• 한국환경보건학회지
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• 제39권3호
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• pp.289-299
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• 2013

Objectives: For the field application of the dielectric barrier discharge plasma reactor, scale-up of the plasma reactor is needed. This study investigated the possibility of inactivation of microorganisms in sewage using pilot multi-plasma reactor. We also considered the possibility of degradation of total organic carbon (TOC) and nonbiodegradable matter ($UV_{254}$) in sewage. Methods: The pilot plasma reactor consists of plasma reactor with three plasma modules (discharge electrode and quartz dielectric tube), liquid-gas mixer, high voltage transformers, gas supply equipment and a liquid circulation system. In order to determine the operating conditions of the pilot plasma reactor, we performed experiments on the operation parameters such as gas and liquid flow rate and electric discharge voltage. Results: The experimental results showed that optimum operation conditions for the pilot plasma reactor in batch experiments were 1 L/min air flow rate), 4 L/min liquid circulation rate, and 13 kV electric discharge voltage, respectively. The main operation factor of the pilot plasma process was the high voltage. In continuous operation of the air plasma process, residual microorganisms, $UV_{254}$ absorbance and TOC removal rate at optimal condition of 13 kV were $10^{2.24}$ CFU/mL, 56.5% and 8.6%, respectively, while in oxygen plasma process at 10 kV, residual microorganisms, $UV_{254}$ absorbance and TOC removal rate at optimal conditions were $10^{1.0}$ CFU/mL, 73.3% and 24.4%, respectively. Electric power was increased exponentially with the increase in high voltage ($R^2$ = 0.9964). Electric power = $0.0492{\times}\exp^{(0.6027{\times}lectric\;discharge\;voltage)}$ Conclusions: Inactivation of microorganisms in sewage effluent using the pilot plasma process was done. The performance of oxygen plasma process was superior to air plasma process. The power consumption of oxygen plasma process was less than that of air plasma process. However, it was considered that the final evaluation of air and oxygen plasma must be evaluated by considering low power consumption, high process performance, operating costs and facility expenses of an oxygen generator.

• 전력전자학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.209-218
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• 2011

연료전지와 같은 저전압 대전류 응용에는 입력전류 리플이 작고 변압기의 턴비가 작은 전류원 DC-DC 컨버터가 더 효과적이다. 5kW급 이상의 응용에서는 기존의 단상을 기본으로 하는 전류원 풀브리지, 하프브리지 또는 푸시풀 의 토폴로지로는 스위치등 소자의 전류부담이 크고 소자의 선정 및 최적설계가 용이하지 않다. 본 논문에서는 대전력 고승압 응용에 적합한 능동 클램프방식의 3상 전류원 푸쉬풀 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 소자의 전류부담이 작고 전 영역(0～1)의 듀티 사용으로 입력전압 변동이 큰 응용에 적합하다. 3상 고주파변압기를 비롯한 주요부품의 설계방법을 제시하고 5kW급의 시작품으로부터 제안한 컨버터의 타당성 및 성능을 검증하였다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제8권6호
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• pp.853-861
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• 2018

본 논문에서는 전기철도차량이 운행할 때 이상 전압상승에 의한 문제점을 해결할 수 있는 고조파 제한장치의 적용을 제안한다. 운행 중 열차에 전력을 공급하는 교류가선은 25kV/60Hz의 전기를 공급하기 위하여 사용되지만 철도차량 전기장치의 기술발전에 따라 점차 가선에 포함되는 고조파의 크기 및 주파수의 변형이 다양해지고 있다. 최근 열차안전운행에 심각한 문제가 되고 있는 주회로 기기인계기용변압기(Potential Transformer, PT)의 파손이나 주변압기 등의 열손증가는 가선 전원의 고조파로 인한 순간적인 무효전류의 증가로 생기는 현상이다. 주회로 기기의 저주파형 트랜스포머로 고주파수 성분이 유입되면 트랜스 코어의 히스테리시스에 의한 철손 증가 및 기생 커패시턴스에 흐르는 전류가 증가하므로 발열이 발생하게 된다. 이러한 문제 해결을 위해 최근 시퀀스의 조정으로 전력변환 장치의 인위적인 NOTCH OFF가 적용되었다. 그러나, OFF 신호를 받아 제어하는 방식은 지상과 차상 장치의 상호작용으로 동작하므로 불량 발생 시 무효화 되며, 실제 사고가 발생되고 있다. 따라서, 근본적인 문제해결을 위한 방법으로 고조파 전류가 가급적 변압기에 유입되지 않도록 하는 것이 필요하며, 고조파 전류의 유입으로 인해 빈번하게 발생되고 있는 열차사고를 방지하고 안전한 운행을 위해 열차의 실험 분석과 고조파 제한장치의 시뮬레이션을 통한 장치의 타당성 검증을 위한 연구를 수행하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.699-702
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• 2008

This paper describes the numerical simulations in the cooling of the radiator in a distribution transformer. The aim of this work is the cooling optimization of the transformer by CFD simulations. A clear understanding of the cooling pattern in a radiator which is a main heat remover in the power transformer is essential for optimizing the radiator design increasing the thermal efficiency. In this paper we study the heat transfer and fluid flow in a 3-phase 400kVA transformer. The plate radiators of this transformer become wrinkled (corrugated radiator) and there are filled with transformer oil. The oil is circulated due to the natural convection driven by buoyancy effects through radiators so that the ultimate cooling medium is the surrounding air. In the design of transformers, it is of interest to minimize the cost and size of radiators. The obtained results show the temperature and flow distributions and the possibility to optimize the transformer with 3-dimensional CFD models using FLUENT.

• 전기학회논문지
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• 제66권12호
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• pp.1905-1912
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• 2017

In recent years, Ulaanbaatar, a capital of Mongolia has witnessed major problem that air quality reaches hazardous level during the winter season. Coal combustion for heating of every house in "Ger" district is main reason. One way to reduce the air pollution is mass usage of electric heater. However, there are several difficulties such as overload and degradation of transformers and other equipment used in distribution and transmission systems as well as power shortage occurrence in evening peak period due to residential consumption. This study aims to contribute for solving the air pollution and power shortage problem in Mongolia. One possible solution could be distributed generation (DG) with photovoltaic (PV) penetration. In this study, PV with energy storage (ES) hybrid system to reduce peak load is analyzed. We proposed the suitable structure of PV-ES hybrid for Mongolian household, and suggested several operation scenarios. Optimal operation algorithm is carried out based on a comparison aspect from economical, grid impact and PV penetration possibility. The economic analyse shows annual income of 520USD, and has a payback period of 8 years for selected scenario. The proposed PV-ES system structure is verified by experimentation set on the building rooftop in city center. The suggested scenario is planned to apply for system in further research.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.617-628
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• 2016

본 논문은 철도차량의 추진용 유입식 변압기 및 AC/DC 컨버터를 대체하기 위한 지능형 변압기의 구조를 제안한다. 제안된 지능형 변압기는 반도체 스위칭 소자 및 고주파 변압기를 사용한 양방향 전력 변환 컨버터의 형태로써, 기존 변압기에 비해 경량화 되고, 역률 제어 등의 능동적인 제어 성능으로 인해 단상 계통 전원의 효율적인 활용을 가능하게 한다. 제안하는 지능형 변압기는 60Hz 교류 고전압을 직류 고전압으로 변환하기 위한 정류단으로 Neutral point clamped type 의 H-bridge 컨버터를 여러 개 직렬 연결해 구성했다. 직류로 변환된 입력단 전력은 고주파 변압기와 Neutral point clamped type H-bridge 컨버터 2개로 구성된 Dual-Active-Bridge 컨버터를 이용해 출력측에 필요한 저전압을 공급할 수 있도록 했다. 또한, 본 논문에서는 다수의 컨버터 모듈 내부 직류단 전압을 균형제어하며, 단상 교류 전원에서 직류 출력 전원간의 양방향 전력 제어를 가능하게 하는 제어 알고리즘을 제안한다. 제안한 지능형 변압기의 구조 및 제어 시스템은 75kVA 급 3.3kVrms 입력, 750VDC 출력의 지능형 변압기를 설계 및 회로 시뮬레이션 결과를 통해 검증했다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.425-431
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• 2011

전기추진선박에서 해결해야 할 중요한 문제점의 하나는 전력변환시에 발생되는 전류 및 전압파형에 포함된 고조파 성분에 의한 손실과 토크리플이다. 이를 제거하기 위해서 많은 방식들이 연구되고 있으며 본 논문에서는 상천이 변압기를 갖는 다중펄스 드라이브를 사용하여 정류된 직류파형을 개선함으로서 전류 및 전압파형에 포함되는 고조파 성분을 감소시키는 방식을 사용하였다. 또한, 그 유효성을 입증하기 위해서 6펄스 및 12펄스 드라이브를 각각 전력변환장치로 사용하였으며 현재 대형 선박에서 사용중인 6000[kW]의 유도전동기를 추진전동기로 채택하여 시뮬레이션을 행하였다. 다중펄스 드라이브에 의한 고조파 저감은 발전기 출력측의 전류파형과 추진전동기 입력측의 전압 파형에 포함된 총고조파 왜형율을 평가하였으며 또한, 고조파에 의한 전동기측의 영향은 추진전동기의 토크리플을 측정하여 비교 분석하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권5호
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• pp.53-62
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• 2017

경제 및 산업의 원천 에너지원인 전력은 생산과 소비의 지역적 상이함으로 장거리 수송을 필수로 하며, 다중환상망(Multi-loop) 형식의 송배전계통으로 전력을 공급한다. 실질적 사용에 앞서, 변전소내 변압기를 통해 변전과정을 거쳐 각 사용처의 특성을 고려하여 전력공급이 이루어지고 있으며 변압기는 본체, 권선, 절연유, 부싱등의 구조로 결합되어 있다. 변전소에서 발생하는 변압기화재는 가구와 상업시설등에 전기공급을 중단시키고 각종 안전사고를 발생시키는 1차 손실뿐만 아니라 2차적으로 경제 손실을 야기한다. 화재의 원인은 부싱 하부파손에 따른 절연유 유출과 약 1초 이내 발화점에 도달하는 절연유에 의한 화재의 연쇄반응으로 파악된다. 화재피해의 최소화를 위해 연기감지기, 자동소화설비 등이 구축되어있으나 감지기의 동작 및 소화가스 방출지연 등으로 화재진화를 위한 골든타임 확보의 부재가 문제되고 있다. 이에 본 연구는 초기 화재진화에 따른 골든타임 확보의 중요성에 따라 화재확산을 방지하고 절연유 누출을 차단하는 능동적 메커니즘의 필요에 따라 수행되었다. 따라서 화염에 의해 팽창하는 고온형상 유지물질과 기계적 화염차단장치를 적용한 부싱방화구조체를 개발하였다. 실제 부싱 및 프렌지규격을 적용하여 제작된 변압기모형에 부싱방화구조체를 설치하여 실규모 화재실험을 수행하였다. 초기화염으로부터 3초내에 정확한 위치와 높이에 부싱방화구조체가 작동함을 확인하였으며 이는 실제 변압기화재 시 화염 확대를 효과적으로 차단할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.31-39
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• 2012

본 논문에서는 수용가의 에너지 절감과 최대수요전력 제어를 위하여 마이크로프로세서를 이용한 자동 전압 조정기(AVR)를 제안한다. 제안한 자동 전압 조정기(HS-AVR : Hybrid Switching Automatic Voltage Regulator)는 토로이달 코어에 1개의 직렬 권선과 분리된 4개의 분로 권선으로 구성되어 있는 단권변압기를 사용한다. 변압기의 전압 조정은 직렬 권선과 분로 권선의 연결 방법에 따라 감압/승압이 가능하다. 스위치는 릴레이와 트라이악을 병행하여 사용한다. 스위치의 조작 시 발생하는 권선의 여자돌입전류를 제어하기 위하여 트라이악을 이용하여 연결 상태를 변경하고, 연결 상태 유지 시에는 릴레이를 이용함으로써 스위치 소비 전력을 최소화 한다. 제어 신호는 여자 돌입 전류를 줄이기 위하여 전압 파형에 동기화 하여 제어되며 이를 위하여 소프트웨어 PLL을 사용한다. 소프트웨어 PLL은 전압 파형의 제로크로스, 전압 최고점 등의 동기화에 사용함으로써 스위치와 시스템을 최소화한다. 기존 전압 조절 스위치나 자동 전압 조정기 구조는 여자 돌입 전류로 인한 스위치 접점 손상을 막기 위하여 최대전류를 수용할 수있는 용량으로 구성함으로써 장치 크기가 매우 커지는 문제점이 있었다. 본 논문은 이런 문제를 해결하여 자동 전압 조정기의 크기를 줄이고 효율을 높이는 방법을 제안하였다.