This paper introduces the results of the development of a new mobile digital DC-arc welding machine (DDWM). A simple PI controller is applied to the DDWM to control the output welding current that is tracking the constant setting current. Furthermore, a hot-start function, an anti-stuck function, a standby mode and an intelligential circuit breaker (ICB) are included in the DDWM. The DDWM increases welding quality and saves more power energy than a conventional welding machine. The DDWM is changed from ready mode into the standby mode, automatically, after 2-minute intervals from this unload start. Then, the DDWM is changed into ready mode, automatically, since it is reused for welding. Moreover, the DDWM increases welding quality, productivity and reduces costs of welding. So, the DDWM can make a considerable contribution to the mobile welding industries. The effectiveness of the DDWM was proven by the experimental results.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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1999.05a
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pp.255-258
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1999
We investigated the current limiting characteristics of resistive and inductive SFCLs with 100 $\Omega$ of quench impedance for a single line-to-ground fault. which accounts for about 70% of the total power line faults, in the 154 kV transmission system. The fault simulation at the phase angles 0$^{\circ}$, 45$^{\circ}$, and 90$^{\circ}$ showed that the resistive SFCL limited the fault current less than 15 kA without any DC component after one half cycle from the instant of the fault. On the other hand, the inductive SFCL suppressed the current below 12 KA, but with 3 kA of DC component which decreased to zero in 5 cycles. We concluded that the inductive SFCL had higher performance in current limiting but the resistive SFCL was better from the view point of DC components.
Grounding fault and short of the DC power supply systems are detected and protected by high-speed circuit breaker, linked breaking device, ground relay and fault selective device, all of which are installed and operated in substaions. however, there have been many cases in which the protective devices did not detect grounding of of the over head catenary systems on concrete support for an extended period of time. Such cases often cause severe damages to the supports with high grounding resistances. If grounding accidents occur repetitively, the earth current and the rise of earth potential can damage not only passenger and staff but also electric facilities and equipment, necessitating high cost and endeavor to restore. The following study points out various problems that can be occurred occur as a result of high impedance grounding accident, and proposes a new system which can protect and intercept them.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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1999.11a
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pp.209-212
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1999
We studied the operating properties of resistive and inductive SFCLS with 100 $\Omega$ of quench impedance for a three-phase-fault in the 154 kV transmission system. The fault simulation at the phase angles 0$^{\circ}$ , 45$^{\circ}$ , and 90$^{\circ}$ showed that the resistive SFCL limited the fault current less than 16 kA without any DC component after one half cycle from the instant of the fault. On the other hand, the inductive SFCL suppressed the current below 11 kA, but with 3-4 kA of DC component which decreased to zero in 5 cycles. We concluded that the inductive SFCL had higher performance in current limiting but the resistive SFCL was better from the view point of DC components.
태양광 발전의 DC 전압 출력 및 케이블을 이용한 해상풍력 발전과 같은 신재생 에너지 이용이 증대되고 있다. 또한, 에너지의 전력전송 대용량화에 따른 기존의 AC 전력전송 방식을 개선한 DC 전력전송에 대한 연구가 활발히 연구되고 있다. DC 전력전송은 송전선로의 원거리화 및 절연내력의 저감과 같은 장점이 있으나, 전류 차단 시 큰 아크로 인하여 고속차단기 구성이 매우 어렵다는 단점이 있다. 최근에는 DC 전력전송에 있어서 큰 과제인 고속차단을 위해 전자식 차단기에 대한 연구가 이루어지고 있다. 이러한 전자식 차단기를 구성할 경우 차단기 투입 시 큰 돌입전류와 입출력 절연저항이 기존 차단기보다 낮아지는 단점으로 인해 매우 큰 아크가 발생한다. 본 논문에서는 고 전압 대 전류에 적합하고 피크성 전압/전류에 강인한 소자인 SCR을 이용한 전자식 DC 차단기 연구를 진행하였다.
In this paper, a Magnetic Core Reactor (MCR) which forms a part of the DC reactor type three-phase high-Tc superconducting fault current limiter (SFCL) has been developed. This SFCL is more economical than other types with three coils since it uses only one high-Tc superconducting (HTS) coil. When DC reactor type three-phase high-Tc SFCL is developed using just one coil, fewer power electronic devices and shorter HTS wire are needed. The SFCL proposed in this paper needs a power-linking device to connect the SFCL to the power system. The design concept for this device was sprang from the fact that the magnetic energy could be changed into the electrical energy and vice versa. Ferromagnetic material is used as a path of magnetic flux. When high-Tc superconducting DC reactor is separated from the power system by using SCRs, this device also limits fault current until the circuit breaker is opened. The device mentioned above was named Magnetic Core Reactor (MCR). MCR was designed to minimize the voltage drop and total losses. Majority of the design parameters was tuned through experiments with the design prototype. In the experiment, the current density of winding conductor was found to be $1.3\;A/mm^2$, voltage drop across MCR was 20 V and total losses on normal state was 1.3 kW.
본 논문에서는 직류차단기 내부 아크 러너 구조에 따라 아크에 작용하는 구동력 차이에 대한 연구를 수행하였다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 아크 러너 기울기를 변화에 따라 아크 구동력을 계산하였으며, 결과 값들에 대한 비교 분석을 통해 아크 구동력 차이의 발생을 확인하였다. 구동력 차이의 발생 원리를 알아보고 아크구동력 향상 방안에 대해 연구하였으며, 결과 방안을 차단시간 단축 요소로써 활용할 수 있을 것으로 기대한다.
High Voltage Direct Current (HVDC) 시스템은 고압 직류송전을 위한 시스템이다. 고압 직류 송전을 위해서는 전력변환기가 교류전력을 직류전력으로 변환해주어야 하는데, 최근에는 모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multilevel Converter, MMC)가 많이 적용되고 있다. MMC는 다수의 서브모듈이 직렬로 구성되어 있으며 DC-link단에 대용량 커패시터가 없다. MMC의 심각한 사고 중에 하나는 DC측 전력케이블의 단락사고로 시스템에 따라서 수십 kA 정도의 사고전류가 AC측 CB(Circuit Breaker)가 열리기 전까지 수십 ms에서 수백 ms동안 흐른다. 만약 하프브릿지 회로의 서브모듈로 구성된 컨버터에 별도 보호장치가 없으면 단락전류는 서브모듈의 하단 다이오드를 통해서 흐르게 되어 소손되게 된다. 이를 방지하기 위해 단락전류를 바이패스(by-pass) 시키기 위한 별도의 사이리스터를 추가하는데 이 기기의 사양은 DC 단락 전류를 충분히 견딜 수 있어야 한다. 본 논문에서는 사이리스터의 서지 전류 내력을 평가하기 위해 사양을 분석하고 시뮬레이션과 실험을 통해서 검증하였다.
최근 들어 디지털 제품의 급증으로 인해 직류를 사용하는 부하가 증가하고, 태양광, 풍력발전 등의 직류를 생산하는 신재생에너지원의 발달로 인하여 부하에 직류를 직접 공급 할 수 있게 되었다. 직류배전은 가전기기 내부의 전력 변환단계를 줄임으로써 교류배전에 비해 에너지 변환 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 하지만 직류는 교류와 다르게 고장 전류의 차단이 어렵다. 본 논문은 유도성 부하에서 효과적인 직류차단을 위한 자기소호회로와 아크전압 억제회로를 제안하고 실험을 통하여 그 효과를 검증하였다.
The purpose of this study is to fabricate a sensor module to detect the resistive leakage current (Igr) in real time that occurs to low voltage electric lines and to verify its reliability. In the case of the developed sensor module, wires are inserted into the zero current transformer (ZCT) and current transformer (CT) in advance and then the branch line is connected to the circuit breaker. The measurement result of the resistance of the distribution panel equipped with the developed sensor module shows that the resistance is $0.151m{\Omega}$ between the R and R phases, $0.169m{\Omega}$ between the S and S phases, and $0.178m{\Omega}$ between the T and T phases, respectively. The insulation resistance measured at AC 500 V and 1,000 V is $0.08m{\Omega}$ between the R, S, T and N phases, respectively. Then, the insulation resistance measured at DC 500 V is $83.3G{\Omega}$ between the R, S, T and G terminal, respectively. In addition, the applied withstanding voltage is AC 220 V/380 V/440 V and it was found that characteristics between all phases are good. This study measured the standby power by installing the developed sensor module at the rear of the MCCB and switching the circuit breaker on sequentially. The standby power is 1.350 W when one circuit breaker is turned on, 1.690 W when 2 circuit breakers are turned on, and 4.371 W when 10 circuit breakers are turned on. This study also verified the reliability of the standby power of the distribution panel equipped with the developed sensor module using the Minitab Program (Minitab PGM). Since the analysis shows the statistical average of 1.34627 in the reliable range of normal distribution, standard deviation of 0.001874, AD of 0.554, and P value of 0.140, it is found that the distribution panel equipped with the developed sensor module has high reliability.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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