• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2060-2062
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• 2001

전기를 에너지원으로 사용하는 각 종 부하는 가정, 공장 및 상가 등에 널리 분산되어 있고, 여기에 전기를 생산 공급하는 발전기도 지역적으로 분산되어 병렬운전이 되고 있다. 새로운 발전기가 병렬운전에 참여하기 위해서는 기존 운전되고 있는 전력계통과의 전압, 주파수, 상회전, 위상이 일치하여야 한다. 만약 이들 조건이 갖추어지지 않은 상태에서 임의 병렬 접속을 시도하게 되면 해당 발전기는 물론 전체 계통에 충격과 손상을 초래할 수 있다. 양측의 전압과 주파수 비교는 상용 계측기를 사용하여 비교적 쉽게 할 수 있느나, 상회전 방향과 위상차의 판별에는 세심한 주의가 필요하다. 최근의 발전기에는 병렬 운전 조건을 자동으로 조정, 확인을 하는 장치를 채용하고 있으며 구체적인 회로구성과 동작원리를 여기에서 살펴보았다. 병렬 접속이 이루어진 후 발전기 별 전력 분담과, 계통 주파수 변동에 따라 자동으로 발전기 출력 제어가 이루어지는 기능이 터빈 조속기 측에 설정되어 사용된다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.107-107
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• 2009

모듈 형 터빈 다이아프람은, 아우터 링(outer ring), 스팀 패스(steam path)와 이너 웹(inner web)의 원형 형상을 갖는 세 부분을 조립하여 원주 방향의 용접 조인트를 형성하는 기존의 다이아프람 형태가 아니라, 아우터 슈라우드(outer shroud), 베인(vane)과 이너 슈라우드(inner shroud)의 세 부분이 하나의 모듈을 이루고 이러한 모듈을 원주 방향으로 조립하여 방사 방향의 조인트를 형성한다. 전자빔 용접은 이와 같은 방사 방향의 조인트를 수직으로 가로지르는 용접 궤적을 따라 진행되며, 용접 패스에 따라 형성되는 용융 비드의 단면적만큼 인접하는 두 모듈을 접합시킨다. 이 경우 용융 비드의 단면적과 형상은 두 모듈의 결합 강도를 결정하는 중요한 요소가 되어, 제작 시 다이아프람의 크기와 두께에 따라 용입 깊이와 평균 단면 비드 폭을 규정하고 있다. 본 연구에서는 용입 깊이와 단면 비드 폭의 요구 조건을 만족하면서 결함이 없는 건전한 용접부를 얻을 수 있는 최적 용접 조건을 도출하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 플레이트 시편과 모듈 시편을 사용한 기초 실험과 유사 시제품(semi-mockup) 실험을 실시하였다. 플레이트 기초 실험을 통해 전자빔 주요 변수인 빔 전류, 초점 위치, 용접 속도, 빔 진동 폭 변화에 따른 용융 비드 형상 변화를 관찰하였고, 빔 전류가 용입 깊이에 가장 큰 영향을 주는 인자임을 확인하여 요구 용입 깊이 별 적정 빔 전류 값을 설정하였다. 용접 속도는 생산성 측면에서 균열이 발생하지 않는 범위에서 가능하면 가장 큰 값을 사용하였고, 빔 진동 폭은 초점 위치와 함께 단면 비드 형상 결정에 많은 영향을 주는 인자로 확인되어 균열이 없는 가장 이상적인 단면 비드 형상인 완만한 쐐기 형태가 되도록 설정하였다. 이 후 실제 제품 폭과 용접 패스를 갖는 블록 모듈 실험을 통해 설정 용접 변수의 적용성과 균열 발생 여부를 확인하였고, 이 때 적용 제품 폭이 30 mm 이하이며 요구 용입 깊이가 50 mm 이상의 경우에서 비드 중앙부 균열이 발생함을 관찰하였다. 따라서 해당 영역의 제품에는 균열 저항성이 높도록 용접 속도와 빔 진동 폭을 줄여 최적 용접 변수를 새롭게 설정하였으며, 이를 유사 시제품 실험에 적용하여 최종적으로 용접 변수 안정성을 검증하였다. 이러한 실험을 통해 확인된 최적 용접 조건을 실 제품 제작에 적용하여 모듈 형 터빈 다이아프람 전자빔 용접 제작을 성공적으로 완료할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.248-250
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• 2017

Mar-M-247 합금은 고온에서의 우수한 강도로 Ni기 초내열합금 중 항공용 가스터빈 부품에 가장 널리 사용되는 소재 중 하나이다. Mar-M-247을 이용하여 터빈 노즐, 터빈 블레이드와 같이 Hot section 용으로 제작되는 부품은 복잡한 형상 등의 이유로 접합 공정을 적용하고 있다. 본 연구에서는 Mar-M-247 합금의 액상확산접합부에 대한 고온 특성 거동을 고찰하고자 하였다. 이에, $1,121^{\circ}C$에서 7분간 확산접합을 실시하여 고온 강도 변화를 관찰하였다. 시험 결과, 접합 시편은 $649^{\circ}C$에서 모재 대비 약 70%, $825^{\circ}C$에서 약 60%, $1,000^{\circ}C$에서 약 45%의 강도치를 나타내었다. 접합시간에 따른 강도 변화를 관찰한 결과, 720분 접합한 시편은 $649^{\circ}C$에서 모재와 유사한 강도치를 나타내었으며, 이는 One-body 부품에 가까운 일체형 확산 접합이 이루어진 것으로 판단된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 A
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• pp.274-276
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• 2002

긴급보호제어시스템(SPS, Special Protection System)은 일반적인 보호동작 범위를 벗어난 외란에 대해서 계통 전지역의 보호를 목적으로 하는 광역시스템 보호기술이다. 따라서 SPS는 외란 시에 계통 장비의 보호보다는 계통을 보호함으로써 전력 공급능력 향상에 주안점을 두게 된다. SPS는 자주 동작하지 않고 평소에는 대기 상태로 있으며, 긴급한 동작이 요구되기 때문에 많은 경우에 그 동작이 미리 결정되어 있다. SPS는 입력변수나 전력계통에의 영향에 따라 분류할 수 있는데, 입력변수에 따라서는 계통 응답에 기초한 SPS와 사고에 기초한 SPS로 나눌 수 있다. 발전기 탈락, 부하 차단이 SPS의 주요 보호 동작이며 이 외에 가스터빈이나 양수발전기 기동, AGC 제어, HVDC 고속전력변환, 분로기기의 자동스위칭 등의 제어 동작이 있다. 우리나라의 경우에는 주로 동기탈조 방지를 위한 발전기 탈락의 동작을 하는 SPS가 설치, 운전되고 있다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2009년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.1288-1293
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• 2009

The TES (Thermal Energy Storage) cooling system utilizing cheaper off-peak electricity has been applied just for building air-conditioning currently and causes limitation of usage rate and inefficiency of national resources utilization. In this regard, more says the necessity to apply TES system in industrial cooling system which is longer using period and wider usage. In this study, we will approve the technical and economical improvement in efficiency of industrial cooling system applied TES system by utilizing cheaper off-peak electricity and it will attribute the promotion of TES system and stabilization of supply and demand of electric power by proving the necessity to develop more efficient industrial cooling system by combining TES system.

• 한국추진공학회지
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• 제4권4호
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• pp.87-97
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• 2000

국내에서 최초로 개발된 기본훈련기 KT-1의 추진기관인 터보프롭 엔진(PT6A-62)을 위한 정상상태 성능모사 덴 진단 프로그램을 개발하였다. 개발된 정상상태 성능해석 프로그램의 검증을 위해 해석 결과를 엔진 제작사에서 제공한 성능 데이터 및 가스터빈 엔진의 성능 모사 프로그램으로 잘 알려진 GASTURB와 비교하였다. 개발된 정상상태 성능해석 프로그램의 검증을 위해 해석 결과를 엔진 제작사에서 제공한 성능 데이터 및 가스터빈 엔진의 성능 모사 프로그램으로 잘 알려진 GASTURB와 비교하였다. 개발된 프로그램의 유용성을 검증하기 위해 다양한 고도, 비행마하수, 부분부하에서의 성능을 해석하였다. GPA(Gas Pess Analysis) 방법은 엔진의 성능 저하를 구성품 효율의 저하와 공기유량의 변화량으로 나타내는 방법이다. 오염, 부식, 침식과 같은 물리적 손상을 탐지하기 위한 최적의 계측변수 선정을 위해 GPA 방법은 유용하다. 본 연구에서는 최적의 계측변수를 선정하기 위해 2가지 방법을 이용하였다 하나는 독립변수의 수를 다르게 하여 계측기 수가 진단에 미치는 영향을 알아보았으며 다음 종속변수의 종류가 미치는 영향을 살펴보았다. 해석 결과에 따르면 압축기 입구 온도 및 압력, 압축기 터빈 입구 온도 및 압력, 동력 터빈 입구의 온도 및 압력과 축마력, 연료유량 등을 측정하여 진단에 이용하는 것이 가장 오차가 적었다.

• 한국음향학회지
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• 제35권4호
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• pp.261-271
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• 2016

지반에 인입된 파일에 대한 거동 해석은 지반의 비선형 거동 특성으로 인해 일반적으로 유한요소에 기반한 수치적인 방법을 주로 이용한다. 그러나 수치 해석은 파일-지반 모델링 및 연산에 많은 노력과 시간을 요구하므로 파일의 제원과 지반 물성치가 확정되지 않은 초기 설계 단계에서는 활용에 많은 한계를 갖는다. 반면, 지반을 선형화한 이론해석의 경우 수치 해석에 비해 모델이 단순하고 연산 시간이 매우 짧으므로, 해석의 신뢰성이 확보된다면 지반-지지구조의 거동 특성을 초기에 예측하는데 유용할 것이다. 본 연구에서 대상으로 하는 풍력발전기의 경우, 초기 설계 단계에서 풍력터빈의 고유진동수 예측을 위한 동적 거동 해석이 요구되며, 이 때 지반에 인입된 풍력터빈의 지지구조는 탄성경계조건으로 단순화하여 동적 거동 해석에 반영할 수 있다. 이를 위해, 본 논문에서는 풍력터빈 지지구조의 선단부 탄성 계수를 도출하고자 지반에 인입된 파일에 대한 파일-지반 연성해석을 수행하였다. 해석 시 지반의 변형은 탄성범위 이내에 있다고 단순화하여 지반에 인입된 파일을 탄성지지된 보로 모델링하였다. 탄성지지보 모델을 이용해 파일 선단에 수평 하중 또는 모멘트가 작용할 때 발생하는 파일의 횡변형을 구하고, 이로부터 영향계수를 도출하였다. 풍력터빈의 지지구조에 대한 해석 예로써, 모노파일과 석션파일에 대해 파일 선단의 영향계수를 구하고, 이를 문헌의 결과와 비교함으로써 해석 결과의 신뢰도를 검증하였다. 또한 이 두 파일의 깊이에 따른 변형 및 선단부의 스프링 상수를 비교하여 지지구조의 강성 측면에서 모노파일과 석션파일의 특성을 살펴보았다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.2737-2743
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• 2015

풍력발전은 풍력단지가 전력계통과 접속되는 모선의 전압을 유지 또는 제어하기 위한 충분한 무효전력을 공급할 수 있어야 한다. 하지만 풍력단지와 계통 접속점(POI - Point of Interconnection) 모선을 연결하는 선로의 무효전력 손실 때문에 풍력터빈의 무효전력공급은 접속점의 전압을 제어하기에는 불충분하다. 이 문제는 접속점에 STATCOM(Static Synchronous Compensator)과 같은 부수적인 무효전력 보상장치를 설치하여 해결할 수 있다. 본 논문에서 제시하는 STATCOM과 Switched-Shunt, 탭변환 변압기와 같은 기존의 무효전력 보상장치의 협조제어를 사용하면 더욱 효과적으로 접속점 모선의 전압을 제어할 수 있다. 본 논문에서 제시한 방법을 이용하여 초기부하에 대하여 임의의 부하 변동률을 가지는 모의 시스템에 적용한 결과 접속점 모선의 전압강하는 60%이상 개선되었고 부하 모선의 전압은 정격전압의 95%이상을 유지하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.159-159
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• 2011

수자원 공급의 시 공간적 편차가 큰 우리나라에서는 수자원을 이용하기 위해서 다수의 댐을 건설하고 있다. 특히, 생활수준의 향상으로 용수 수요가 급증하였기 때문에 용수가 부족한 곳에는 광역상수도 사업 등을 통하여 용수를 공급하고 있다. 댐에서 용수가 공급되기까지의 과정은 일종의 관수로 흐름으로 생각할 수 있다. 관수로 내를 흐르는 유체가 갑자기 정지하게 되면, 유체 운동 에너지의 변화가 유발되고, 그로 인해 관내에 급격한 압력의 상승이 일어나게 된다. 반대로 정지하고 있던 유체가 빠른 속도로 흐르게 되면 압력 감소가 급격하게 발생한다. 이와 같이 유체 운동 상태의 급변에 의한 압력변화와 그에 따른 압력파가 음속의 속도로 상 하류로 전파되는 현상을 수격작용(waterhammer)이라 한다. 통상적으로 수격작용은 밸브 개폐 정도가 갑자기 바뀔 때, 펌프의 급격한 기동이나 정지 시, 터빈 내 전력소요가 갑자기 바뀔 때, 댐 수위의 갑작스런 변화, 펌프 임펠러의 진동, 물 수요의 급격한 변화 등에 의해 발생하며, 수격작용은 유체의 질량과 운동량 때문에 관 벽에 큰 힘을 가하게 되어 정상적인 동수압 보다 몇 배나 큰 압력을 발생시킴으로 관 자체는 물론 펌프, 밸브, 터빈 등 관 시설물을 파손시키거나 진동, 소음 등을 야기시킴으로 대규모 건물, 공장, 발전소 등을 설계할 경우 그에 대한 적절한 대책을 강구하여야 한다. 특히 댐에 연결된 저수지 또는 조정지로부터의 도수로가 압력수로이며 그 길이가 상당히 크면 수차가 급정지했을 경우 수격작용에 의해서 압력터널 내에 과도한 압력상승이 일어난다. 이 압력상승을 방지함과 함께 발전소 부하의 증감에 따라서 수량을 공급하거나, 흡수할 목적으로 압력도수로와 수압관과의 접합부에 자유수면이 있는 수조를 설치한다. 이것을 조압수조(surge tank)라 한다(최영박, 1979). 조압수조에서 부하의 급속한 차단에 의해서 수차로 유입될 수량이 차단되면 도수로 내로 흘러 들어온 물은 관성 때문에 수조 내의 수위를 상승시키고, 수조 수위가 어느 정도 이상으로 되어 저수지 수위 보다 상승하면 수조로의 유입이 정지하고 반대로 수조에서 저수지로 역류하여 수조수위는 하강한다. 즉, 조압수조는 도수로 내에 발생한 과도한 압력을 수조 내 수면의 승강운동을 이용하여 감소시키고 원래의 안정적인 수위로 회복시킨다. 본 연구에서는 수격작용에 대한 댐 안정성을 확보하는 수단 중의 하나인 조압수조에 대해 살펴보았다. 연구대상으로 용담댐을 선정하였다. 용담댐에 대한 기존의 검토결과 수직 갱의 지름이 5m 이상이면 조압수조의 동적안정조건을 만족 시키는 것으로 조사되었다. 댐의 설계홍수위인 EL. 265.5m를 기준으로 조압수조의 안정성을 감소시키지 않는 범위 내에서 조압수조 내 격벽 설치 유 무에 따른 수조의 최적 크기를 산정하였다. 산정결과를 분석한 결과 동일 조건에서 격벽을 설치한 경우가 격벽을 설치하지 않은 경우에 비해서 조압수조의 면적이 약 21% 감소하는 것으로 나타났다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.403-404
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• 2008

자원의 고갈과 각종 환경규제 및 정부의 전력거래 방침 등으로 인해 점점 발전소에서는 전력 계통에 대한 신뢰도 및 전기품질을 유지하기가 어려워지고있다. 발전소의 부하대별 주요 운전 설계값은 효율과 바로 직결되는 사항으로 각 부하별로 온도와 압력 등 운전설계값을 최적의 상태로 유지하는 것은 발전소 수명과 발전효율, 전력거래 등에 있어 중요한 요소들이다. 전력시장에 진입하는 발전소는 전력계통의 갑작스런 불안성 상황이나 전력거래소 요청시 경사변동폭, 출력변통율, 무효전력 출력, 자동발전제어, 주파수조절량 확보 등을 수행할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 고급공정제어기를 이용하여 운전설계계값을 효과적으로 제어 하면서 기존의 제어로직보다 전력계통상에서 요구되는 발전기 출력을 최대한 신속히 제어하는 과정을 기술하였다. 우선 보일러 마스터와 터빈 마스터, 급수 마스터로 구성된 제어로직을 설계한 뒤 이들 마스터에 대한 발전기 출력, 주증기 압력, 기수분리기 출구온도 각각의 영향을 모델링 기법을 이용하여 적합한 모델을 구했다. 각각의 모델을 고급공정제어기에 적용하고 발전기 출력제어에 대한 기존의 발전소 응답보다 좀 더 효율적이고 실제적용이 가능한 결과를 얻을 수 있도록 튜닝을 시행했으며 그 과정과 결과를 기술했다.