• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2006년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.435-437
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• 2006

KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) 장치는 Tokamak 개념의 핵융합 연구 장치로서 플라즈마를 가두기 위한 자장을 발생하는 토로이달 자장(Toroidal Field, TF) 코일과 플라즈마 발생 및 형상 조정을 위한 폴로이달 자장 (Poloidal Filed, PF) 코일로 구성되며, 초전도 코일을 이용한다. TF코일의 전원장치로는 40 kA급의 안정된 직류 전원장치가 필요하며, PF 코일의 전원장치로는 빠른 전류상승 및 피드백 기능을 갖춘 정밀 대전류 전원을 필요로 한다. 또한 초전도 코일의 ??????치현상 발생 시 코일과 전원장치 보호를 위한 대전류 직류 차단시스템을 필요로 한다. KSTAR 장치의 설계에 의하면 상하 7쌍의 초전도 PF 코일에 약 1MA/sec급의 고속 전류구동을 운전 시나리오에 따라 인가하여 핵융합 연구를 위한 플라즈마를 생성한다. 본 논문은 TF 및 PF 코일에 대전류를 인가하기 위해서 개발된 전원장치 (Power Supply, PS)에 관한 연구이다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.241-242
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• 2012

ITER 초전도자석 전원공급장치에 심각한 고장이 발생할 경우 전원장치뿐만 아니라 그 부하인 초전도코일에도 영향을 줄 수 있다. 초전도코일이 파괴될 경우 수리가 어려워 프로젝트 자체에 중대한 영향을 미칠 수 있어 전원공급장치의 보호는 매우 중요하다. 본 논문에서는 ITER 초전도자석 전원공급장치에서 발생할 수 있는 주요 고장 항목을 소개하고, 전원장치 보호시퀀스에 따른 보호능력의 적합성을 검증한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.1118-1119
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• 2015

본 논문에서는 2세대 고온초전도 선재를 이용하여 영구전류 모드 운전이 가능한 상전도 접합부가 없는 초전도 모델 코일을 제작하고, 영구전류 인가를 위해 플럭스 펌프형태의 소규모 초전도 전원장치를 제작 77 K 운전 온도에서 영구전류 충전 시험을 진행하였다. 플럭스 펌프는 영구자석을 이용한 회전 자속형으로 제작되었고, 2세대 고온초전도 선재를 이용한 영구전류 마그넷의 적용에 필요한 초전도 전원장치의 기초 특성연구를 수행하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.140-145
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• 2010

본 연구에서는 초전도 전원장치의 비선형적인 충전특성을 이론적으로 해석하기 위해서 Radial Basis Function 뉴럴 네트워크를 적용하였으며 이를 바탕으로 초전도 부하 마그넷에 따른 충전특성의 경향을 해석하였다. 본 논문에서는 안정적인 충전전류를 발생시키고 충전전류를 쉽게 제어할 수 있는 리니어형 초전도 전원장치를 개발하였고, 극저온 시스템에서 충전전류 특성을 실험적으로 수행하였다. 이를 통해 초전도 전원장치는 초전도 선재(초전도 Nb 박막)를 사용하기 때문에 비선형적인 충전전류 특성을 가짐을 알 수 있었다. 일반적으로, 극저온에서의 실질적인 실험에 있어서 주변 환경에 따른 냉각 비용 문제 등이 대두되기 때문에 다양한 실험을 수행하는데 연구의 어려움이 있다. 따라서 본 논문에서는 개발된 초전도 전원장치의 주파수에 대한 비선형적인 충전 특성을 기반으로 지능형 알고리즘인 RBF 뉴럴 네트워크를 통해서 그 결과를 예측하고 이에 대해서 지능 모델을 구현하였다. 본 논문에서 사용된 RBF 뉴럴 네트워크에서는 효율적인 데이터 처리를 위해서 은닉층에 FCM 클러스터링 알고리즘을 사용하였으며, 클러스터의 수가 모델의 은닉층에서의 노드의 수가 되도록 설계하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.188-189
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• 2016

ITER AC/DC Converter Local Controller는 플라즈마 제어 시스템에서 요구하는 전압 전류 명령에 따라 초전도 코일에 전류를 공급하고 컨버터 System 자체 보호 기능, 초전도 코일시스템 이상 시 Bypass 및 코일 에너지를 계통에 회생하여 에너지를 방전하여야 한다. 코일 별로 플라즈마 제어에 필요한 높은 전압 전류는 전원 장치의 직렬 접속이 요구되고(2직렬, 4직렬, 6직렬) 제어적으로 이들 제어 시스템들은 신뢰도가 높은 디지털 설계를 요구 한다. 본 논문은 다 직렬 전원 장치 제어를 위한 Local Controller의 설계 내용을 논의하고자 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.243-244
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• 2012

ITER 초전도자석 전원공급장치에서 고장의 종류는 단락, 단락 외 컨버터 내부고장 그리고 여러 외부요인에 의한 고장 크게 세 가지로 구분된다. 여기서 단락 외 컨버터 내부고장과 외부요인에 의한 고장은 보호시스템 및 장치의 동작으로 인해 피해가 축소된다. 하지만 단락시에는 보호시스템이 동작하더라도 단락전류가 매우 커 큰 피해를 줄 수 있다. 또한 ITER 초전도자석 전원공급장치는 운전 중 발생 가능한 부하의 단락으로부터 초전도자석 및 다른 장치 등을 보호하기 위하여 ITER에서 요구하고 있는 FSC(Fault Suppression Capability: 고장 억제 능력) 조건을 만족해야 한다. FSC 조건에서 전원공급장치는 출력에서 300 kA의 단락전류가 흐를 경우에도 80 ms(50 Hz, 4주기)동안 전기적 고장 없이 견뎌야 한다. 본 논문에서는 전원공급장치에서 발생될 수 있는 주요 단락 항목을 소개하고, 최악의 조건에서 단락전류에 의한 전원공급장치의 고장해석을 통해 FSC 요건을 만족하는 소자 선정 및 구조설계의 적합성을 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.130-131
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• 2019

국제 핵융합실험로(ITER)를 위해 한국이 제작, 시험, 설치 및 시운전을 하기로 되어 있는 CS(Central Solenoid) 초전도 자석용 전원장치의 시험 및 그 결과에 관하여 논의하고자 한다. 토카막 운전에서 플라즈마 발생 및 제어를 위한 대전류, 고전압, 270 kA 단락 용량 및 4상한 운전 특성을 갖는 45 kA/1050 V의 12펄스 싸이리스터 AC/DC 컨버터 및 제어기를 제작완료하였으며, ITER 부지로 운송하기 전에 공장의 전원 및 부하용량을 고려하여 시험절차서를 개발하였으며, 공장시험(FAT, Factory Acceptance Test)를 진행하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.115-116
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• 2016

ITER 전원장치(CPS: Coil Power Supply System)는 핵융합 초전도자석에 전기를 공급하는 중요설비로서 컨버터의 고장이나 초전도코일에 이상발생 시 주요장치들을 안전하게 보호하여야 한다. 이를 위해 설계된 전원장치 보호계통(PIS: Plant Interlock System)은 Event 발생 시에 언제든지 작동하여 전원장치를 보호할 수 있도록 높은 신뢰도가 요구된다. 본 논문에서는 ITER 설비의 중앙보호계통(CIS: Central Interlock System)과 전원장치 PIS의 계통연계 및 신호흐름을 분석하고, 신뢰도 계산을 위해 RBD(Reliability Block Diagram) 방법을 사용하여 PIS 모델을 구성한다. PIS 비가용도 계산은 Reliasoft사의 BlockSim 소프트웨어 툴을 사용하여 분석하고, 계산결과가 설계기준을 만족하는지 평가한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.251-252
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• 2011

ITER 기구는 초전도자석 전원장치가 운전 중 발생 가능한 부하의 단락으로부터 장치를 보호하기 위하여 FSC(Fault Suppression Capability) 조건에 만족할 것을 요구하고 있다. 본 연구에서는 모의시험을 통해 FSC 조건에서 발생되는 단락 전류에 의한 소자 이상 유무 및 전자기력의 크기와 방향을 확인하였고, 해석을 통해 전자기력이 전원장치 구조물에 미치는 영향을 검토하였으며, 실제 시험을 통해 모의시험 및 해석 결과가 타당함을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.251-252
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• 2012

ITER(국제핵융합실험로) 제어시스템은 중앙제어와 Plant System으로 구성되며 CODAC, Central Interlock, Central Safety System으로 구분된다. 초전도자석에 전류를 공급하는 AC/DC 컨버터 시스템은 2상한, 4상한 구조의 전원 장치, 초기 플라즈마 발생에 필요한 Switching Network Unit, 코일에 저장된 에너지의 급속 방전을 위한 Fast Discharge Unit 및 무효 전력 보상장치로 구성된다. 4상한 전원장치는 1, 2, 4, 6대의 전원 장치가 직렬 접속되어 무효전력 발생이 최소로 하도록 제어된다. 대용량의 무효전력이 급격히 변화는 환경에서 계통 전압을 유지하기위해 무효전력보상장치는 각 전원 장치가 예측한 무효전력 값을 이용하여 제어한다. 본 논문은 ITER 전원 장치를 운전하기 위한 제어시스템의 개요와 예비설계 결과이다.