the rectification of ac traction system. Power circuit using self-commutated switching devices(GTO) provides input power factor correction with dc voltage regulation. Effective compensation of load variations and line disturbance can be accomplished by real time instantaneous control of ac input current and dc link voltage using 32 bit floating point DSP. Parallel operation of two converters reduces the input line current ripple. Experimental results of the two parallel converter system are shown in the 20KW range for the verification of the system.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제28권9호
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• pp.60-66
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• 2014

In case of DC railway, value of ESS(Energy Storage System) is already approved. Whereas AC railway system, there are a lot of differences such as system design and operation pattern. Therefore there is doubt about AC ESS usefulness. Especially, regenerative energy can return to the source. So in case of AC 25kV system, it is necessary to consider different operation algorithm compare to DC railway system. In this paper ESS which is installed in AC high-speed railway was introduced. Power consumption pattern of High speed trains were analyzed, proper storage material was reviewed and operation algorithm was suggested. Super capacitor and Battery was used with hybrid type. Super capacitor was used to handle short term energy movement because of its prompt response and battery was used to handle long term energy movement because of its high energy density. Also in case of operation algorithm, phase control method was upgraded compare to voltage magnitude detection method.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1601-1603
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• 2005

현재 국내에서의 견인전동기 개발현황은 직류전동기는 655kW, 교류전동기는 210kW정도이며, 주행속도가 200km/h이상인 고속에 적용되는 1,000 kW급 이상 유도전동기 기술은 한국형 고속전철이 국내에서는 최초이다. 최고 주행속도 300km/h급의 고속전철용 1,130kW 동기전동기에 대한 제작 및 시험기술만을 프랑스에서 이전 받아 유도전동기를 제작하였다. 고속철도 차량용 견인전동기는 한정된 공간에 취부되어야 함으로 경량화가 필수적이다. 또한 전력기기에 대한 에너지 고밀도화가 가능해야 함으로 열적 특성에 대한 분석이 체계적으로 이루어져야 한다. 본 연구를 통해 외기 온도, 주행 속도 및 운행 시간에 따른 견인전동기의 온도 특성변화를 살펴봄으로써 고속전철용 견인전동기의 고정자 온도 특성을 확인할 수 있었다.

• 전력전자학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.213-218
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• 2020

In this study, we propose a control algorithm to reduce the unbalanced characteristics of a three-phase system power caused by the unbalanced load of the AC electric railway. Then, we verify its performance through the design of a power compensator and experiments applying it. Like electric railway systems, a Scott transformer is applied, and the load and single-phase back-to-back converters are connected to the M-phase and T-phase outputs. The back-to-back converter monitors the difference in active power between the unbalanced loads in real-time and compensates for the power by using bidirectional characteristics. The active power is performed through PI control in the synchronous coordinate system, and DC link overall voltage and voltage balancing control are controlled jointly by M-phase and T-phase converters to improve the responsiveness of the system. To verify the performance of the proposed power compensation device, an experiment was performed under the condition that M-phase 5 kW and T-phase 1 kW unbalanced load. As a result of the experiment, the unbalance rate of the three-phase current after the operation of the power compensator decreases by 58.66% from 65.04% to 6.38%, and the excellent performance of the power compensator proposed in this study is verified.

• 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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• 제52권2호
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• pp.68-79
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• 2003

We estimated harmonics on power system of AC railway based on quantitatively measured harmonics and investigated the need of facilities for harmonics reduction. In order to analysis harmonics which inflow into power system due to increase in collector voltages and harmonic currents generated from the train when the railway is in operation, the railway system Is sectioned into power supply, railway line, AT, sectioning Post and subsectioning post. For analysis of extension of currents resulting from the railway loads, PWM converter, VVVF inverter and the feeder system are modeled based on the dynamic node technique(DNT). In order to test the usefulness of the DNT for analysis of harmonic effects, the measured harmonic currents and harmonic magnification ratios at the S/K substation are compared with simulation results using DNT modelling, which include the results for two cases with and without filters for suppression of harmonic currents. When 8 cars(4M4T) are in operation, the total sum of harmonic currents resulting from the train at M and T phases, which inflow into the substation along with the railway line, is calculated. Using the harmonics analysis program for railway feeder system with these data, the total harmonic distortion factor(710) at the outgoing point of KEPCO substation is computed. The calculation shows that when the maximum THD at the receiving point of H/K substation was 0.0443% which is much lower than 1.5% which is the allowable value of KEPCO at 154kV as well as IEEE-519 above 132kV This result indicates that any measure for harmonics reduction in Incheon International Airport Railway is not needed.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.535-542
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• 2000

전차선로 가선재료에는 순수구리로 이루어진 전차선, 카드뮴이 포함된 조가선, steel과 Al의 이종금속으로 이루어진 ACSR이 있고 이들 재료는 산성비와 같은 부식환경에 노출되어 있다. 따라서 다양한 부식환경에서의 이들 재료의 부식특성 및 부식속도를 규명하는 것은 매우 중요한 일이다 이에 본 실험에서는 pH, 용존산소 및 염소이온의 영향을 동전위분극시험, 선형분극시험, 교류임피던스시험 및 갈바닉시험 등의 전기화학적 분석기법을 통해 가선재료의 부식거동 및 부식속도를 조사하였다. 실험 결과 카드뮴이 함유된 재료의 부식저항성이 순수구리로 이루어진 재료에서의 부식저항성보다 낮은 것을 확인하였고, 염소이온이 내식성을 감소시킨다는 것을 관찰하였으며, 갈바닉시험 결과 산성용액에서 염소이온을 첨가하였을 경우 steel의 높은 갈바닉부식 전류밀도를 ZRA 법을 통해 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2003년도 춘계전력전자학술대회 논문집(2)
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• pp.896-899
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• 2003

The electric railway has been widely used as a transportation all over the world. It also was opened in 1973 in korea and it has been steadily proceeded in making electric railway network for a big city and building Keongbu high speed , electric railway. That's why the system of electric railway is able to solve the environmental pollution and operate the useful energy in environmental ways, it helps to increase the ability of transportation and to decrease the cost. Because of the advantage of making the economic situation better, the system of electric railway is trying to do their best in developing technique of electric railway. Because of the increasing of transportation and the high speed operation, cars with regenerative braking system was adapted. Therefore, unbalanced voltage and current of three phase system and the drop and rise of voltage of feeding circuit is expected. Now that building the substation, newly spends lots of costs and time, it is a very difficult situation to solve the problem. We can guess that electric railway line can't receive power from the power system of bigger size in building newly electric railway. In this paper, it was proved that series voltage compensator was suitable as a solution according to voltage drop and voltage fluctuating through computer simulation.