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백병산,김용한 대한전기학회 2017 Journal of Electrical Engineering & Technology Vol.12 No.3
Recently, unusual transformer failures have been reported in 25kV power systems connected with a VCB and transformer. In this study, performance of the protection system, dielectric strength of the transformers, characteristics of switching surges and resonance phenomena were analysed and assessed. All investigations regarding the insulation breakdown of the transformers were carried out by simulations, laboratory tests, factory tests and on-site measurements in order to thoroughly investigate the root causes. Furthermore, experimental methods for investigating the resonance phenomenon were derived and tests were conducted applying the derived method to recreate the phenomenon in the transformer. It is found that resonance between the transformer and switching surge generated by closing a VCB can initiate the breakdown of internal windings of a transformer.
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경전철 직류급전계통을 위한 디지털 보호제어장치의 개발 및 적용에 관한 연구
백병산,김재철,Baek, Byung-San,Kim, Jae-Chul 한국조명전기설비학회 2005 조명·전기설비학회논문지 Vol.19 No.2
본 논문은 경전철 급전시스템을 위한 직류보호제어장치의 개발 및 적용에 관한 것이다. 이를 위하여 직류급전계통의 단락특성을 이론과 실측자료를 이용하여 분석하였으며, 사고전류를 검출하는 기법의 개선안을 제시하여 직류 보호계전장치를 개발하였다 특히 계전기능 중 가장 중요한 고장선택계전기(50F)의 계전알고리즘을 개선하여 개발하였고, 이를 경북 경산 경전철 시험선에 설치하여 운전 중이다. 직류 보호계전기를 현장에 적용하기 위하여 그동안 불분명하고 명확하지 않았던 규정 및 규격을 개발과정에서 명확하게 정리하였다. 또한 특성시험과 EMC시험 규정 중 일부항목에 대해 시험방법이 제정되어있지 않아 IEC 규정의 분석을 통하여 객관적이고 타당한 시험회로, 방법 및 평가방법을 제안하였다. The DC protection and control device for the feeding system of a Light Rail Transit(LRT) system is developed. For the development, the short circuit characteristics in the system are analyzed. As a result a protection algorithm for the DC fault selective relay (50F) is newly proposed, and principles of the DC fault selective relay, Line Test Device (LTD), DC Over Current Relay (DC OCR) are introduced From the development, the specifications and codes used to be unclear have become clarified and summarized. Moreover, the methods to examine the protective characteristics and Electromagnetic Compatibility (EMC) are established Finally, the performance and the effectiveness of the developed protective relay have been verified with the test based on IEC. For the reliability of the system, the relay has been installed and is being operated at the test track of the LRT system at Gyeong-San.
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Design and Assessment of DC Traction Power Supply System for Light Rail Transit
백병산,문종필,최준호,김재철,Baek, Byung-San,Moon, Jong-Fil,Choi, Joon-Ho,Kim, Jae-Chul The Korean Institute of IIIuminating and Electrica 2006 조명·전기설비학회논문지 Vol.20 No.4
전기철도 급전시스템의 설계와 평가에 관련하여 어려운 점은 고려해야 할 요소들이 많고, 시스템적 접근이 요구되나 단편적인 논문과 엔지니어링 측면의 접근이 대부분이다. 본 논문에서는 전기철도 시스템 중 국내외에서 최근 활발히 추진되고 있는 경량전철을 위한 직류 급전시스템의 설계 및 그의 적정성을 평가하는 기법을 체계화하였다. 먼저, 급전 시스템의 구성요소인 급전 변전소와 부하인 차량과 그리고 전력선을 포함한 전체 시스템의 특성파악하고 분석하였다. 실제 계통과 동일하게 모델링하기 위하여 축약 및 등가화를 하였으며, 등가화한 시스템을 해석하기 위한 방안으로 노드방정식과 반복접근법을 적용하였으며, 이를 체계화하여 모의절차, 평가 및 설계방법을 제시하였다. 제시한 알고리즘 및 설계절차에 따라 프로그램을 개발하였으며 사례연구를 통하여 그 유효성을 입증하였다. For the design of DC traction power supply system at new Light Rail Transit(LRT) construction, it is very important to determine system configuration, location and power capacity of substation. However, a LRT system consists of a number of subsystems such as train movement, power supply and traction drives, which inevitably contains many complexities and diversities. The objective of this paper is to clarify and systematize the design procedure and its assessment for the electrification system of a LRT line. This paper discusses in detail our approach to system design and its assessment. The whole DC-feeding network configuration, characteristics of a train, and design method of substation arrangements is thoroughly investigated for the design. As a result of the investigations, the design procedure is clarified and systematized and a computer program for the design and evaluation of the system is developed using the most suitable iterative method with nodal equation. To verify the proposed design and its assessment procedure, case studies for the DC traction power supply system of a planed Korean LRT line are performed.
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백병산,정문구,김태완 전력전자학회 2004 전력전자학회 논문지 Vol.9 No.2
As a device that returns surplus energy, regenerated from trains to d.c. source, to a.c. system and reuses it, the thyristor inverter has been widely used. Because the conventional thyristor inverter is a unidirectional phase-controlled device, it is impossible to control the power factor of its output. Moreover, harmonics emission is high and it needs to take a additional filter. In this paper, to solve the problems stated above, the inverter, which can control real and reactive power by adopting IGBT modules as switching elements and being controlled by means of space vector PWM, is developed. Considering high economical efficiency and reliability in order to apply to the system for commercial use, the developed inverter is equipped with fully digital control system and low pass filter, and reduces harmonics and has compact size. The detail description about the developed inverter is stated in various respects: design criteria, technical description, power circuits, control techniques, the developed system, test results, etc. 회생차량에서 직류전원단으로 회생되는 에너지를 교류전원측으로 반환하여 활용하기 위한 장치로서 사이리스터 인버터가 널리 사용되고 있다. 기존의 사이리스터 인버터는 단방향의 위상제어방식으로 출력의 역률제어가 불가능하고, 고조파 함유율이 높아 별도의 필터를 필요로 한다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고자 스위칭 소자로서 양방향 제어가 가능한 IGBT를 채용하여 Space vector PWM 제어를 함으로서 유효전력 및 무효전력 제어가 가능한 인버터를 개발하였다. 개발한 인버터는 상업용으로 실계통에 바로 적용이 가능하도록 경제성 및 신뢰성을 제고하여 전체 제어시스템을 디지털 형식으로 구현하였고, 저대역 필터를 내장하여 고조파 발생을 억제하였으며, 전체 부피를 콤팩트하게 하였다. 본 논문에서는 전기철도 직류급전계통에 적합한 회생 인버터의 설계기준, 기술사양, 전력회로, 인버터 및 계통연계 제어기법, 개발시스템, 시험결과 및 특성 등을 기술하였다.
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