• 전기학회논문지
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• 제63권5호
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• pp.629-635
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• 2014

This paper describes propagation characteristics obtained by considering semiconducting screen and cross-bonding in underground transmission cables. The semiconducting screen of power cable has effect on propagation characteristics including attenuation, velocity and surge impedance. However, it is very difficult to apply the semiconduction screen for EMTP model because of the number of conductors limitation. Therefore, CIGRE WG 21-05 proposed advanced insulation structure and analysis technique of simplified approach including inner and outer semiconducting screen. In this paper, the various propagation characteristics analyse using this structure and technique for 154kV XLPE $2000mm^2$ cable. The frequency independent model of EMTP CABLE PARAMETER is used for just pattern analysis of propagation characteristics. For exact data analysis, the frequency dependent model of J-marti is used for EMTP modeling. From these result, various propagation characteristics of 154kV XLPE $2000mm^2$ cable according to semi conducting screen consideration, frequency range, cable length and pulse width are analysed. In addition, in this paper, the effects of cross-bonding are also variously discussed according to cross-bonding methods, direct connection and impedance of lead cable.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권8호
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• pp.142-149
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• 2010

본 논문은 준평등전계에서 뇌임펄스전압에 대한 $SF_6$와 dry-air의 절연파괴 특성에 대하여 기술하였다. 준평등전계로 사용된 구-평판전극계의 전계이용률은 71[%]이다. $SF_6$는 0.1~0.2[MPa] 범위에서, dry-air는 0.2~0.6[MPa]에서 $SF_6$와 dry-air의 절연파괴전압을 임펄스전압의 극성과 가스압력에 따라 측정 분석하였다. 그 결과 뇌임펄스전압에 대한 두 가스의 절연파괴전압은 정극성이 부극성보다 높았으며, $SF_6$의 절연파괴전압이 dry-air의 절연파괴전압보다 약 2.67배정도 높았다. 본 연구결과는 뇌서지에 대하여 우수한 성능을 가지는 배전기기에서 $SF_6$의 대체가스 성능 평가에 유용한 정보가 될 것이다.

• 전력전자학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.224-230
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• 2016

In this study, a single-power-conversion series-resonant ac-dc converter with high efficiency and high power factor is proposed. The proposed ac-dc converter consists of single-ended primary-inductor converter with an active-clamp circuit and a voltage doubler with series-resonant circuit. The active-clamp circuit clamps the surge voltage and provides zero-voltage switching of the main switch. The series-resonant circuit consists of leakage inductance $L_{lk}$ of the transformer and resonant capacitors $ C_{r1}$ and $ C_{r2}$. This circuit also provides zero-current switching of output diodes $D_1$ and $D_2$. Thus, the switching loss of switches and reverse-recovery loss of output diodes are considerably reduced. The proposed ac-dc converter also achieves high power factor using the proposed control algorithm without the addition of a power factor correction circuit and a dc-link electrolytic capacitor. A detailed theoretical analysis and the experimental results for a 1kW prototype are discussed.

• Advances in Energy Research
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• 제7권1호
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• pp.67-84
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• 2020

Given the recent surge of interest towards utilization of renewable distributed energy resources (DER), in particular in remote areas, this paper aims at designing an optimal hybrid system in order to supply loads of a village located in Esfarayen, North Khorasan, Iran. This paper illustrates the optimal design procedure of a standalone hybrid system which consists of Wind Turbine Generator (WTG), Photo Voltaic (PV), Diesel-generator, and Battery denoting as the Energy Storage System (ESS). The WTGs and PVs are considered as the main producers since the site's ambient conditions are suitable for such producers. Moreover, batteries are employed to smooth out the variable outputs of these renewable resources. To this end, whenever the available power generation is higher than the demanded amount, the excess energy will be stored in ESS to be injected into the system in the time of insufficient power generation. Since the standalone system is assumed to have no connection to the upstream network, it must be able to supply the loads without any load curtailment. In this regard, a Diesel-Generator can also be integrated to achieve zero loss of load. The optimal hybrid system design problem is a discrete optimization problem that is solved, here, by means of a recently-introduced meta-heuristic optimization algorithm known as Lightning Attachment Procedure Optimization (LAPO). The results are compared to those of some other methods and discussed in detail. The results also show that the total cost of the designed stand-alone system in 25 years is around 92M€ which is much less than the grid-connected system with the total cost of 205M€. In summary, the obtained simulation results demonstrate the effectiveness of the utilized optimization algorithm in finding the best results, and the designed hybrid system in serving the remote loads.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.64-70
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• 2007

과전압에 의한 절연파괴와 허용전류의 초과에 따른 과열 그리고 장기간 사용에 따른 절연 성능 저하 등에 의해 전기사고는 발생한다. 본 논문은 정수기에서 사용되는 PCB의 전원 제어 시스템 개선에 관한 연구로서 기존의 전원제어 시스템에서는 임펄스 형태의 서지의 경우만 바리스터 소자로 구성된 보호 시스템이 설계되어 있었다. 이러한 기존의 시스템은 임펄스 형태 이외의 과전압이 시스템에 입력되었을 경우 시스템을 보호하지 못했기 때문에 새로운 전원 제어 시스템을 설계하여 과전압으로부터 시스템을 보호하여 전기사고를 미연에 방지하고자 하는데 그 목적이 있다. 본 논문에서 제안한 전원 제어 시스템은 입력전원의 전압을 인지하여 설정된 전압 이상의 전압이 입력되는 경우 SSR(solid state relay)을 통하여 전원을 차단하여 시스템을 보호하도록 설계하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.310-310
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• 2010

ZnO 바리스터는 정전기 (ESD) 및 순간적인 써지(surge)로부터 전자기기 및 전자회로 등을 보호하기 위해 개발된 전자 세라믹스 소재이다. 최근 전자기기 등의 고속통신 추세에 따라 ZnO 바리스터는 높은 비선형 특성과 함께 보다 낮은 유전율 및 유전손실 특성이 특별히 요구되고 있다. 본 연구에서는 현재 양산되고 있는 Bi-계와 Pr-계 ZnO 바리스터가 아닌 새로운 조성계에 $Mn_3O_4$를 0.0~3.0 at% 첨가하여 소결 및 전기적 특성들 살펴보았다. 시편은 일반적인 세라믹 공정에 따라 제조하여 $1200^{\circ}C$에서 1 시간 공기 중에서 소결하였으며, 소결 및 전기적 특성과 유전 특성(밀도, 미세구조, I-V 특성, 유전율, 유전손실, ZnO 비저항)은 FE-SEM, Keithley237, Agilent 4294a 및 Agilent 4991a 장비를 사용하여 첨가제에 따른 ZnO 바리스터의 특성 변화를 관찰하였다. 그 결과 Mn이 0.2 at% 첨가한 계의 바리스터의 상대밀도는 95%, 비선형계수는 14, 유전율은 140 (at 1MHz), 손실값은 0.147 (at 1 MHz)를 나타내었다. 이를 통하여 새로운 바리스터 조성계에서 Mn의 첨가에 따른 효과에 대하여 논하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.49-49
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• 2008

ZnO-based varistors have been widely used for voltage stabilization or transient surge suppression in electric power systems and electronic circuits. Recently, It has reported that the varistor behavior with nonlinear coefficient of 6~17 in Mn-doped ZnO. In this study we have chosen the composition of ZnO-$TeO_2-Mn_3O_4$ (ZTM) system to the purpose of whether varistor behavior appeared in doped ZnO by the solid state sintering or not. We investigated the sintering and electric properties of 0.5~3.0 at% Mn doped ZnO-1.0 at% $TeO_2$ system. Electrical properties, such as current-voltage (I-V), capacitance-voltage (C-V), and impedance spectroscopy were conducted. $TeO_2$ itself melts at $732^{\circ}C$ in air but forms the $ZnTeO_3$ phase with ZnO as increasing temperature and therefore retards the densification of ZnO to $1000^{\circ}C$. The average grain size of sintered samples was at about $3{\mu}m$ and decreased with increasing Mn contents. It was found that a good varistor characteristics were developed in ZTM system sintered at $1100^{\circ}C$ (nonlinear coefficient $\alpha$ ~ 60). The results of C-V characteristics such as barrier height ($\Theta$), donor density ($N_d$), depletion layer (W), and interface state density ($N_t$) in ZTM ceramics were $4\times10^{17}cm^{-3}$, 0.7 V, 40 nm, and $1.6\times10^{12}cm^{-2}$, respectively. It will be discussed about the stability and homogeneity of grain boundaries using distribution parameter ($\alpha$) simulated with the Z(T)"-logf plots in ZTM system.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제5권3호
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• pp.34-37
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• 2003

A 1 MVA single-phase high temperature superconducting (HTS) transformer with BSCCO-2223 wire was designed in this paper. The rated voltages of each sides of the transformer are 22.9 kV and 6.6 kV respectively. Double pancake HTS windings arranged reciprocally will be used for the transformer windings, because of the advantages of insulation and distribution of surge voltage in case of a large power and high voltage transformer. Single HTS wire was used for the primary windings and four parallel wires were used for the secondary windings of the transformer with transposition. A core of the transformer was designed as a shell type core separated with the windings by a cryostat made of GFRP with a room temperature bore. The operating temperature of the HTS windings will be about 65K with sub-cooled liquid nitrogen. A cryogenic cooling system using a GM-cryocooler for this HTS transformer by natural convection of liquid nitrogen was designed. This type of cooling system can be a good option for compactness, efficiency, and reliability of the HTS transformer.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.69-76
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• 2010

본 논문은 SPD에 사용되는 배리스터에 대한 성능을 개선하기 위해 저압 배전계통에 사용하는 ZnO 배리스터의 소자 표면에 온도감응 소재를 도포한 것을 내장한 SPD의 신뢰성과 안정성을 개선하였다. '열폭주 방지 기능을 내장한 배리스터'설계를 통해 SPD내에 장착 시 열 보호기능의 단로기의 기능에 대한 trade-off 관계해석(trade-off:단로기에 단일펄스피크전류(ITM), 다중펄스피크전류(ITSM)에 대한 신뢰성과 배리스터 소자의 열화 및 수명한계에 따른 열폭주 현상을 예방하기 위한 단로기의 안정성 확보를 위한 최적의 설계)을 통해 신뢰성과 안정성을 확보하였고 열 보호기능을 배리스터 내부에 적용하여 SPD제작시 소형/경량화가 가능하도륵 하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.157-162
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• 2023

태양광발전 설비의 고장 중 서지에 의한 고장이 전체 고장률의 20% 차지하고 있으며 발전 중 수십에서 수백[A]의 에너지 방출과 인버터, 접속반 등의 전기적 손상은 전기안전사고로 이어지고 있다. 특히 낙뢰의 경우 전기회로에 이상 전압이 유기되어 절연을 파괴할 뿐만 아니라 이때 흐르는 전류는 화재의 원인이 되고 부품의 열화를 촉진하는 요인으로 작용한다. 이러한 작용으로 도심 밖에서 주택, 아파트, 관공서 등의 도심 내부로 확산하고 있는 태양광 발전장치의 전기 안전 문제가 대두되고 있다. 낙뢰는 필드 기반 및 전도성 전기 간섭을 유발하기에 이 효과는 케이블 길이 또는 도체 루프 증가와 관련하여 증가한다. 또한 서지는 태양광 모듈, 인버터 및 모니터링장치뿐만 아니라 건물 설비의 장치도 손상하기에 최종적으로는 태양광발전시스템의 화재로 인한 운영 중단과 이에 따른 재정손실을 유발하게 시킬 수 있다. 따라서 본 논문에서는 태양광발전시스템의 낙뢰발생으로 인한 화재 및 전기안전사고 증가로 인하여 재산피해 및 인명피해를 줄일 수 있는 목적으로 태양광발전장치의 낙뢰보호 시스템을 연구하고자 한다.