• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.11a
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• pp.225-226
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• 2015

이 논문에서는 ITER 초전도 코일 전원 장치 중 진공 용기내에 형성된 자장의 오차를 보정해주는 CCU/L 컨버터의 4 상한 운전을 위한 제어 알고리즘을 설명하고, 제어 알고리즘을 실제 컨버터에 적용하여 구현하였다. ITER CCU/L 컨버터는 4 상한 제어를 통해 영 전류 불연속 구간 없이 Correction Coil에 전압(${\pm}85V$), 전류(${\pm}10kA$)를 공급해야 하고, 이를 위해선 4 상한 운전을 위한 제어가 매우 중요하다. 4 상한 운전은 다섯 가지 모드에서 동작된다. 본 논문에서, 각 모드에 대해 설명하고, 컨버터가 각 모드에서 정상적으로 제어되는지 시뮬레이션 및 실제 시험을 통해 검증하였다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.26 no.3
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• pp.222-226
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• 2021

To comply with CE marking requirements, the electromagnetic compatibility (EMC) and low-voltage directive (LVD) tests are conducted on the sub-racks of International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) AC/DC converters and bypass switches. The EMC tests consist of a series of tests, including the electromagnetic interference test, the electromagnetic field immunity test, and the rapid transient burst immunity test. In the LVD test, the electric shock protection test, the xcessive temperature limit and heat resistance of equipment tests, and the fire spread prevention test are performed. This work presents and reviews the European Directive for EMC/LVD and introduces the methods of EMC and LVD tests for the sub-racks of AC/DC converters and bypass switches. It also evaluates the test method and results to meet the European Directive requirements for CE marking. The sub-racks of ITER AC/DC converters and bypass switches successfully pass the EMC and LVD tests.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.19 no.5
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• pp.399-406
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• 2014

This study investigates the structure and operation of the ITER VS converter and proposes a sequence control method for six series-connected VS converters to reduce reactive power. The operation and the proposed sequence control method are verified through RTDS simulation. The ITER VS converter must supply voltage/current to the superconducting magnets for plasma current vertical stabilization, and the four-quadrant operation must proceed without a zero-current discontinuous section. The operation mode of the VS converter is separated into a 12- and 6-pulse circulating current and transition modes according to the size of the load current. The output voltage of the unit VS converter is limited because of the rated voltage; however, the superconducting coil must increase the operating output voltage. Thus, the VS converter must be connected in a 6-series to provide the required operating output voltage. The output voltage of the VS converters is controlled continuously; however, reactive power is limited within a minimized value of the grid. In this study, the unit converter is compared with converters connected in a 6-series to determine a suitable sequence control method. The output voltage is the same in all cases, but the maximum reactive power is reduced from 100% to 73%. This sequence control method is verified through RTDS simulation.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.468-468
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• 2014

우리나라는 미국, EU, 러시아, 중국, 인도 등 다국간 협력 사업인 국제핵융합실험로(ITER) 사업에 참여하고 있으며, 블랑켓 일차벽 및 시험용 블랑켓 모듈(Test Blanket Module, TBM) 제작기술 개발에 필요한 고열부하 검증시험을 국내에서 자체적으로 실시하기 위한 고열부하시험 시설을 구축하였다. 한국원자력연구원에 설치된 고열부하시험 시설의 주요 사양은 다음과 같다. 열원으로는 전자빔을 사용하며, 빔출력은 최대 300 kW이고, 최대 출력밀도는 $10GW/m^2$이다. 전자빔의 최대 가속전압은 60 kV이고, 최대 조사 면적은 설계상 $70cm{\times}50cm$이다. 고열부하 장비는 핵융합환경과 유사한 고열부하를 시험대상물에 인가하여 접합 및 냉각 성능을 평가하는 장비이며, ITER 블랑켓 및 TBM 일차벽의 경우 약 $0.5MW/m^2$, 가속실험 혹은 사고 시 순간 시나리오 해석을 위해서 $5MW/m^2$까지 고려되기도 한다. ITER 블랑켓 일차벽 제작기술 개발 및 검증(2004~2011)에서는 외국장비(러시아 TSEFEY, 일본 JEBIS, 독일 JUDITH)를 활용하였으나, 고비용 문제와 장비 이용 시간의 제한에 따라 사용이 어려워, 국내에서는 KoHLT-1, 2 장비를 자체 구축하여 활용하여 왔다. 현재는 높은 열부하 인가조건, 약 $5MW/m^2$을 달성하기 위해서 전자빔을 이용한 고열부하시험 장치를 마련하였으며, ITER 블랑켓 일차벽 Semi-Prototype 검증시험, TBM, KSTAR 디버터 실험 등 핵융합로 일차벽 개발에 활용하고 있다. 전자빔, 전원 및 진공 chamber 등 전체 고열부하 시험장치를 구축하여 ITER 장치를 포함해서 토카막 디버터 등 핵융합 플라즈마 대면부품 (Plasma Facing Components, PFC) 재료 개발과 국방, 항공우주 분야의 열유속 게이지 측정법 향상 연구, 로켓 추진 엔진 연소실의 열유속 모니터링 연구, 항공기 프로펠러 연구 등에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.154.1-154.1
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• 2016

ITER 내부 플라즈마 진단에 대한 연구는 활발히 이루어지고 있다. 그 중에서도 광학 시스템을 이용한 진단방법으로 OES, Bolometer, Stark effects, Thomson scattering이 주로 연구되고 있다. 이러한 방법을 구현하기 위해서는 핵융합로 내부에 first mirror 설치가 필수적이다. 그러나 노 내부에서 발생한 플라즈마에 의한 부식과 증착 및 광 소스에 의한 first mirror 표면 손상이 현재 ITER 주요 난제중 하나로 꼽히고 있다. 이는 추후 건설될 DEMO와 핵융합로 건설을 위해서도 필요한 연구이다. 그러나 국내에서는 이러한 연구가 거의 진행되고 있지 않다. 이에 따라 Thomson scattering 진단계와 first mirror 관련 연구동향을 추적하였다. 그리고 이 추적한 결과를 바탕으로 감마선환경에서 first mirror의 특성을 분석했다. 또한 오염 제거 및 방지를 위하여 TE(thermos-electric) 시스템을 제작하고 있다. 그리고 high energy neutral beam에 대한 플라즈마를 이용한 오염방지 실험을 진행하고 있다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.11a
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• pp.46-47
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• 2013

본 논문에서는 6 직렬 연결된 ITER VS 컨버터의 시퀀스 제어 비교 해석에 대하여 서술하였다. 소자의 가용성이나 크기등의 한계로 인하여 여러개의 싸이리스터 정류기를 직렬로 연결하게 되는데 이때 각각의 컨버터를 제어하는 방식에 따라 출력전압과 유효 무효전력의 값이 변하게 된다. 본 논문에서는 ${\alpha}_{min}$, ${\alpha}_{max}$, 중복값에 대하여 시퀀스제어를 사용하지 않을 경우와 2개조 3대와 1개조 6대로 시퀀스 제어를 하였을 때를 비교하였다. 모든 경우에서 출력전압인 $V_d$의 값은 동일하지만 무효전력은 시퀀스 제어를 할 경우 각각 22%, 27%감소 하였으며, 6대 싸이리스터 정류기들의 점호각 ${\alpha}$의 변화를 최소화하는 스위칭 방법을 제안하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.11a
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• pp.251-252
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• 2011

ITER 기구는 초전도자석 전원장치가 운전 중 발생 가능한 부하의 단락으로부터 장치를 보호하기 위하여 FSC(Fault Suppression Capability) 조건에 만족할 것을 요구하고 있다. 본 연구에서는 모의시험을 통해 FSC 조건에서 발생되는 단락 전류에 의한 소자 이상 유무 및 전자기력의 크기와 방향을 확인하였고, 해석을 통해 전자기력이 전원장치 구조물에 미치는 영향을 검토하였으며, 실제 시험을 통해 모의시험 및 해석 결과가 타당함을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2017.11a
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• pp.79-80
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• 2017

변압기 기계적 손상의 주요 원인은 단락전류에 의해 발생하는 전자기력이다. 상용 변압기는 특정 수준의 기계적 강도를 견디게 설계 되어야 하며 단락전류에 의한 변압기 특성 변화를 검증하기 위한 단락성능시험은 국제 표준에 따라 시행되어야 한다. ITER CS 3상 정류기 변압기의 단락시험은 IEC 표준에 따라 전기연구원에서 시행되었으며 그 결과를 본 논문에서 소개하고자 한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.11a
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• pp.179-180
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• 2014

본 연구에서는 회로 시뮬레이션을 통하여 얻은 ITER 전원 장치의 단락 전자기력의 방향과 크기 성분을 유한요소모델에 맵핑(mapping)한 뒤, 구조해석을 수행함으로써, 단락 시의 전자기력이 직접적으로 구조에 미치는 영향을 고찰하였다. 연구결과는 향후 전기적 구조물에 가해지는 다양한 악조건의 복합적 작용 시에 대한 고려에 있어 기초적인 데이터로 이용할 수 있으리라 사료된다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.11a
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• pp.72-73
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• 2014

본 논문에서는 ITER 펄스전원계통의 무효전력보상기(Reactive Power Compensator)의 해석 및 검증에 대하여 기술하였다. ITER 펄스전원계통은 66kV에 흐르는 무효전력량을 250MVar이하로 제한하기 위하여 정지형 무효전력보상기(Static Var Compensator)의 대표적인 장치인 싸이리스터 제어 리액터(TCR)와 고조파 필터(HF)로 구성된 무효전력보상기(RPC)를 사용한다. RPC에 적용되어 여러 ITER 초전도 코일 전원장치에서 발생하는 무효전력의 크기를 예측하여 보상하는 무효전력 보상기법을 해석한다. 본 논문에서는 RPC의 무효전력 보상동작을 실제 제어기와 RTDS를 연동하여 실험하여 검증하였고, RPC의 유무에 따라서 66kV 계통의 무효전력 최대값이 120MVar에서 40MVar로 감소하는 것을 확인하였다.