• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.940-942
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• 2000

전기설비에 있어서 저압회로의 과전류 보호기기로는 배선용 차단기, 기중 차단기, 한류 퓨즈, 전자 개폐기 등이 있으며, 이중 배선용 차단기의 중요한 차단원리인 한류차단원리 및 현상에 대해 상세한 분석이 필요하다. 단락이 발생하면 상당히 큰 단락전류가 흐르게 된다. 이 단락전류를 차단하는 경우 단락전류를 그대로 흐르지 않게 하여 본래의 단락전류를 작게 제어하면 차단시의 에너지는 작아진다. 본래의 단락전류를 작게 억제하여 차단하는 방법을 한류차단방식이라 하며 이러한 기구를 한류기구라 한다. 한류차단방식을 채용함으로써 동일 치수의 차단기라면 보다 큰 단락전류를 차단하는 것이 가능하다. 여기서는 한류차단특성의 이론적 해석과 단락전류에 의한 전자기적 영향, 기계적인 영향, 열적인 영향을 설명하고 이러한 영향을 최소화하기 위한 한류차단 원리 및 방법을 설명하고 분석하고자 한다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.97-100
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• 2009

배전계통에서 전력수요의 증가와 분산전원의 증가로 대용량 변압기의 적용이 불가피하게 되었다. 하지만, 대용량 변압기로 교체할 경우 배전계통에 고장발생시 고장전류의 크기가 증가되어 기존에 설치된 차단기 및 보호기기의 차단용량 초과로 인해 교체에 따른 경제적 비용 상승이 우려된다. 따라서, 대용량 변압기의 교체시 고장전류 증가 문제를 해결하기 위한 방안 중 하나로 초전도한류기를 설치하는 방안을 검토하고 있다. 초전도 한류기는 평상시에 초전도 상태인 영 저항이므로 전력손실이 발생하지 않으며, 고장 발생시 치로 인한 신속한 저항 발생으로 고장전류를 빠르게 감지 및 제한함으로써 기존에 설치된 차단기의 차단 용량이하로 감소시켜 줄뿐만 아니라 계통의 안정도를 향상시킬 수 있다. 그러나, 초전도한류기는 도입위치에 따라 ��치 발생시 초전도한류기의 저항 크기가 다르게 되며, 고장전류 제한효과 및 보호협조를 고려한 적정의 한류기 저항 설정이 필요하다. 이에 대한 선행연구로서, 본 논문에서는 모의 배전계통에 초전도한류기를 적용하였을 경우 도입위치에 따라 전류제한, 모선 전압강하, 초전도한류기의 전력부담을 실험을 통하여 비교 분석하였다. 분석을 통해 초전도한류기를 피더에 설치하였을 경우 전류제한 효과, 모선 전압강하 보상효과는 가장 우수하였으나 가장 많은 전력부담을 갖는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국초전도저온공학회지:초전도와저온공학
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• 제6권2호
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• pp.21-25
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• 2004

초전도 한류기는 전기 회로에 사고 발생시 대단히 빠르게 임피던스를 발생시켜 고장전류를 제한한다. 여러 종류의 고온초전도체가 한류기용 도체로 활용되고 있는데, 도체의 종류에 따라 다양한 종류의 초전도 한류기가 제안 및 개발되고 있다. 그 중 저항 스위치형 한류기는 다른 형식에 비해 작고, 간단하고, 필경 값이 싸다. 저항 스위치형 한류기는 통전 전류가 임계전류(Ic) 초과시 초전도체가 상전도체로 전이(quench)할 때 대단히 빨리 저항이 발생함을 이용하는 수동소자이다.(중략)

• 한국초전도학회:학술대회논문집
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• 한국초전도학회 1999년도 High Temperature Superconductivity Vol.IX
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• pp.338-342
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• 1999

전력계통에 저항형과 유도형 초전도 한류기를 적용하였을 때 사고각별 전류제한 효과를 살펴보았다. S1 변전소로부터 S2 변전소까지 거리의 약 60%지점에서 사고가 발생하였을 때, 1선 지락사고에서 S1측 고장전류는 사고각 0 $^{\circ}$ 의 경우 약 39kA이었으며 이는 정상전류의 약 87배이었고, 5주기 이후의 전류값도 53배에 달하는 약 23 kA값을 보여주었다. 차단기 전단에 저항형과 유도형 초전도 한류기를 적용하였을 때 사고각별 전류제한효과를 보면, 사고각 0 $^{\circ}$ 인 경우 저항형은 사고발생 직후 최대 한류전류값이 최고 39 kA, 최종 한류전류값이 약 15 kA이었다. 이때 과도상태에서 직류분은 거의 발생하지 않았다. 유도형은 사고발생 직후 최고 39 kA와 최종 12 kA의 전류값을 나타내었다. 이때 직류분은 약 3 kA이었다. 2선 지락사고에서 고장전류는 사고각 0 $^{\circ}$ 의 경우 최고 약 56 kA이었으며 이는 정상전류의 약124배이었고, 5주기 이후의 전류값도 76배에 달하는 약 34 kA값을 보여주었다. 선로에 저항형과 유도형 초전도 한류기를 적용한 경우 사고각별전류제한 효과를 보면, 사고각이 0 $^{\circ}$ 일때 저항형은 사고발생 직후 최대 한류전류값이 최고 44kA, 최종한류전류값이 약 15 kA이었다. 이때 과도상태에서 직류분은 거의 발생하지 않았다. 유도형은 사고발생 직후 최고 44 kA와 최종 14 kA의 전류값을 보여주었다. 이때 직류분은 약 4 kA이었다. 1, 2선 지락사고를 종합해 보면 2선 지락사고가 사고전류의 크기와 유도형의 직류분 감쇄폭이 약간 컸을 뿐 전력계통에서 초전도 한류기의 적용은 같은 조건(초전도 한류기의 최종 임피던스100${\omega}$)하에서 전류제한 능력면에서는 유도형이 유리하고 초기 과도상태에서 직류성분의 발생측면은 저항형이 장점을 가지고 있음을 알 수 있었다. 아울러 앞으로는 quench 시간에 따른 전류제한 현상에 관한 simulation을 수행 하고자 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.65-66
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• 2011

전력계통에서 등가 임피던스의 감소로 인한 고장전류 증가는 계통의 손상을 일으킨다. 이를 방지하고 안정적인 운영을 위해서 고장전류의 억제가 가장 필요하다. 고장전류를 억제하기 위해 한류기를 사용하게 되는데 근래에 초전도 한류기에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 초전도 한류기는 전류의 크기에 따라 임피던스 값이 변하는 초전도체의 특성을 이용하여 전류를 억제시키는 장치로 본 논문에서는 모의배전계통에 트리거형 초전도한류기의 적용 위치에 따른 고장전류의 저감효과를 비교 분석 하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.18-20
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• 2005

일반적으로 저압계통의 고장전류를 차단하기 위해 설치된 차단기의 차단원리는 주로 역전압발생법올 이용하고 있다. 역전압발생법은 효과적으로 저압계통의 고장전류를 차단할 수 있으나, 제한된 한류성능과 긴 아킹 시간은 차단기는 물론 주변 전력기기에 전기적/열적/기계적 스트레스를 주게 된다. 국내외 업체는 고장전류를 보다 빠르고 효과적으로 제한 및 차단을 할 수 있는 한류형 차단기를 제안하고 있는 실정이다. 저압계통의 경우, 정온도계수 (Positive Temperature Coefficient, PTC) 특성을 가지는 한류소자를 기존 차단기에 직렬 혹은 병렬로 연결하여 저압계통의 고장전류를 매우 빠르고 효과적으로 제한 및 차단하는 추세에 있으며, 또한 PTC 한류소자를 이용함으로써 저압계통의 차단보호협조를 효과적으로 구현하고자 하고 있다. PTC 한류소자는 소자는 열팽창이 큰 비전도성 성분과 열팽창이 작은 전도성 성분이 혼합되어 구성되며, 소자의 온도가 증가함에 따라 비전도성 성분이 상대적으로 큰 부피 팽창을 하여 저항이 증가하게 된다. 이러한 PTC 소자를 전력계통에 적용함으로써 고장전류에 따른 줄열에 의한 저항증가로 고장전류를 제한하게 된다. 본 연구에서는 일반적으로 배터리 보호용으로 사용되는 폴리에틸렌 수지 및 카본블랙으로 구성된 폴리머 PTC 한류소자를 이용하여, 기존의 저전력 배터리 보호 폴리머 PTC 소자로부터, 저압계통의 단락사고시 발생하는 단락전류를 효과적으로 제한할 수 있는 대전력 폴리머 PTC 소자를 개발하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.2213_2214
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• 2009

본 논문에서는 트리거와 리미팅 요소를 갖는 초전도 한류기의 전류제한 특성을 분석하였다. 일반적으로 저항형 초전도한류기는 트리거동작과 리미팅동작이 초전도한류기 자체에서 모두 이루어지게 된다. 초전도 한류기의 구성요소를 트리거동작과 리미팅동작을 수행하는 요소로 분리시켜 보다 효율적으로 고장전류를 감지하고 제한할 수 있음을 등가회로와 모의실험을 통해 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.274_275
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• 2009

본 논문에서는 배전계통 주변압기 중성선에 초전도 한류기를 적용할 경우 고장전류 제한 및 회복특성에 대해 분석하였다. 배전계통에 초전도한류기 적용위치에 따라 초전도한류기의 부담이 다르게 되며, 이에 따라 고장전류 제한효과를 포함한 건전선로에 미치는 영향에 대한 분석이 필요하다. 배전계통내에 초전도한류기의 다양한 적용위치중에서 주변압기 중성선에 초전도한류기를 적용할 경우 보다 빈번하게 발생하는 비대칭사고에 대해 효과적으로 고장전류를 제한할 수 있음을 모의실험을 통해 분석하였다. 이와 더불어 고장제거시 초전도한류기의 회복특성에서도 선로 각 상에 초전도한류기를 적용할 경우보다 중성선에 적용할 경우에 회복시간이 크게 감소되는 것을 모의실험을 통해 비교할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.2232-2234
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• 2005

배전 계통에서는 전동기의 시동 전류, 변압기의 여자돌입전류, 콘덴서의 고주파 과도 돌입전류 등의 과전류가 흐르므로, 회로 보호용 한류 퓨즈가 엘리먼트의 피로나 열화 등에 의해, 예기치 못한 용단이 발생한다. 이 경우 고장을 미연에 방지하기 위해, 한류 퓨즈의 신뢰성을 보다 향상시키기 위해서는 제품 특성의 균일성을 확보함으로서 그 사용 실태에 대응해서 적절히 교환하는 것이 필요하다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.361-370
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• 2024

본 논문에서는 저비용 제작이 가능한 직렬 공진형 한류기를 스마트 그리드 배전 계통에 적용하기 위한 방법을 연구하였다. 먼저, 한류기의 직렬 공진 회로에 주입되는 단락 전류의 고조파 성분들이 과도 응답의 피크 값에 미치는 영향에 대해서 분석하였으며, 퍼센트 임피던스 기반 고장 전류 계산법을 적용하여 정상 상태 응답을 결정하는 방법을 연구하였다. 다음, 시험 배전 선로에 적용하여 채택된 방법의 유효성을 검증하였다. 설계된 한류기를 적용한 시험 배전계통을 EMTP_RV를 이용하여 모델링하였으며 3상 단락 고장 시나리오를 모의하였다. 고장 모의 결과에서 한류기 적용 후 고장 전류의 정상 상태 응답이 설계 목표 값을 정확하게 추종하는 것을 확인하였다. 또한 한류기 적용 전과 후의 고장전류 파형 비교에서 고장 전류가 크게 억제되는 것을 확인함으로써 배전 계통에 대한 직렬 공진형 한류기 적용 효과를 확인할 수 있었다.