본 논문에서는 제어 시스템의 신뢰도를 높이고 중단없는 제어 동작을 실현하기 위하여 제어기를 삼중화한 내고장성 디지털 조속기를 설계하였으며, 이 시스템을 Markov process로 모델링하여 신뢰도를 해석하였다. 임무시간에서 삼중화 시스템은 단일 제어기 시스템에 비해 신뢰도 86[%]수준에서 약 1.8 배, 95[%]수준에서 약 2.8배, 99[%]수준에서 약 6배 증가함을 확인하였다. 또한 북제주 화력 발전소의 터빈 속도제어 시스템을 대상으로 디지털 속도제어 시스템을 설계하였으며, 설계된 디지털 속도제어 시스템의 유효성을 입증하기 위해 모의실험을 행하였다.
회전기기의 결함진단에 있어서 기존의 방법과 달리 적외선열화상기술은 회전기기의 결함진단에 대해 비접촉, 비파괴 및 상태감시 모니터링을 할 수 있다. 본 논문에서는 적외선열화상 상태진단을 기반으로 하는 회전기기의 결함진단에 대한 새로운 접근법을 제안한다. 따라서 회전기에서 가장 많이 사용되어지는 볼베어링을 이용하여 실험을 수행하였고, 진동 스펙트럼 분석과 적외선열화상을 이용하여 실시간 모니터링을 수행하였다. 적외선열화상기법을 이용하여 볼베어링의 윤활 불균형에 따른 온도 특성을 확인할 수 있었다. 이러한 실험을 통한 결과를 분석 검토하여 향후 산업전반의 회전기기의 상태감시연구에 있어서 다양한 분야에 사용되어 질 것으로 예상된다.
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.
본 연구에서는 전투차량 발전기에 적용된 전압조정기에 대하여 야전 운용간 발생한 고장현상의 근본원인을 도출하고, 이를 해소하기 위한 개선방안을 수립하고자 하였다. 전압조정기의 고장품 분해점검을 포함한 고온 운용시험, 온도 포화시험 등의 장비점검과 시험분석을 수행한 결과, 전압조정기 내부에 그을음이나 저항소자의 크랙현상 등 열에 의한 손상을 확인할 수 있었고 고온 운용환경에서 전압조정기의 내부온도가 외부온도 대비 비교적 높게 측정된 것을 확인할 수 있었다. 또한, 시험을 통해 확인한 최대온도 측정치를 저항소자의 사양에 적용한 결과, 온도상승에 따른 저항 값의 물리적인 변화에 의해 전력마진이 불충분할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 이로부터 고장현상이 내부 발열과 불충분한 내열성에 기인한 것으로 추정할 수 있었으며, 최소한의 설계변경으로 내열성을 충분히 향상시킬 수 있는 최적의 개선 방안을 도출하고자 하였다. 개선방안은 회로변경을 통해 소비전력을 감소시키면서 전력마진을 충분히 확보하는 방안과 내부 전자소자에 열적인 영향성을 감소시킬 수 있는 구조변경 방안을 수립하였다. 이에 대한 검증은 기존 전압조정기와 개선방안이 적용된 전압조정기에 대해 고온운용 비교시험을 수행하여 측정된 결과를 바탕으로 내열성 개선여부를 확인하고자 하였다. 결과적으로, 동일한 고온조건에서 설계변경을 통해 개선된 전압조정기의 내부 측정온도가 기존 대비 크게 감소한 것을 보임으로써 전압조정기의 내열성이 향상된 것을 확인할 수 있었다.
최근 안정성 및 경제성 측면에서 완전방호식 LNG 저장탱크(full-containment LNG storage tank)의 대안으로 검토되고 있는 멤브레인 LNG 저장탱크(membrane LNG storage tank)에 대해서 정량적 위험성 평가 방법(QRA; Quantitative Risk Analysis)과 유한요소해석법(FEM; Finite Element Method)을 통하여 안전성 평가를 수행하였다. 본 논문에서는 유한요소해석법(FEM)을 통한 구조안전성 평가에서 140,000 $m^3$ 저장용량을 갖는 LNG 저장탱크의 두 가지 모델은 저장탱크 시스템에 대한 강도 안전성과 누출 안전성 측면에서 해석한 결과에 의하면 모두 안전한 것으로 평가되었다. 또한, 고장수목분석(FTA; Fault Tree Analysis)을 통하여 멤브레인 LNG 저장탱크에 안전성을 강화하기 위해 설계 초기모델에 안전장치로서 멤브레인 바닥부의 충격흡수장치(impact absorber structure), 1차 멤브레인 저장 파손 시 콘크리트 외부탱크(outer tank) 코너부(corner part)의 열충격(thermal stress)을 감소시킬 수 있는 열보호장지(secondary barrier) 및 펌프 낙하 시 안전장치로서 펌프캐쳐(pump catcher)를 보완하고 평가하였다. 결론적으로 개선된 멤브레인 LNG 저장탱크는 안전성 측면에서 완전방호식 LNG 저장탱크와 대등하다는 결론을 도출할 수 있었다.
유성온천장을 중심으로 불측 인접지역에서의 온천개발 가능성을 평가하기 위하여 주변의 지질구조와 지온분포에 관한 연구를 시도하였다. 연구지역 주변지역에서 온천수 형셩과 관련된 요인은 단층과 암맥이며 물탐자료와 지온측정자료 해석결과는 이를 어느 정도 뒷받침하고 있다. EW 예상 단층선은 본 지역의 북부를 스쳐 지나가며 N40$^{\circ}$W 예상 단층선은 본 지역의 서측에서 EW의 예상 단층과 교차한다. 이러한 예상 단측의 위지는 선구조선의 분석, 물탐자료 및 자료 및 지온측정의 결과에서 잘 반영된다. 연구지역 내에는 3개조의 암맥이 관입되어 있는 것으로 판단된다. 지온측정 결과 지온 이상대와 암맥의 위치는 서로 일치하며, 지하 1m와 0.5m 사이의 온도차는 3$^{\circ}C$ 이상이다. 지하 1m와 0.5m 사이의 온도차는 2.5$^{\circ}C$ 이상의 지온 이상대는 연구지역 내에서 N80$^{\circ}$W의 방향으로 형성되어 있다. 암맥의 경사는 암맥의 직선적인 분포나 노두에서의 조사결과로부터 거의 수직인 것으로 판단된다. 온도 이상대 분포와 암맥의 위치로부터 연구지역 내에서 온천수 부존 가능 위치로 세곳을 들을 수 있으며 이들 지점에서 4$0^{\circ}C$ 이상의 온천수를 확보할 수 있는 깊이는 170~200m 내외로 추정된다.
서해 대륙붕 군산분지 까치-1공의 퇴적층을 통합층서적 접근을 통하여 분석하였다. 분석 결과, 까치-1공 내에서 (1)트라이아스기 돌로마이트 기반암층, (2) 후기 쥬라기 말-전기 백악기 초 퇴적층, (3) 전기 백악기 퇴적층, (4) 후기 백악기 퇴적층 및 (5) 중기 마이오세 이후 퇴적층 등 5개의 단위층들이 인지되었다. 각 단위층은 부정합에 의해 경계되는 구조층서 단위층으로 군산분지의 형성, 퇴적 및 변형에 대한 정보를 제공해 준다. 후기 쥬라기 말에 들어와 탄루탄층대를 따라 이차 및 삼차 순위의 주향이동 단층들이 분지되면서 소규모 열개 분지들이 형성되기 시작하였다. 전기 백악기 이후 팔레오세 말까지 지속된 분지단층들의 좌수향 이동에 의해 군산분지는 대규모의 인장력을 받게 되어 소규모 열개 분지들은 대규모의 인리형 분지로 확장되었다. 그러나 팔레오세 말에 시작된 인도판과 유라시아판의 연성충돌에 의한 1차 히말라야 조산운동의 영향으로 탄루단층이 우수향으로 이동을 시작하면서 군산분지는 서서히 변형을 받기 시작하였다. 이후 에오세 중기에 일어났던 인도판과 유라시아판의 강성충돌에 의한 2차 히말라야 조산운동에 의해 탄루단층의 우수향 이동이 본격화되면서 군산분지는 극심한 구조역전의 현상이 일어났다. 따라서 에오세 말과 올리고세 동안 군산분지에서는 심한 구조역전에 의한 분지변형이 일어났다. 올리고세 이후 현재까지, 군산분지는 간헐적인 해침과 함께 광역적인 침강을 유지하면서 안정된 대륙 연변부 침강분지로 전이되었다.
In this paper, the strained Si$_{0.9}$Ge$_{0.1}$ epitaxial layers grown by a reduced pressure chemical vapor deposition (RPCVD) on Si (100) were characterized by Rutherford backscattering spectrometery (RBS) for the fabrication of an SiGe heterojunction bipolar transistor(HBT). RBS spectra of the ${Si}_0.9{Ge}_0.1$epitaxial layers grown on the Si substrates which were implanted with the phosphorus (P) ion and annealed at a temperature between $850^{\circ}C$ - $1000^{\circ}C$ for 30min were analyzed to investigate the post thermal annealing effect on the grown${Si}_0.9{Ge}_0.1$epitaxial layer quality. Although a damage of the substrates by P ion-implantation might be cause of the increase of RBS yield ratios, but any defects such as dislocation or stacking fault in the grown ${Si}_0.9{Ge}_0.1$ epitaxial layer were not found in transmission electron microscope (TEM) photographs. The post high temperature rapid thermal annealing (RTA) effects on the crystalline quality of the ${Si}_0.9{Ge}_0.1$ epitaxial layers were also analyzed by RBS. The changes in the RBS yield ratios were negligible for RTA a temperature between $900^{\circ}C$ - $1000^{\circ}C$for 20 sec, or $950^{\circ}C$for 20 sec - 60 sec. A SiGe HBT array shows a good Gummel characteristics with post RTA at $950^{\circ}C$ for 20 sec.sec.sec.
수전설비의 고장은 산업과 가정 등 전력을 사용하는 모든 곳에 정전사고를 발생시켜 많은 불편과 문제의 원인이 되고 있다. 수전설비 고장의 주요 원인으로는 노후화를 비롯하여 태풍, 지진을 비롯한 자연재해와 동물 등으로 파악되고 있다. 현재는 수전설비의 온도가 높아지면 고장이 발생한다는 추측만으로 온도의 고온이 지속되는 것을 모니터링한다. 따라서 적기에 수전설비의 고장에 대응하기 어려운 측면이 존재하는 것이 사실이다. 이 논문에서 제안하는 수전설비 모니터링 시스템은 갑작스런 자연재해 등으로 인한 고장을 제외한 일반적인 고장에 대해 효율적으로 대응하는 방안으로 제안한다. 수전설비 모니터링 시스템은 열 감지 센서를 부착하여 수전설비를 실시간으로 감시하고, 감시한 데이터를 수집하여 인공신경망을 이용한 학습을 통해 축적된 정보를 이용하여 고장을 예측한다. 인공신경망의 학습과 실험을 통하여 제안 방식이 효율적임을 보였다.
This paper deals with design of heater trigger switching in a persistent current system(PCS) by finite element method(FEM) analysis of YBCO coated conductor(CC) tape. Most promising superconducting wire is YBCO coated conductor tape in these days for its high n value and critical current independency from external magnetic field. It is expected to be used many superconducting application such as fault current limiter and cable etc. The superconducting magnet which is operated in persistent current mode in SMES, NMR, MRI and MAGLEV has many advantages such as a high uniformity of a magnetic field and reducing a thermal loss. A PCS system consists of magnet power supply (MPS) which energized current to a magnet, heater, a coated conductor tape for switching, and superconducting magnet. In this paper, the characteristic of thermal quench of the YBCO CC tape and BSCCO tape by heater trigger analyzed by FEM. And optimal length of heater is calculated by temperature and time analysis. This heater trigger analysis is expected to be a basic concept of PCS application design.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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