• Journal of Power Electronics
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• 제16권1호
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• pp.362-373
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• 2016

The on-line measurement of high-power IGBT collector current is important for the hierarchical control and short-circuit and overcurrent protection of its driver and the sensorless control of the converter. The conventional on-line measurement methods for IGBT collector current are not suitable for engineering measurement due to their large-size, high-cost, low-efficiency sensors, current transformers or dividers, etc. Based on the gate driver, this paper has proposed a current measuring circuit for IGBT collector current. The circuit is used to conduct non-intervention on-line measurement of IGBT collector current by detecting the voltage drop of the IGBT power emitter and the auxiliary emitter terminals. A theoretical analysis verifies the feasibility of this circuit. The circuit adopts an operational amplifier for impedance isolation to prevent the measuring circuit from affecting the dynamic performance of the IGBT. Due to using the scheme for integration first and amplification afterwards, the difficult problem of achieving high accuracy in the transient-state and on-state measurement of the voltage between the terminals of IGBT power emitter and the auxiliary emitter (u_Ee) has been solved. This is impossible for a conventional detector. On this basis, the adoption of a two-stage operational amplifier can better meet the requirements of high bandwidth measurement under the conditions of a small signal with a large gain. Finally, various experiments have been carried out under the conditions of several typical loads (resistance-inductance load, resistance load and inductance load), different IGBT junction temperatures, soft short-circuits and hard short-circuits for the on-line measurement of IGBT collector current. This is aided by the capacitor voltage which is the integration result of the voltage uEe. The results show that the proposed method of measuring IGBT collector current is feasible and effective.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.100-106
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• 2013

In this paper, in order to analyze lightning impulse response characteristics in combined installations of SPDs and RCDs, surge protection coordination between SPDs and RCDs are experimentally investigated by using the combination wave generator. Six different types of single-phase residual current operated circuit-breakers with integral overcurrent protection for household and similar uses(RCBOs) being present on the domestic market are tested according to KS C IEC 61009-1 standard. As a result, when a class I SPD is located on the source side of an RCBO, all kinds of specimens are able to provide the proper coordination between the SPD and RCBOs without nuisance tripping, unintended operation or damage due to test impulse currents. However, in the case that the class II SPD is located on the load side of RCBOs, a lot of L-N mode injected currents is split into the RCBO, and a few RCBOs are damaged. Coordination between SPDs and RCDs is not valid and a role of SPDs is of no use. When combining SPDs with RCDs, it is necessary to select SPDs and RCDs in consideration of the protection voltage level of metal oxide varistor embedded in RCDs.

• 전기학회논문지
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• 제64권11호
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• pp.1543-1550
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• 2015

Ferroresonance is a non-linear vibrational phenomenon that is generated by the electrical interaction of the inductance component with the capacitor component of a certain capacitance as the device of the inductance component such as a transformer is saturated due to the degradation, the waveform distortion of current and voltage, and the oscillation of overcurrent and overvoltage in a system. Recently, ferroresonance was generated from the waveform distortion of current and voltage, or the overvoltage or undervoltage phenomenon caused by the nature of an electrical power system and design technology of the transformer in the three phase transformer system. Hence, in general, ferroresonance analyzed by converting to the LC equivalent circuit. However, in general, the aforementioned analytical method only applies to the resonance phenomenon that is generated by the interaction of the capacitance of bussbar and grounding, and switching as the capacitor component with PT and the transformer as the inductance component in a system. Subsequently, the condition where ferroresonance was generated since overvoltage was supplied as line voltage to the phase voltage and thus the iron core is saturated due to the interconnection between grounded and ungrounded systems could not be analyzed when single phase PT was connected in a ${\Delta}$/Y connection system. In this study, voltage swell in the configuration of grounded circuit of a step-up transformer with the ${\Delta}-{\Delta}$ connection linked to PT for control power and the ferroresonance generated by overvoltage when the line voltage of the ${\Delta}-{\Delta}$ connection was connected to the phase voltage of the grounded Y-Y connection were analyzed using PSCAD / EMTDC through the failure case of the transformer caused by ferroresonance in the system with the ${\Delta}-{\Delta}$/Y-Y connection, and subsequently, the preventive measure of ferroresonance was proposed.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.4112-4118
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• 2011

전기철도는 전차선을 통해 차량을 구동할 수 있는 전력을 공급하며, 공급된 전류는 선로 및 접지망을 통해 변전소로 귀환한다. 귀선전류는 신호, 전력, 전차선 및 궤도시스템과 연관되며, 선로변 직원의 안전과 전철화에 따른 철도관련 전기시스템의 보호를 위해 취급되어야 할 가장 중요한 요소 중 하나이다. 따라서 귀선전류의 불평형 및 과전류 상태에 의한 시스템유도장해, 고장을 막기 위해서는 귀선전류의 정확한 분석이 필요하다. 본 논문은 귀선전류의 불평형 및 과전류 상태에 의한 시스템 유도장해, 고장을 예방하기 위해 실제 현장에서 측정 및 분석방법을 제시하였으며 또한 시험기준에 의한 안전성을 평가하였다. 이러한 결과는 향후 이와 관련된 분야에 크게 기여할 것으로 기대된다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.123-128
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• 2021

직류 배전시스템의 보급이 증가됨에 따라 이에 따른 고장 발생 및 화재 사고도 증가하고 있고 특히 스마트 그리드의 구성 요소인 ESS 화재 사고, 직류 시스템인 태양광 발전 시스템의 화재 사고는 신재생에너지의 보급이 급격하게 증가하고 동시에 사용 연수 10년 이상의 노후 시설이 많아짐에 따라, 시스템 구성 요소 간의 전기적인 접속의 문제들로 발생하고 있다. 이로 인해 유발된 빛과 열을 방출하여 직접적인 화재의 원인이 될 수 있는 아크가 화재의 한 원인으로 지적되고 있다. 따라서 이러한 아크 결함의 문제는 기존의 과전류차단기와 누전차단기로는 아크사고를 사전에 차단할 수 없는 실정이며 대규모 유틸리티 시스템뿐만 아니라 소규모 주거 시스템에서도 인간의 안전에 중대한 위협이 될 수 있기에 아크사고에 대한 대책이 필요하다. 본 논문에서는 국제표준화에 만족하는 시험장비 개발과 아크 발생에 따른 고장 및 화재를 보호하기 위한 직류 아크 Generator를 개발 하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.181-189
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• 2019

항공기용 전원 분배 장치는 발전기에서 생성된 전원을 분배 및 제어하고, 과전류를 보호하는 역할을 한다. 항공기 비행 중에 교류 전원 분배 장치의 결함으로 인해 교류 전원 분배가 불가능해지는 현상이 다수 발생하였다. 이로 인해 정상적인 교류 전원 분배가 불가능하고 일부 전자장비가 구동을 상실하는 문제점이 제기되었다. 본 논문에서는 결함 발생 조건인 항공기 비행 중 진동 조건을 진동 시험 장비로 모의하여, 결함의 근본 원인을 도출한 과정을 기술하였다. 이를 통해 결함의 원인이 교류 전원 분배 장치의 접촉기가 진동에 의해 내부 배선 손상이 발생한 것임을 확인하였으며, 결함 해소를 위해 접촉기 개선 형상을 도출하였다. 또한 결함이 내재된 접촉기를 검출하기 위해, 진동 시험 장비를 활용한 결함 검출 시험을 수행하는 방식으로 시험 절차를 개선하였다. 개선활동 결과 교류 전원 분배 장치의 결함 현상이 개선되었음을 구성품 인증 시험 및 비행 시험을 통해 입증하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.954-960
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• 2020

본 논문은 단상 영구자석 동기전동기의 속도 가변형 비례공진 전류제어 기법을 제안한다. 단상 영구자석 동기전동기는 전자기적 특성상 고정자 전류와 역기전력의 위상차에 따른 부토크 및 영토크가 발생하며 센서리스 운전 시 낮은 고정자 저항과 인덕턴스로 인해 과전류 제한이 필요하다. 이러한 조건하에서 전류제어를 위해 3상 교류 전동기에 사용되는 벡터 제어를 이용할 경우, 좌표변환, 역좌표변환 및 가상의 dq축 성분을 생성하는 과정이 필요하다. 하지만, 단상 영구자석 동기전동기의 자기적 특성을 고려하여 제안한 속도 가변형 비례공진 전류제어 기법은 3상 교류 전동기에 사용되는 좌표변환 과정이 필요하지 않다. 본 논문에서는 가변 비례공진 전류제어 기법을 이용하여 안정적인 기동 성능을 확인하며 일정 속도 도달 시 위치 센서 없이 단상 영구자석 동기전동기의 수학적 모델 기반 센서리스 제어로 제안한 전류제어 기법의 효용성을 다수의 실험을 통해 검증하였다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제8권2호
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• pp.7-12
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• 2022

케이블 사고의 주요 원인은 케이블 자체 또는 내·외적으로 전기적, 기계적, 화학적, 열적, 수분침입 등으로 인한 열화의 가속화로 절연성능 감소되고 절연파괴가 발생하여 케이블 사고를 유발하게 된다. 케이블 사고는 과전압, 과전류의 영향으로 절연이 불량한 부분에서 발생할 수 있으므로, 변압기, 차단기의 이상여부, 상간불평형에 의한 지락사고 등을 종합적으로 분석할 필요성이 있다. 케이블의 절연파괴에 의한 지락사고는 케이블 자체의 결함, 케이블 시공불량 뿐만 아니라 운영상의 영향, 전기설비(개폐기, 차단기 등)의 운전 시 아크 등에 의해 발생할 수 있어 사고시점을 전후로 운전 데이터 및 사고 이력에 대한 분석이 필요하다. 이 연구에서는 국내의 한 공장에서 발생한 케이블 사고의 분석을 통하여 케이블 사고의 원인을 고찰하고자 한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.373-379
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• 2022

LTV(Light to Voltage) 변환을 위한 APD(Avalanche Photo Diode)는 다른 PD(Photo Diode)와 다르게 높은전압의 동작영역을 사용하므로 TIA(Transimpedance Amplifier) 사용시 과전류 방지를 위해 Quenching 저항을 직렬로 연결하여야 한다. 그러한 경우 Quenching 저항이 TIA 전달함수에 영향을 미쳐 안정도에 심각한 결과를 초래할 수 있다. 본 논문에서는 APD Quenching 저항이 TIA의 전압과 전류 루프 전달함수에 미치는 영향을 분석하여 안정도 개선을 위한 Quenching 저항 값 결정 방법을 제안하고자 한다. 제안된 방법에 의하여 Quenching 저항을 가지는 TIA 회로를 설계하여 시뮬레이션 및 칩 제작을 통하여 동작의 안정도를 검증하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.61-67
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• 2012

3상 전동기를 이용하는 3상 전력계통에서 1상이 결상되면 계통에는 불평형 전류가 흐르거나 단상전력이 공급되어 전동기 코일의 과전류로 인한 화재발생은 물론 전력계통에 큰 피해를 주게 된다. 최근 3상 전동기 결상검출 방식으로는 열동 과전류계전기와 전자식 모터 보호계전기가 대다수 이용되고 있으며, 이들은 선로의 과열이나 과전류가 발생되면 검출하고 차단기를 동작시키는 방식으로 감지속도가 느리고 오동작과 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다. 이들을 개선하기위하여 본 논문에서는 반도체 소자를 이용한 새로운 결상보호용 제어회로 토폴로지를 설계하여 감지속도와 정밀도를 향상시키고, 소형 경량으로 제작되어 현장의 3상 전동기 제어반에 용이하게 장착시킬 수 있는 장점이 있다. 그 결과 제안한 결상 보호장치는 3상 전동기를 보호하고 결상으로 발생하는 전기화재를 최소화시키고 그리고 전력계통의 안정적인 운전에 기여할 수 있을 것이다. 제안한 결상 보호장치는 다양한 동작특성 실험을 통하여 그 성능과 신뢰성이 입증된다.