• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권8호
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• pp.48-54
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• 2010

교류 전기철도 시스템은 비선형 단상 부하인 차량의 부하특성으로 인해 고조파 왜곡, 무효전력 발생, 3상 불평형과 같은 전기품질 문제를 가지고 있다. 이 같은 전기품질 문제는 철도 시스템뿐만 아니라 철도와 연계된 다른 건전한 계통에도 악영향을 미치게 된다. 따라서 본 논문에서는 이와 같은 전기철도 급전시스템의 전기품질 문제를 보상하기 위해 철도용 전기품질 보상장치(RPQC; railway power quality conditioner)를 적용하고, SRF(synchronous-reference-frame) 제어를 이용한 RPQC의 제어방법을 제안한다. 제안하는 제어방법을 통해 RPQC는 고조파 왜곡, 무효전력, 부하 불평형과 같은 전기품질 문제를 순시적으로 보상할 수 있으며, 시뮬레이션을 통해 이를 검증한다. 시뮬레이션 결과는 제안한 RPQC 제어방법의 타당성을 보여주고 있다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.131-141
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• 2007

본 논문에서는 병렬 인버터를 통한 고조파 보상은 물론 직렬 인버터로 전압강하 보상 및 부하불평형 문제도 해결할 수 있는 보상설비에 대하여 특성을 분석하였다. 제안하는 설비의 구조와 제어방법을 제시하고, 제어방법의 효과를 검증하기 위하여 전기철도 급전시스템과 보상설비를 모델링하여 모의계산을 수행하여 그 결과를 제시하였으며, 본 논문에서는 기존의 급전선로 전압강하 보상시스템의 단점을 보완하기 위해 DC-Link를 공유하는 직렬과 병력형 인버터를 Scott 변압기 2차 측의 T상과 M상에 두어 다양한 보상 특성을 확인하였다. 본 논문에서 제안하는 시스템은 급전선로의 전기차로 인해 발생하는 고조파전류를 병력인버터를 통해 제거하여 154[kV] 3상 모선으로의 유임을 차단하게 된다. 또한 모선의 선간단락, 일선지락 등의 사호로 발생되는 급전선로의 순간전압강하 혹은 순간전압상승 등을 보상하여 지속적인 전압공급을 가능하게 됨을 확인하였다. 더불어 철도의 기동 등으로 인한 순간적인 전압의 강하에 있어서도 직렬인버터를 통한 보상으로 인해 전압의 지속적인 유지를 확보할 수 있음을 확인하였다. 본 논문에서는 이러한 다양한 보상동작을 수행한 수 있는 제안된 시스템의 동작을 PSCAD/EMTDC를 통해 검증하였으며, 향후 시스템 제작에 따른 특성분석에 용이하게 적용될 것으로 보인다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.220-229
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• 2004

전기 철도계통은 기존 전력계통과 달리 단상, 대용량 부하로 필연적으로 전압강하, 전압불평형 및 고조파 왜곡 등의 전력품질의 문제가 발생한다. 최근 철도계통의 전력품질문제는 철도차량 및 시스템의 제어 및 안전 때문에 중요한 화두가 되고 있다. 이는 또한 기존 전력계통의 전력품질에도 영향을 미친다 본 논문에서는 전기철도 급전시스템에 발생하는 전력품질문제의 보상에 관한 연구를 수행하고자 한다. 이를 위해 국내 교류전기철도 표준 급전방식인 AT(Auto Transformer)급전시스템, 철도급전변압기인 스콧트 변압기(Scott Transformer), AT변압기, 철도선로 및 철도 차량부하를 모델링 하였다. 과도응답은 전자기과도해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 사용하여 해석 하였다. 또한 전력품질을 보상하기위한 방안으로 급전선-전차선에 설치되는 전력품질보상기(Unified Power Quality Conditioner : UPQC)를 제안하였고 이의 성능 및 유효성을 시뮬레이션을 통하여 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.357-363
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• 2012

본 논문에서는 단상PWM컨버터 차량의 새로운 운전방식에 대해 기술하였다. 최근의 전기차량은 PWM 컨버터를 채택함으로써 그 이전의 차량들에 비하여 역률을 1.0에 가깝도록 유지할 수 있게 되었다. 그러나 이들 차량은 컨버터 제어방식의 비교적 간단한 수정을 통하여 진상 역률 영역에서의 운전이 가능한데, 이러한 특징은 차량 자체만으로는 큰 의미가 없을지 모르나 급전계통과 연계하여 검토하는 경우 선로의 무효전력 손실을 보상함으로써 급전선로의 유효전력 손실을 감소시키고 전압 분포를 개선하는 효과를 나타내게 된다. 이동형 보상장치가 될 수 있다는 특징으로 무효전력 보상을 위해 일반적으로 검토되는 SVC와 비교해도 장점을 가지게 된다. PWM컨버터차량의 진상운전 조건 및 관련식의 유도와 함께 이러한 방식을 적용하기 위한 새로운 역률 제어 알고리즘을 제시하였다. SIMULINK 모델을 사용한 모의를 통하여 제시된 방법의 실 적용 가능성을 검토하였으며 만족할 만한 결과를 얻을 수 있었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.95-104
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• 2003

전기 철도계통은 기존 전력계통과 달리 단상, 대용량 부하로 필연적으로 전압강하, 전압불평형 및 고조파 왜곡 등의 전력품질의 문제가 발생한다. 이러한 문제점 중 상시전압강하는 전력품질의 가중 중요한 요소로서 SVC(Static Var Compensator) 또는 STACOM(Static Compensator)를 설치하여 전압강하를 보상하는 연구가 수행되었다. 또한 순시전압강하는 고속으로 운전중인 철도차량의 제어 및 안전에 상당한 영향을 미칠것으로 예상된다. 따라서 본 논문에서는 AT(Auto Transformer)급전계통에 적용되는 순간전압강하 보상장치에 관한 연구를 수행하였다. 순간전압강하에 의한 철도차량의 과도해석을 위해 전원, 철도급전변압기, AT, 철도선로 및 철도 차량부하를 모델링 하였다. 또한 순간전압강하 발생시 철도차량부하의 과도특성을 분석하였고 이를 보상하기위한 순간전압강하 보상장치 (DVR:Dynamic Voltage Restorer)를 제안하였다. 순간전압강하 보상 시뮬레이션 결과, 순간전압강하 보상장치의 철도급전계통의 적용은 상당히 유용함을 알수있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 Techno-Fair 및 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.75-76
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• 2008

전력거래소는 전격계통 안정된 운영과 공정한 전력시장 운영을 주요 임무로 하며, 이를 위하여 전국의 80여개의 발전소와 600여개 변전소로부터 발전량, 전압, 조류, 자단기 상태정보 등 다양한 전력계통 자료를 취득하고 있다 전력거래소의 중앙급전소에는 이와 같은 계통자료 취득은 물론 발전량 제어기능을 수행하기 위한 에너지관리시스템(이하 EMS 라 한다)을 운영하고 있으며, 발,변전소에는 현장의 전력설비와 연결되어 계통자료를 취득하여 EMS로 전송하는 원격소장치 (이하 RTU 라한다)를 운영하고 있다. 자료취득 경로는 모든 발전소와 34skv급 이상의 변전소의 경우 EMS와 RTU가 직접 연결되어 자료를 취득하며 154Kv급 이하 변전소는 12개 지역급전소의 자료취득제어시스템(이하 SCADA라 한다)를 경유하여 자료를 취득하고 있다. 전력계통의 대형화와 복잡화에 따라 계통해석기능 자동발전제어기능에 의한 계류운영으로 정보기술에 대한 의존도가 증가하고 있으며, 변동비 반영시장의 개선운영에 따라 공정한 전력시장 운영과 안정된 전력계통 운영을 위해 전력계통 취득자료의 신뢰도가 요구되고 있다. 따라서 EMS를 비롯한 RTU, 통신망 등 전력계통 자료취득 설비의 운영실적을 분석하여 각 시스템별 고장 고장원인 고장유형 등을 고찰하므로써 시스템 성능개선을 위한 설비투자와 운영개선에 반영하고자 한다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2006년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1222-1227
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• 2006

These days customers require various things such as multiple train, variable trainset, multiple Auxiliary Power Generator(APG) and so on. Among these, the train with multiple APG is installed with APG in each car. Thus, we control and monitor train installed with multiple APG through the TCMS(Train Control & Monitoring System). The TCMS supervise APG failure status and transmit control data in case of a APG failure or more, so energize or de-energize ESK and LRR. Therefore, we can easily control ESK and LRR which gets hard to control because of multiple APG.

• 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.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.38-44
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• 1998

본 논문에서는 변전설비 운용의 자동화를 실현하기 위하여 변전설비에서 발생하는 다양한 사고를 판정할 수 있고, 변전설비 사고가 송전설비로 확산되는 경우에 대비하기 위하여 송전설비의 진단기능을 부가시킨 지역급전분소의 운전자 지원을 위한 지능적 통합 고장진단 시스템을 개발하였다. 본 논문에서 제안한 전문가 시스템은 변전설비와 송전설비에서 발생하는 다양한 사고를 진단할 수 있으며, 데이터 이중화 장치를 통하여 감시제어 시스템의 데이터 베이스를 공유하게 함으로서 최소한의 부담으로 기존의 감시제어 시스템에 설치할 수 있도록 하였다. 또한 지식에 포함된 불확실성을 처리하기 위하여 퍼지추론을 수행하였고, 모듈라 프로그래밍 기법과 메타-인퍼런스 기법을 사용하고 있으며, 저가의 개인용 컴퓨터로 구현하였다.

• 전기학회논문지
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• 제61권3호
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• pp.485-490
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• 2012

Nowadays, in metropolitan railroad, DC feeding system is being generally applied. In order to reduce damage of electro-chemical corrosion caused by stray current and leakage current, in DC feeding system, rail is used as negative-polarity return conductor for traction load current. However, it has problem of rail potential increase and there are no adequate measures to prevent it in domestic. The rise of rail potential leads to damage for human and equipments. To solve the problems, this paper presents fundamental theory and related standards about rail potential increase. And then, we analyzed field testing data and simulated a variety of operations by using PSCAD/EMTDC as an analysis program of power system. In addition, this paper suggests rail potential limit device and addresses how to the device. To verify the effect, simulation of DC feeding system before and after the application of the device is carried out in various cases.