• 조명전기설비학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.54-60
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• 2003

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.

• 전기학회논문지
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• 제65권7호
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• pp.1121-1127
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• 2016

In this paper, modeling of overcurrent relay(OCR) to protect domestic AC electric railway Auto Transformer(AT) feeding system and operation characteristic analysis on overload condition are described. The target system of this paper is actual site where overload trip of circuit breaker occurs frequently. Because this AT feeding system is made of parallel single track which had a load(electric train) respectively, and is connected with only T phase of Scott Transformer. In addition, this system has been feeding 66kV voltage by KEPCO, not 154kV. We focus on protective coordination of Scott Transformer primary side and secondary side OCR for Korea single track AC electrical railway system in operation currently. We modeled single track AT feeding system and OCR. Also we performed faults and overload analysis for verification of OCR's setting values and system modeling. To analyze above mentioned research, we used PSCAD/EMTDC software tool.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.20-28
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• 1998

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.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.131-141
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• 2007

본 논문에서는 병렬 인버터를 통한 고조파 보상은 물론 직렬 인버터로 전압강하 보상 및 부하불평형 문제도 해결할 수 있는 보상설비에 대하여 특성을 분석하였다. 제안하는 설비의 구조와 제어방법을 제시하고, 제어방법의 효과를 검증하기 위하여 전기철도 급전시스템과 보상설비를 모델링하여 모의계산을 수행하여 그 결과를 제시하였으며, 본 논문에서는 기존의 급전선로 전압강하 보상시스템의 단점을 보완하기 위해 DC-Link를 공유하는 직렬과 병력형 인버터를 Scott 변압기 2차 측의 T상과 M상에 두어 다양한 보상 특성을 확인하였다. 본 논문에서 제안하는 시스템은 급전선로의 전기차로 인해 발생하는 고조파전류를 병력인버터를 통해 제거하여 154[kV] 3상 모선으로의 유임을 차단하게 된다. 또한 모선의 선간단락, 일선지락 등의 사호로 발생되는 급전선로의 순간전압강하 혹은 순간전압상승 등을 보상하여 지속적인 전압공급을 가능하게 됨을 확인하였다. 더불어 철도의 기동 등으로 인한 순간적인 전압의 강하에 있어서도 직렬인버터를 통한 보상으로 인해 전압의 지속적인 유지를 확보할 수 있음을 확인하였다. 본 논문에서는 이러한 다양한 보상동작을 수행한 수 있는 제안된 시스템의 동작을 PSCAD/EMTDC를 통해 검증하였으며, 향후 시스템 제작에 따른 특성분석에 용이하게 적용될 것으로 보인다.

• 전력전자학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.213-218
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• 2020

In this study, we propose a control algorithm to reduce the unbalanced characteristics of a three-phase system power caused by the unbalanced load of the AC electric railway. Then, we verify its performance through the design of a power compensator and experiments applying it. Like electric railway systems, a Scott transformer is applied, and the load and single-phase back-to-back converters are connected to the M-phase and T-phase outputs. The back-to-back converter monitors the difference in active power between the unbalanced loads in real-time and compensates for the power by using bidirectional characteristics. The active power is performed through PI control in the synchronous coordinate system, and DC link overall voltage and voltage balancing control are controlled jointly by M-phase and T-phase converters to improve the responsiveness of the system. To verify the performance of the proposed power compensation device, an experiment was performed under the condition that M-phase 5 kW and T-phase 1 kW unbalanced load. As a result of the experiment, the unbalance rate of the three-phase current after the operation of the power compensator decreases by 58.66% from 65.04% to 6.38%, and the excellent performance of the power compensator proposed in this study is verified.