• 제목/요약/키워드: Current limiting element

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전력계통의 지락사고에 대한 매트릭스형 초전도 한류기의 동작특성 (Analysis Operating Characteristics of Matrix-Type Superconducting Fault Current Limiter in Ground Faults of Power Grid)

  • 오금곤;조용선;최효상;오성보;김덕구
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제23권10호
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    • pp.14-20
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    • 2009
  • 전력 계통 내에서 발생하는 과도한 고장전류의 억제를 위한 가장 이상적인 방안은 초전도 한류기이다. 초전도 한류기의 전력계통 적용을 위해 본 논문에서는 전력계통 내에서 발생하는 1선, 2선, 3선 지락사고를 모의하여 매트릭스형 초전도 한류기의 동작 특성 및 소비전력을 분석하였다. 모든 지락사고에 대해 매트릭스형 초전도 한류기는 사고 초기에는 85[%] 이상, 1주기 이후에는 95[%] 이상 고장전류를 제한시킬 수 있다는 것을 확인하였다. 또한 초전도 소자간의 임계특성의 차이를 줄여줌으로써 소비전력이 균등해진다는 것을 확인하였다.

인청동 스위칭 모듈을 이용한 전력계통 및 전자기기 내부회로의 MOV 열폭주 방지와 안전성 개선 (Thermal Runaway Prevention of MOV and Safety Improvement of Power Line System and Internal Electronic Device Circuit Using a Phosphorous Switching Module)

  • 김주철;최경래;이상중
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제25권9호
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    • pp.75-79
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    • 2011
  • The MOV(Metal Oxide Varistor), a voltage limiting element, has been installed in the SPD(Surge Protective Device) or inside the internal circuit of an electronic appliance for protection of the electric power system and electronic device against electrical surge. Such an MOV is exposed, however, to the risk of the thermal runaway resulting from excessive voltage and deterioration. In this paper, a reciprocal action has been tested and analyzed using a phosphorus bronze switching module and the low-temperature solder. And a short current break characteristic test linked with the circuit breaker has been performed to limit the inrush current when the MOV breaks down. It has been proven that the phosphorus bronze switching module installed inside the internal circuit can improve the safety of the power line system and the electronic device.

초전도 전류제한소자를 적용한 DC 차단기의 동작 특성 분석 (Analysis of Operation Characteristics of DC Circuit Breaker with Superconducting Current Limiting Element)

  • 정병익
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제15권6호
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    • pp.1069-1074
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    • 2020
  • DC에는 전류 영점이 없기 때문에 DC 차단기의 차단 동작시 아크가 발생한다. 이때 발생하는 아크의 크기에 따라 회로 차단기의 열화 또는 그리드에 치명적인 사고를 발생시킬 수 있다. 따라서 HVDC의 상용화에 있어서 DC차단기의 차단 성능의 안정성 확보는 대단히 중요한 부분이다. 본 연구에서는 DC 차단기의 성능과 신뢰성을 향상시키기 위해 초전도체가 적용된 LC 차단기를 제안하였다. 초전도 LC 차단기는 기존 LC 차단기의 인덕터에 초전도 코일을 적용한 구조로 되어있다. 초기 고장 전류를 제한하는 것 외에도 고장 발생시 안정적인 전류 0점을 생성한다. 이를 확인하기 위해 EMTDC / PSCAD 프로그램을 통해 시뮬레이션을 수행하였다. 또한 초전도 LC 차단기는 일반 코일이 적용된 LC 차단기와의 동작 특성을 비교하였다. 그 결과 초전도 코일이있는 LC 회로 차단기는 일반 코일이있는 LC 회로 차단기에 비해 초기 고장 전류를 약 12kA 더 제한하는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 통해서 DC 차단기의 아크 소화 시간을 약 0.16 초 단축시킬 수 있었고, 이를 통해 회로 차단기의 전기적 부담이 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.

Assessment of seismic stability of finite slope in c-ϕ soils - a plasticity approach

  • Shibsankar, Nandi;G., Santhoshkumar ;Priyanka, Ghosh
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제31권5호
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    • pp.439-452
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    • 2022
  • A forecast of slope behavior during catastrophic events, such as earthquakes is crucial to recognize the risk of slope failure. This paper endeavors to eliminate the significant supposition of predefined slip surfaces in the slope stability analysis, which questions the relevance of simple conventional methods under seismic conditions. To overcome such limitations, a methodology dependent on the slip line hypothesis, which permits an automatic generation of slip surfaces, is embraced to trace the extreme slope face under static and seismic conditions. The effect of earthquakes is considered using the pseudo-static approach. The current outcomes developed from a parametric study endorse a non-linear slope surface as the extreme profile, which is in accordance with the geomorphological aspect of slopes. The proposed methodology is compared with the finite element limit analysis to ensure credibility. Through the design charts obtained from the current investigation, the stability of slopes can be assessed under seismic conditions. It can be observed that the extreme slope profile demands a flat configuration to endure the condition of the limiting equilibrium at a higher level of seismicity. However, a concurrent enhancement in the shear strength of the slope medium suppresses this tendency by offering greater resistance to the seismic inertial forces induced in the medium. Unlike the traditional linear slopes, the extreme slope profiles mostly exhibit a steeper layout over a significant part of the slope height, thus ensuring a more optimized solution to the slope stability problem. Further, the susceptibility of the Longnan slope failure in the Huining-Wudu seismic belt is predicted using the current plasticity approach, which is found to be in close agreement with a case study reported in the literature. Finally, the concept of equivalent single or multi-tiered planar slopes is explored through an example problem, which exhibits the appropriateness of the proposed non-linear slope geometry under actual field conditions.

해상풍력발전기 직격뢰 보호용 1등급 바리스터 개발 (Development of class I surge protection device for the protection of offshore wind turbines from direct lightning)

  • 이건희;박재현;정경진;강성만;최승규;우정민
    • 풍력에너지저널
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    • 제14권4호
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    • pp.50-56
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    • 2023
  • With the abnormal weather phenomena caused by global warming, the frequency and intensity of lightning strikes are increasing, and lightning accidents are becoming one of the biggest causes of failures and accidents in offshore wind turbines. In order to secure generator operation reliability, effective and practical measures are needed to reduce lightning damage. Because offshore wind turbines are tall structures installed at sea, the possibility of direct lightning strikes is very high compared to other structures, and the role of surge protection devices to minimize damage to the electrical and electronic circuits inside the wind turbine is very important. In this study, a varistor, which is a key element for a class 1 surge protection device for direct lightning protection, was developed. The current density was improved by changing the varistor composition, and the distance between the electrode located on the varistor surface and the edge of the varistor was optimized through a simulation program to improve the fabrication process. Considering the combined effects of heat distribution, electric field distribution, and current density on the optimized varistor surface, silver electrodes were formed with a gap of 0.5 mm. The varistor developed in this study was confirmed to have an energy tolerance of 10/350 ㎲, 50kA, which is a representative direct lightning current waveform, and good protection characteristics with a limiting voltage of 2 kV or less.

초음파 진동 딥 드로잉 공정에서의 마찰감소효과 분석을 위한 유한요소해석 및 실험 (FEA and Experiment Investigation on the Friction Reduction for Ultrasonic Vibration Assisted Deep Drawing)

  • 김상우;손영길;이영선
    • 소성∙가공
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    • 제23권7호
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    • pp.413-418
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    • 2014
  • The current study presents experimental and numerical results on the effect of ultrasonic vibrations on a cylindrical cup drawing of a cold rolled steel sheet(SPCC). An experimental apparatus, which can superimpose high frequency oscillations during deep drawing, was constructed by installing on the tooling ultrasonic vibration generators consisting of a piezoelectric transducer and a resonator. Conventional and vibration-assisted cylindrical deep drawing tests were conducted for various drawing ratios, and the limiting drawing ratios(LDR) for both methods were compared. To evaluate quantitatively the contribution from the ultrasonic vibrations to the reduction of friction between tools and material finite element analyses were conducted. Through a series of parametric analyses, the friction coefficients, which minimized the differences of punch load data between the experiments and simulations, were determined. The results show that the application of ultrasonic vibration effectively improves the LDR by reducing the friction between the tools and the material.

재하가열시험에 의한 무내화피복 콘크리트충전 각형강관기둥의 내화성능평가 (Evaluation of Fire Resistance of Unprotected Concrete-filled Rectangular Steel Tubular Columns under Axial Loading)

  • 안재권;이철호
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제26권4호
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    • pp.323-334
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    • 2014
  • 본 연구에서는 표준화재에 노출된 무피복 콘크리트충전강관(CFT)기둥의 내화성능 및 거동 특성을 파악하고자 화재실험 및 수치해석 연구를 수행하였다. 실험변수로는 기둥높이, 하중비, 단면크기를 고려하였고, 이들이 CFT 기둥의 내화성능에 미치는 영향을 알아보고자 단면내 온도변화 및 축변형을 분석하였다. 실험결과 모든 실험체의 강관에서 국부좌굴이 발생, 콘크리트로 하중전이가 일어났고, 이후 콘크리트 압괴로 이어졌다. 이는 CFT 기둥의 전체 휨좌굴과 함께 국부좌굴이 내화설계의 주요 변수로 고려되어야 함을 시사한다. 하중비가 증가할수록 콘크리트저항구간이 줄어들면서 전체적인 내화시간이 감소하였다. 강재한계온도에 근거한 합성부재의 내화성능평가는 실제 하중지지력에 의한 내화시간에 비해 다소 보수적임을 확인하였고, 기존 연구자들의 제안식에 의한 성능예측결과도 실제 내화성능과 비교해볼때 개선의 여지가 있었다. 화재시 CFT 기둥의 내화성능을 예측하기 위하여 유한요소해석을 수행하였고, 실험결과와 비교할 때 신뢰성 있는 예측값을 나타냄을 확인하였다.

LHS기반 신뢰성해석 기법을 이용한 해안구조물의 확률론적 위험도평가 (Probabilistic Risk Assessment of Coastal Structures using LHS-based Reliability Analysis Method)

  • 허정원;정홍우;안진희;안성욱
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제19권6호
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    • pp.72-79
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    • 2015
  • 이 논문에서는 해안구조물에 대한 실질적이고 효율적인 구조신뢰성평가 기법을 제시하였다. 제안기법은 파랑, 조류 등의 하중관련 변수 그리고 콘크리트의 탄성계수와 압축강도, 지반정수 및 경계조건 등과 같은 저항관련 설계변수의 불확실성을 명확히 고려한 복잡한 해안구조물의 신뢰성을 평가할 수 있다. 라틴 하이퍼큐브 샘플링(LHS), 몬테카를로 시뮬레이션(MCS) 및 유한요소법을 합리적으로 결합한 제안기법에서 LHS기반 MCS는 신뢰성평가에 필요한 샘플링 수를 대폭 줄여주므로 계산노력이 획기적으로 감소된다. 검증예제를 통하여 제안기법이 상대적인 정확도를 보장하며 계산상의 효율성이 우수한 것으로 확인되었다. 또한 실제의 케이슨형식 방파제 구조물을 대상으로 한 수치예제를 통하여 그 적용성과 효율성을 입증하였다. 특히 유한요소법 또는 유한차분법과 같은 알고리즘 형태의 암시적 한계상태함수를 갖는 경우와 비선형해석, 복합재료, 다양한 기하형상 등을 복잡한 구조거동을 고려해야 하는 실제적인 구조물의 신뢰성평가에 적합한 것으로 판단된다.

수평보강재가 설치된 플레이트거더 복부판의 조밀기준에 관한 연구 (A Study on Compact Section Requirements for Plate Girder Web Panels with Longitudinal Stiffeners)

  • 이명수;이두성;이성철
    • 대한토목학회논문집
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    • 제30권6A호
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    • pp.503-512
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    • 2010
  • 하중-저항계수 설계법에서 조밀단면은 휨모멘트에 의하여 특정단면이 소성모멘트에 도달하기 전에 복부판과 플랜지에 국부좌굴 및 거더의 횡비틈좌굴이 발생하지 않는 단면으로 정의하고 있다. AASHTO LRFD(2007)에서는 수평보강재를 갖지 않는 단면에 관해서만 조밀단면을 만족하는 복부판의 세장비 규정을 제시하고 있다. 복부판에 설치하는 수평보강재의 역할은 휨 좌굴강도를 증가시키는 것이다. 비록 비보강된 복부판이 조밀단면의 기준을 만족하지 못한다고 할지라도, 적당한 수평보강재를 설치한다면 복부판의 좌굴을 방지할 수 있을 것이다. 그러므로 복부판은 소성모멘트에 도달할 수 있을 것이다. 그러나 AASHTO LRFD(2007)에서는 수평보강재를 설치한 복부판이 조밀단면을 만족하지 못하는 이유에 관하여 분명하게 설명하고 있지 않다. 본 연구에서는 수평보강재를 설치한 복부판에서의 휨에 의한 좌굴과 극한강도거동을 선형과 비선형 유한요소법을 통하여 검토하였다. 비록 조밀단면의 세장비를 만족하지 못하는 복부판이라고 할지라도, 충분한 강성과 적절한 위치에 수평보강재로 보강하면 소성모멘트에 도달할 수 있다는 것을 알아냈다. 비선형해석의 분석을 통해 수평보강재를 갖는 복부판의 조밀단면을 만족하는 새로운 세장비 조건식을 제안하였다.

일부 복원 사례를 통해 본 전통정원 보존기법 - 한·중·일 궁궐정원 유적을 중심으로 - (The Traditional Garden Conservation Techniques through Partial Restoration Case - Focusing on the Palace Garden Sites of Korea, China and Japan -)

  • 김동현
    • 한국전통조경학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.28-35
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    • 2020
  • 본 연구는 전통정원 유적의 복원 사례를 살펴보고자, 한·중·일 궁궐정원유적을 대상으로 기단복원, 개별 정원요소 복원으로 구분하여 살펴보고, 이를 통해 각 보존기법별 고려되어야 할 특징들을 도출한 결과는 다음과 같다. 첫째, 기단복원이 이루어진 정원유적들을 살펴본 결과, 북해공원의 만불루 경구는 관련 문헌과 비교분석을 바탕으로 기단부와 주춧돌만을 복원하였다. 부여 관북리 유적은 발굴이 완료된 지역 중 연못과 수로, 대형건물 터에 남아있는 기단과 흙다짐 기초만을 복원하였다. 평성궁의 제2대극전은 건물지와 기단을 복원하고 주변에 제2태극전의 영역을 알 수 있도록 장대나 말뚝을 설치하였다. 둘째, 개별요소의 복원이 이루어진 경주 동궁과 월지는 초기 발굴조사를 통해 확인된 연못 정원유구와 사료들을 토대로 전통정원 유적을 선제적으로 복원하였다. 원명원의 황화진은 서양동판화와 관련 기록들을 토대로 복원하였으나 복원 이후 추가로 발견된 자료를 통해 현재의 모습과 다르게 복원한 점을 확인하였다. 평성궁 동원 정원은 기존 유구들을 복토하고 그 위에 건물들을 복원하였으며, 경석과 수로 등 대표적 정원 요소들을 보존처리하여 노출시키는 방법을 사용하였다. 셋째, 기단복원은 전통정원 유적의 현재 상태 또는 발굴조사를 통해 기단부가 확인된 경우로 입면 구성방식이나 규모 등이 확인된 기단부를 우선 복원하여 영역성을 확보하는 것이 중요하다. 일부복원은 전통정원 유적 내 일부 건물이나 시설물 등 개별 요소들에 대해 문헌 고증을 통한 복원이 가능한 대상들을 한정하여 복원하는 방법으로 면밀한 문헌 고증이 요구된다.