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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김철환
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 성균관대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수4
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국내 고속철도 개통을 계기로 전철화가 지속적으로 이루어지고 있고, 교통수요 변화에 대비하여 고급화된 철도 교통수단에 대한 요구가 증대되고 있다. 또한 철도 산업분야의 전기에너지에 대한 의존도가 점차 상승함에 따라, 전기철도 차량에 공급하는 전력에 대한 안정성과 전력품질 향상에 대한 요구가 급증하고 있다. 그러나 국내에는 아직 노후된 철도 선로들이 많이 운영되고 있고 이들의 전력품질과 안정성의 개선은 필수적이다.
본 논문에서는 변압기 보호용 계전기의 동작이 빈번하게 발생하는 노후된 계통을 대상으로 삼아 연구를 진행하였다. 모의한 AT(Auto Transformer, 단권 변압기) 급전계통은 타 철도 시설에 비해 낮은 수전단 전압을 공급받고 과부하로 인한 계전기 동작이 자주 발생하는 계통이다. 또한 이 계통은 높은 부하전류 뿐만 아니라, AT나 스코트 변압기의 용량이 작기 때문에 고장전류의 크기는 크지 않다. 따라서 이 계통에서는 과전류 계전기를 정정 할 수 있는 영역이 한정적이며 정밀하게 정정 값을 산정해야 한다.
상기의 기술한 문제점을 해결하기 위해 PSCAD/EMTDC(Power Systems Computer Aided Design / Magnetic Transients including DC)를 통하여 국내 실 계통 및 변압기 보호용 과전류 계전기의 모델링을 수행하였고, 고장전류 분석을 통해 모델링의 적합성을 검증하였다. 또한 과전류 계전기의 정정을 해당 계통 상황에 맞게 다시 산정하였고, 정정 값 계산식에 보정계수를 제시하여 보호 협조 체계에 따라 과전류 계전기의 동작을 확인하였다.
본 논문에서는 변압기 보호용 계전기의 동작이 빈번하게 발생하는 노후된 계통을 대상으로 삼아 연구를 진행하였다. 모의한 AT(Auto Transformer, 단권 변압기) 급전계통은 타 철도 시설에 비해 낮은 수전단 전압을 공급받고 과부하로 인한 계전기 동작이 자주 발생하는 계통이다. 또한 이 계통은 높은 부하전류 뿐만 아니라, AT나 스코트 변압기의 용량이 작기 때문에 고장전류의 크기는 크지 않다. 따라서 이 계통에서는 과전류 계전기를 정정 할 수 있는 영역이 한정적이며 정밀하게 정정 값을 산정해야 한다.
상기의 기술한 문제점을 해결하기 위해 PSCAD/EMTDC(Power Systems Computer Aided Design / Magnetic Transients including DC)를 통하여 국내 실 계통 및 변압기 보호용 과전류 계전기의 모델링을 수행하였고, 고장전류 분석을 통해 모델링의 적합성을 검증하였다. 또한 과전류 계전기의 정정을 해당 계통 상황에 맞게 다시 산정하였고, 정정 값 계산식에 보정계수를 제시하여 보호 협조 체계에 따라 과전류 계전기의 동작을 확인하였다.
목차
제 1장 서 론 11-1. 교류 전기철도 급전계통에 대한 연구 현황 및 개선점 11-2. 기존 연구 31-3. 연구의 필요성 31-4. 연구내용 41-5. 논문의 구성 4제 2장 교류 전기철도 급전계통 62-1. 교류 전기철도 급전계통 특징 62-2. 교류 전기철도의 구성요소 8가. 스코트 결선 변압기의 구조 8나. 단권 변압기의 구조 10다. 급전계통 방식 122-3. 전차선로 선로정수 16가. 도체 임피던스 계산 18나. 전차선로 임피던스 등가회로 유도 27다. 전차선-레일 단락 임피던스 302-4. 급전계통 변압기 보호 대책 32가. 스코트 변압기 과전류 보호 32나. 과전류 보호 계전기 정정 기준 35제 3장 AT 급전계통 고장 특성 분석 403-1. 전차선로 전압과 임피던스 관계 403-2. AT 급전계통 고장 종류 43가. 3상 전원 측 고장 43나. 전차선로 고장 45제 4장 AT 급전계통 구성요소 모델링 및 검증 464-1. 단선 AT 급전계통 모델링 46가. 수전반 모델링 46나. 스코트 변압기 모델링 48다. 단권 변압기 모델링 50라. 과전류 계전기 모델링 514-2. 고장전류 분석을 통한 급전계통 모델링 검증 534-3. 고장전류 분석을 통한 과전류 계전기 모델링 검증 59제 5장 급전계통 과부하 보호 협조 635-1. 실 계통 내 과전류 계전기 동작 현상 63가. 과전류 계전기 트립 발생 원인 63나. 급전계통 과전류 계전기 보호 협조 곡선 66다. 과전류 계전기 한시 정정 값 보정계수 685-2. 보정계수 반영에 따른 모의 결과 및 검증 71가. 시뮬레이션 조건(Case 1∼4) 71나. 부하 상태에 따른 시뮬레이션 결과(Case 1∼4) 735-3. 과전류 계전기 정정 값 보정계수 계산 76가. 회귀 분석을 통한 보정계수 계산식 일반항 도출 76나. Matlab을 이용한 보정계수 적용 범위 분석 80제 6장 결론 84제 7장 참고문헌 85Abstract 87
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