This study proposes a new method to estimate voltage unbalance more exactly using Thevenin's equivalent circuit. The conventional simple formula were easily applied to evaluate voltage unbalance. Because the formula was derived on the assumption that traction load would be directly connected to the secondary windings of the main transformer, they could not consider the detailed characteristics of traction power supply system, for example, self and mutual impedances of rail, catenary and return feeder. So, the ac쳐racy of the results could not be guaranteed. The proposed algorithm is applied to a standard autotransformer-fed test system to analyze unbalance phenomena. Through simulations, we could evaluate voltage and current unbalance factors and compare the voltage unbalance of the three transformer connection schemes : single phase, V- and Scott-connections which are required for suitable train operation schedules. Additionally, we could determine the combinations of trains which can be operated under the unbalance factor limits.
3상 전력계통에 단상 대용량의 전철부하가 접속되면 3상 전류가 불평형하게 되어 역상 전류가 흐르게 된다. 이 역상전류는 전원 측 발전기의 회전자 표면에 과전류를 발생시키며, 급전계통 및 관련 설비에 나쁜 영향을 끼치게 된다. 현재 교류 전기철도에서는 불평형 경감을 위하여 Scott결선 변압기를 채용하고 있으나 2차 극의 서로 다른 단상부하 크기 및 위상을 동일하게 일치시킬 수는 없고, 회생부하 전기차 도입과 인관 변전소 사고로 인한 연장급진도 고려해야 되기 때문에 역상전류 보상기가 필요하다. 본 논문은 기존의 전류불평형 해석방법인 정적모델 평가기법 대신에 열차운행스케줄에 따른 동적 특성을 이용한 새로운 전류불평형 평가기법을 유도하였으며, 이를 통해 부하 측의 불평형에 의해 발생하는 역상전류를 흡수하기 위한 보상기를 제안하고 실 계통에 가까운 전류불평형 문제를 분석하였다.
Railroad signalling systems are to control intervals and routes of trains. There are ATS(Automatic Train Stop), ATP(Automatic Train Protection), ATO(Automatic Train Operation) and ATC(Automatic Train Control) system. Trains are operated in the section which is met on the signalling system because various signalling systems are used in Korea. On the other words, trains are not operated in the section which is used in the other signalling system. To solve this problem, recently combined on-board system has been developed. The combined on-board system is designed by doubling the ATS, ATP and ATC system. Information signal is received by magnetic sensors in the ATC system and is received by antennas in the ATS and ATP system. Therefore, it is possible to arise transmission problems by magnetic coupling. In this paper, electric model of the ATS and ATP antenna is suggested and interference frequency by the magnetic coupling between the ATS and ATP antenna is estimated numerically. As a results of the magnetic coupling, the value of the magnetic coupling is presented without magnetic induction.
최근 전기철도에 고속화 기술이 적용되고 열차 구동장치 및 제어계통에 전력용 반도체 소자가 사용되고 있으며, 전기철도 구동시스템의 주요 구성장치인 인버터와 컨버터의 동작을 제어하는 전력전자 소자의 이용은 고조파를 발생의 원인이 된다. 이러한 고조파는 통신장해 및 전류, 전압의 전력품질 저하 등 여러 가지 문제를 발생시킨다. 따라서 본 논문에서는 인천 국제공항에 설치되고 있는 경전철 전력설계의 전력시스템 평가 및 개발을 통해 상위 계통에 미치는 영향 및 전력시스템에서 발생할 수 있는 장애 요인을 사전에 예측 계산하여 이에 대한 대책을 마련하여 전력품질 향상에 목적이 있다. 인천 국제공항청사 내의 전력시스템의 전력품질 문제 접근에 있어 경전철이 운행될 경우 발생할 수 있는 여러 문제 중 특히 전압강하 및 전압불평형에 영향을 미치는 고조파 발생에 대해 분석하였다. 고조파 분석은 IEEE 519-1992(IEEE 141-1993과 동일) 기준에 의거하여 행하였다. 또한 인천 공항청사의 운행되는 경전철은 동적 전력시스템 해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC 모델링하고 이의 시뮬레이션 결과를 이용하여 고조파 분석을 하였다.
Recently, traction motors in trains are supplied with single phase a.c. power. After this power is converted to d.c. power, it is inverted to three phase power to operate traction motors. As going through the process of the conversion, harmonic current is generated in train. The method of conventional analysis on harmonics, studied by RTRI, is modeled with equivalent circuit of ac AT-fed electric railroad system using by the distributed constant circuit. However, this circuit as two-port network model has some difference in comparison with real system. The reason why the conventional method is different from the real system is that the conventional method dose not include three conductor groups, that is catenary, rail, and feeder, and admittance between the conductors for line capacitance. Therefore, this method has a little error. This paper proposes new method to more effectively estimate Harmonic current. In this method, numerous components in electric railway are categorized and each component is defined as a four- port network model. The equivalent circuit for the entire power supply system is also described into a four-port network model with connections of these components. In order to evaluate the efficiency and the accuracy of a proposed method, it is compared with values measured in Kyung-Bu high speed line and ones calculated by the conventional method.
AT feeding system of the electric railway system is installed every about 10km at between the feeder and catenary in parallel and the mid-point of the transformer is connected to the rail The supply voltage of this system is doubled than rolling stock voltage. So the voltage drop is smaller than usual. And the other merit of this system is the decreasing inductive disturbance to the communication line because of the reduced current in rail which runs reversed in a point of view of rolling stock. Also, ATP(Auto Transformer Post) is installed to reduce the voltage drop and to mitigate the inductive disturbance, but still now the proper distance between the ATP and AT feeding system is not established which ranges from 2 to 10[km]. The stable result of simulation(which is set that the end of the line AT is installed) to the voltage drop and inductive disturbance can not analyzes the effect to the supply system due to the ATP. This paper analyzes the effect to the system depending on the location of ATP by forecasting the voltage drop and inductive disturbance.
철도차량에서 안정적인 집전성능의 확보는 운영의 질 및 최고속도를 결정하는 중요한 요인이다. 이러한 집전성능을 사전에 예측하기 위하여 과거부터 다양한 방법이 제안되었으며, 결과의 정확도 및 해석 과정의 효율성 향상을 위한 연구들도 동시에 진행되어 왔다. 본 논문에서는 집전성능 해석 프로그램의 해석 효율성을 향상시키는 방법에 대하여 제안한다. 제안된 방법은 가선과 같은 길이 방향 구조물에 대하여 판토그래프가 상호작용을 하는 영역만을 해석 모델의 운동방정식에 포함하는 것을 기본 개념으로 두고 있다. 이와 같은 방법을 적용하기 위한 일반화 과정 및 알고리즘을 소개하고 해석 결과의 타당성, 오차를 최소화하기 위한 방법 및 제안된 방법의 효용성을 검토하고자 한다.
The Next-generation High-speed Rail Technology Development Project was started in 2007 by the Korean Government with the aim of developing the core technologies for a high-speed electric multiple unit (EMU) railway system. This is the first attempt to develop a high-speed EMU railway. High-speed EMU trains have superior acceleration and deceleration compared to push-pull high-speed railways such as KTX(Korean Train eXpress). A prototype train was developed and tested on a high-speed line starting in 2012. The new train must maintain running safety during the test. Generally, the international standard (UIC518) is adopted to evaluate the running safety of trains. This method suggests that the test zone must have over 25 sections, and the length of each section must be 500 m. However, it is difficult to implement these test conditions for a real high-speed line. In this study, we analyzed the running safety using several test section lengths (100 m to 500 m) and compared the results. The results of this study will be used to establish a running safety evaluation method for high-speed EMU railways.
드로퍼는 전차선로에서 여러형태의 클램프로 취부되어 전차선이 수평으로 유지하도록 지지하고, 판토그라프가 통과할 때 굽힘에 대한 기계적 응력에 영향을 받는다. 고속선용 드로퍼의 파단 원인을 조사하기 위해, 이론적 분석 및 시험을 실행하였다. 본 논문에서 사전이도에 의한 드로퍼의 정적 하중을 계산하였고, 시험에서 측정된 값과 유사하였다. 드로퍼 와이어의 파단원인을 분석하기 위해 현장에서 파단된 시료는 SEM 분석을 하였고, 새 시료도 일부 병행하며 시행하였다. 마지막으로, 고속열차가 300km/h로 통과할 때 드로퍼에 대한 동적 하중의 변화를 측정하였다. 기계적 하중이 반복적으로 발생될 때, 드로퍼 와이어는 피로에 의해 파단될 것이다. 이 결과는 고속전차선로 유지보수의 특별 관리와 드로퍼의 수명평가를 하는데 활용될 수 있을 것이다.
This research conducted an the failure analysis was performed based on the failure and operation data for Seven years using the Reliability, Availability, Maintainability, and Safety(RAMS) constructed at the operation stage after the opening of the D urban railway. therefore, the risk priority was selected for failure frequency component within the door system that showed high failure. Finally, the goal was to suggest ways to improve the door system. For this purpose, the analysis of thermal characteristics of failed components such as Door Control Unit(DCU) in the door system based on the Seven-year failure analysis data of RAMS was performed. These results were applied to the main component exchange cycle of the door unit, the mean time between failure(MTBF) and mean kilometer between failure(MKBF) values of RAMS increased by 26% in 2017-2018 when the improvement measures were taken, and the MTBF value of DCU was 300,000 hours, which was a 57% improvement in reliability. The results of this thesis identify potential enhancements in reliability and improvements in maintenance of the door system that, if implemented, would contribute to train safety and reduce instances of failure in the future.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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