능동전력필터 위치에 따른 전기철도 AT급전 시스템의 전기품질 해석

한정호 서울과학기술대학교 2010 국내석사

SAPF(Shunt Active Power Filter)는 전기철도 시스템의 전기품질 문제 개선을 위해 반드시 필요한 무효전력 보상과 고조파 전류 보상이 동시에 가능하다. 또한, SAPF는 전차선과 레일 간에 병렬로 연결되기 때문에 전기철도 급전계통 고장 시에도 직접적인 영향을 받지 않는 장점을 가지고 있다. 본 논문은 이러한 SAPF의 장점을 토대로 국내 전기철도 시스템 중 교류 전기철도 시스템의 표준인 AT(Autotransformer)급전 시스템을 모델링하고, SAPF의 위치에 따른 AT급전 시스템의 전기품질 해석을 위하여 SS(Substation)에 설치된 SAPF(SS-SAPF)와 SP(Sectioning Post)에 설치된 SAPF(SP-SAPF)의 경우로 나누어 전기품질 보상 목표를 정하고 각각의 SAPF가 전기품질에 미치는 영향을 해석한다. 또한, 동기좌표계를 이용하여 새로운 SAPF 제어 알고리즘을 제안하고 전력시스템 해석 도구인 Matlab/SimPowerSystem을 이용하여 시뮬레이션을 수행한다. 시뮬레이션을 통하여 두 SAPF의 고유한 전기품질 보상 특성을 해석하고 제안한 SAPF 제어 알고리즘의 유효성을 검증한다. 시뮬레이션 결과는 제안한 제어 알고리즘에 따라 우수한 성능을 가진 각각의 SAPF의 특성을 보여주고 있다. The electrified railway systems have the power quality problems such as the harmonic current pollution, the feeder voltage perturbation, and the reactive power demand. This paper presents a modeling of the autotransformer-fed railway system and comparatively investigates two topology of the shunt active power filter for the autotransformer-fed railway system applications. Also, the novel SAPF control algorithms based on synchronous reference frame are proposed. The validity and the effectiveness of the autotransformer-fed railway system model and the proposed SAPF control algorithms are illustrated through the simulations. A comparative study on two SAPF topology and the corresponding control algorithms are investigated comprehensively through the case study.

저압발전기로 고압펌프 가동을 위한 낮은 돌입전류형 역승압시스템에 관한 연구

김병각 전남대학교 대학원 2020 국내박사

수도사업장에는 정전사고에 대비하여 대부분의 수도사업장에는 비상발전기가 설치되어 있다. 비상발전기의 이용현황을 보면 정전 시에도 발전기 정격용량의 30% 이하만 사용하고 있으며, 평상시에는 정전시를 대비하여 정지상태로만 있다 보니 사용률도 낮고, 비상발전기 설치 효과도 미미하다. 따라서 평상시 정부의 비상발전기 자원화정책인 전력수요거래사업, 전력피크감축 등 에너지관리를 위한 비상발전기의 사용 확대가 필요하며, 특히 비상발전기를 활용하여 수도사업장의 송수펌프를 가동할 수 있으면, 정전 시에 수돗물 중단과 같은 단수사고를 예방하거나 지연시키는데 일정부분 기여할 것으로 생각된다. 비상발전기를 이용하여 고압송수펌프를 가동하기 위해서는 몇 가지 해결해야 할 문제점이 있다. 먼저 비상발전기가 고압송수펌프용 전동기에 전기를 공급할 수 있도록 전기적으로 연결되어 있어야 한다. 최근에 도입된 고압비상발전기는 고압송수펌프와 동일 전압으로 회로구성이 되어 있어서 정전 시 비상발전기로 고압송수펌프에 전기를 공급할 수 있지만 저압비상발전기는 ATS에 의하여 저압부하의 일부에만 전기를 공급할 수 있도록 회로구성이 되어 있어서 정전 발생 시 저압비상발전기로 고압송수펌프에는 전기를 공급할 수 없다. 이를 해결하기 위해서는 ATS 하단에 스위치를 연결하여 회로구성을 하거나 또는 계통연계형 무정전절체 스위치(CTTS)를 설치하는 것이다. CTTS는 크게 2가지로 분류되는데 독립형 CTTS와 계통연계형 CTTS로 나눌 수 있다. 독립형 CTTS는 한전계통과 비상발전기간 전원절체시 100~200㎳만 병렬운전을 한 후 회로가 분리 절체되기 때문에 비상발전기로 송수펌프에 전기를 공급할 수 없지만, 계통연계형 CTTS는 지속적으로 병렬운전을 할 수 있기 때문에 한전계통과 발전기 계통이 분리되지 않는다. 따라서 저압비상발전기로 고압송수펌프에 전기를 공급하기 위해서는 계통연계형 무정전절체 스위치가 필요하다. 다음의 문제점으로는 비상발전기로 CTTS를 통해서 승압변압기로 전기를 공급할 때 돌입전류가 발생되고 돌입전류에 의해서 과전류계전기, 지락과전류계전기가 동작하여 발전기측 차단기를 트립시키는 문제이다. 변압기 돌입전류는 무부하상태에서 전압을 인가할 때 발생되는 단시간 발생되는 커다란 불평형 과전류로서 전압 인가측에서는 발생하지만 부하측에는 흐르지 않는다. 일반적으로 계통에 연결되는 변압기는 고압측이 △결선이고, 부하측이 Y결선이다. 만약 변압기가 무부하인 상태에서 △결선인 고압측에서 전압을 인가할 경우 부하측인 Y결선에는 전류가 흐르지 않는다. 그러나 비상발전기에 의해 저압측인 Y결선에 전압을 인가하면 Y결선에 불평형 돌입전류가 흐르게 되고 과전류계전기와 지락계전기가 동작하게 된다. 따라서 이를 해결하기 위해서는 먼저 여러 가지 방법이 있을 수 있다. 먼저 변압기 1차측에 저항을 인가하는 방법이다. 저항의 크기가 클수록 돌입전류의 감쇄는 크나 단락시 전류헌팅 현상이 일어나고, 저항이 작으면 돌입전류 감쇄가 적은 문제점이 있다. 또한 부하측에 부하가 연결된 상태에서 전압 인가 시 1차측에 삽입된 저항이 소손될 수 있는 문제점이 있다. 2번째는 변압기 1차측에 인가되는 전압의 크기를 변경하는 것이다. 철심에서 자속은 전압의 적분으로 표현된다. 따라서 전압을 인가하면 인가전압의 위상에 따라 자속의 값이 변한다. 만약 전압위상각 0°에서 변압기에 전압이 인가되면 자속은 OFFSET +1의 값을 가진 즉, 정상자속의 2배의 크기를 갖게 되고, 이 자속은 철심의 포화점을 초과하기 때문에 철심은 포화하게 된다. 일반적으로 변압기는 포화점 아래 정격의 80% 수준에서 운영되도록 설계된다. 이는 변압기 제작의 경제성을 고려한 측면이 있다. 따라서 정상상태 2배의 자속은 철심의 포화점을 넘게 되고 따라서 포화점을 넘는 순간 심각한 돌입전류가 발생된다. 돌입전류를 제거하기 위한 근본적인 방법은 철심의 포화를 방지하는 것이며, 이는 철심에 인가되는 전압의 크기를 줄이면 해결될 수 있다. 따라서 본 역승압시템에서 변압기에 전압인가 시 비상발전기의 AVR을 제어하여 전압을 단계적으로 상승시키면 돌입전류의 발생을 방지할 수 있다. 다음으로는 유도전동기의 기동이다. 역승압시스템을 구성하는 주목적은 평상시 비상발전기를 활용하여 에너지절감을 위한 비상발전기 자원화정책에 능동적으로 참여하는 것과 정전시 저압비상발전기로 고압송수펌프를 가동하여 최소한의 수돗물을 공급하기 위함이다. 따라서 저압비상발전기로 고압펌프를 가동하려면 먼저 유도전동기 돌입전류를 해결해야 한다. 일반적으로 유도전동기 기동방식에는 전전압을 인가해서 기동하는 직입기동방식, 기동 시 Y로 기동하여 기동완료 후 △결선으로 변환하는 Y-△기동방식, 기동 시 리액터 탭만큼 전압을 줄여서 기동하는 리액터기동방식 등이 있다. 하지만 이들 방식들도 모두 기동전류가 정격전류의 몇 배가 되기 때문에 저압 소용량 비상발전기로는 고압 대용량 송수펌프를 가동하기에는 기동용량이 부족하여 펌프용 전동기를 기동할 수 없다. 결국 비상발전기 용량에 해당되는 송수펌프를 가동하려면 인버터방식이 적용되어야 한다. 인버터기동방식이란 인버터를 적용하여 전압의 크기와 주파수를 제어하여 v/f 일정제어하는 것을 말한다. 인버터로 기동할 경우 기동전류가 정격전류 이내로 되어 저압비상발전기 용량 이내의 송수펌프는 비상발전기로 가동을 할 수 있다. 따라서 CTTS로 비상발전기의 AVR, GOV를 제어하여 전압의 크기와 주파수를 가변하는 소프트기동법을 송수펌프용 모터에 적용하면 저압비상발전기로 고압송수펌프를 가동할 수 있다. 마지막으로 본 역승압시스템에 사용된 CTTS는 정부 에너지정책 중 DR사업, 전력피크 저감 등에도 참여할 수 있도록 지속 병렬운전을 할 수 있는 장점이 있다. 최근에는 주로 정전과 같은 비상시에만 제한적으로 사용되던 비상발전기를 수요 자원으로 활용하자는 여론이 형성됨에 따라 비상발전기를 수요자원으로 활용하는 정책이 진행되고 있다. 비상발전기를 수요자원으로 이용하기 위해서는 선행으로 무정전 절체스위치를 필요로 한다. 국내에서 사용되는 대부분의 비상전원 절체스위치는 ATS(Automatic Transfer Switch)이다. ATS는 절체 시 20~100㎳ 정전이 발생하여 비상발전기를 수요자원으로 활용하는데 제한이 있기 때문에, 수도사업장에서는 무정전 절체스위치인 CTTS(Closed Transition Transfer Switch)로 교체하거나 신규 비상발전기 설치 시에 CTTS를 같이 설치하는 시설이 늘어나고 있는 추세이다. 일반적인 CTTS는 순간정전 없이 절체가 가능하나 영전력 절체가 불가능기 때문에 절체 시 돌입전류로 인해 주변기기에 스트레스가 발생하고 계통 안정성에도 악영향을 미칠 수 있다는 문제를 가지고 있다. 또한 기존의 CTTS의 경우에 계통전원과 비상전원의 동기 절체는 발전기 출력이 동기 조건을 충족할 때까지 기다렸다가 절체하는 방식을 사용하고 있다. 그러나 기존 동기화 방식은 양 전원 간 동기화 시간이 매우 느리고 정밀하지 않아 심하면 절체 실패로도 이어질 수 있다. 빠르고 안정적인 양 전원 간에 동기화와 안정적인 절체를 위해서는 발전기 전압 크기 및 주파수를 조절해야 하며 이를 위해서는 외부 지령에 의해 발전기 전압, 주파수 조절이 가능한 연계형 AVR 및 Governor가 필요하다. 하지만 국내 비상발전기의 경우 대다수가 순시적인 전압, 주파수 가변이 불가능한 독립형 AVR과 Governor로 구성되어 있는 경우가 많아서 정해진 시간에 발전기가 투입 되어야 하는 전력수요관리(DR) 사업의 특성상 시장 참여가 쉽지 않다. 본 논문에서는 수도사업장의 저압발전기로 고압펌프의 가동을 위한 낮은 돌입전류형 역승압시스템과 소프트기동법을 위해 아래와 같은 방식들을 제안한다. 첫째, CTTS를 이용 저압비상발전기의 AVR, Gov를 제어하여 전압을 제어하는 방식을 제안한다. 이를 통해 변압기 철심포화 방지와 변압기 돌입전류 제어를 통해 비상발전기가 역승압시 트립되는 현상을 방지할 수 있을 것이라고 사료된다. 둘째, CTTS를 이용 저압비상발전기의 전압주파수제어를 통해 유도전동기의 기동 시 발생되는 기동전류를 제거함으로써 소용량 저압비상발전기로 고압송수펌프를 가동할 수 있을 것으로 사료된다. 셋째, 본 역승압시스템에 사용된 CTTS의 부가기능 중 DR사업 참여를 위한 계통연계발전시스템에 대한 검증이다. CTTS를 활용하여 기존 수도사업장의 비상발전기를 전압, 주파수 및 위상을 계통과 일치시켜 연계하도록 하여 유·무효 전력 제어를 가능케 한다. 마지막으로 비상발전기의 효율적인 운영 즉 수도사업장의 에너지절감 등을 위한 다양한 상황에 대응할 수 있는 비상발전기 운영 알고리즘을 설계하였다. 본 논문에서는 상기 제안하는 방식의 타당성을 검증하기 위하여 Psim Tool를 이용하여 시뮬레이션을 진행하였으며 300㎾급 무정전 절체 시스템을 설계, 제작하여 실제 Kwater 수도사업장의 수·배전 시설에 설치하였고 실부하 운전을 통해 제안한 무정전 절체 시스템의 성능 및 시스템 신뢰성을 확보하였다. Emergency generators are installed in most waterworks in preparation for power outages. According to the current status of use of emergency generators, only 30% of the rated capacity of the generator is used during power outages, and the use rate is low and the effect of installing emergency generators is minimal as they are usually kept in the stop for power outages. Therefore, it is necessary to expand the use of emergency power generators for energy management, such as power demand trading projects and power peak reduction, which are the government's policy for resourceization of emergency generators. In particular, if an emergency generator can be used to operate a water supply pump at a waterworks plant, it is thought that it will contribute to preventing or delaying a shortage accident, such as interruption of tap water in the event of a power outage. There are some problems to be solved in order to operate the high-pressure transport pump using the emergency generator. First, the emergency generator must be electrically connected to supply electricity to the high-pressure transport pump motor. The recently introduced high-pressure emergency generator is circuit-configured at the same voltage as the high-pressure pump, so it is possible to supply electricity to the high-pressure pump to the emergency generator in case of a power outage, but the low-pressure emergency generator is circuit-configured to supply electricity to only a portion of the low-pressure emergency generator by ATS, so it is not possible to supply electricity to the high-pressure emergency generator in the event of power failure. To solve this problem, it is either to construct a circuit by connecting a switch at the bottom of the ATS or to install a system-linked uninterruptible switch (CTTS). CTTS is divided into two main categories: stand-alone CTTS and system-linked CTTS. Stand-alone CTTS cannot supply electricity to the high-pressure pump because the circuit is cut apart after 100 to 200 ms of parallel operation during the power cut from the KEPCO system during the emergency power generation period, but in the system-linked CTTS, the system and the emergency generator system cannot be separated because they can continuously operate parallel. Therefore, a system-linked uninterruptible switch is required to supply electricity to the high-pressure pump with a low-pressure emergency generator. The following problems are the problem of tripping the generator by operating the over-current relay and the earth/current relay by the input current when supplying electricity through CTTS through the emergency generator. The transformer inrush current is a large non-conforming overcurrent that occurs for a short period of time when voltage is applied under no load and occurs on the voltage application side but does not flow on the load side. In general, transformers connected to the system have the high voltage side and the load side is the Y wire. In general, transformers connected to the system have a Δ wire on the high pressure side and a y wire on the load side. However, applying voltage to the low-pressure Y-line by the emergency generator causes an uneven inrush current to flow on the Y-line, causing the over-current and earth-overcurrent relays to operate. Therefore, there may be several ways to solve this problem first. First, it is a method of applying resistance to the primary side of the transformer. The larger the size of the resistance, the greater the attenuation of the inrush current, but the smaller the resistance, the less the inrush current attenuation. In addition, there is a problem that the resistance inserted in the primary side may be destroyed when a voltage is applied while there is a load. The second is to change the magnitude of the voltage applied to the primary side of the transformer. In the iron core, the magnetic flux is expressed as an integral of voltage. Therefore, when a voltage is applied, the value of the magnetic flux changes according to the phase of the applied voltage. If a voltage is applied to the transformer at a voltage phase angle of 0 °, the magnetic flux has a value of OFFSET +1, that is, twice the normal magnetic flux, and this magnetic flux exceeds the saturation point of the iron core, so the iron core is saturated. do. In general, transformers are designed to operate at 80% of the rating below the saturation point. This has a side considering the economics of transformer manufacturing. Therefore, the magnetic flux of twice the steady state exceeds the saturation point of the iron core, and as a result, a serious inrush current is generated at the moment of saturation point. The fundamental method for removing the inrush current is to prevent saturation of the iron core, which can be solved by reducing the magnitude of the voltage applied to the iron core. Therefore, when the voltage is applied to the transformer in this reverse step-up system, controlling the AVR of the emergency generator to raise the voltage step by step can prevent generation of an inrush current. There are two main purposes for creating a back-up system. It is to actively participate in the emergency generator resource recycling policy to save energy by using an emergency generator in normal times, and to supply a minimum amount of tap water by operating a high-pressure transport pump with a low-pressure emergency generator in the event of a power outage. Therefore, in order to operate a high pressure pump with a low pressure emergency generator, the motor starting current problem must first be solved. In general, There are many induction motor starting method. A direct starting method starts by applying a full voltage, a Y- △ start method starts with Y when starting and converts to △ after completion of the start, and a reactor starting method starts by reducing the voltage by a reactor tap when starting. However, these methods cannot start the pump because the starting current is several times the rated current, so the small-capacity generator does not have enough capacity to run the large-capacity pump. In the end, in order to operate a large capacity pump with a small-capacity generator, the pump starting method must be an inverter method. The inverter starting method refers to controlling the size and frequency of the voltage to a certain constant. When starting by an inverter, the starting current is within the rated current, so the water supply pump within the low-voltage emergency generator capacity can be operated as an emergency generator. Therefore, by applying the soft starting method that changes the magnitude and frequency of the voltage by controlling the AVR and GOV of the emergency generator with CTTS, the high-pressure pump can be operated with a low-pressure emergency generator. Lastly, CTTS used in this step-up system has the advantage of being able to operate in parallel so that it can participate in DR projects and power peak reduction among government energy policies. Recently, as the public opinion to use emergency generators, which were mainly used only in emergencies such as power outages, is used as demand resources, policies to utilize emergency generators as demand resources are in progress. In order to use the emergency generator as a demand resource, an uninterruptible transfer switch is needed first. Most emergency power transfer switches used in Korea are ATS (Automatic Transfer Switch). Since ATS has a 20 ~ 100 milisecond power failure when transferring, it is limited to utilize emergency generators as demand resources, so in the waterworks, replace them with CTTS (Closed Transition Transfer Switch) instead of ATS and The number of CTTS installed is increasing. In general, CTTS has a merit that no blackout occurs during transfer, but since zero current transfer is impossible, stress may occur in peripheral devices and adversely affect system stability due to inrush current during transfer. In addition, the existing CTTS waits until the generator output satisfies the synchronous condition before switching. However, in the conventional synchronization method, since the synchronization time between both power sources is very long and not precise, the switching often fails. In order to quickly and stably synchronize both power sources, the voltage and frequency of the generator must be adjusted. For this, AVR and Governor capable of regulating the generator voltage and frequency by external commands are required. However, in the case of domestic emergency generators, the majority of them consist of standalone AVR and Governor that cannot be instantaneously changed in voltage and frequency. In this paper, we propose a reverse step-up power system with low inrush current type for operating a high pressure pump by low voltage generator. First, we propose a method of controlling the voltage by controlling the AVR and Gov of the low voltage emergency generator with CTTS. Through this, it is considered that the saturation of the iron core of the transformer can be prevented and the inrush current of the transformer can be controlled to prevent the emergency generator from tripping when reverse step-up powering. Second, it is considered that the high-pressure pump can be operated with a small-capacity low-voltage emergency generator by reducing the starting current of the induction motor by controlling the voltage frequency of the low-voltage emergency generator with CTTS. Third, among the additional functions of CTTS used in this step-up system, it is a verification of the grid-connected power generation system for participation in the DR project. With CTTS, the voltage, frequency, and phase of the emergency generator can be controlled to parallel with the system and active and reactive power is controlled. Lastly, the emergency generator operation algorithm was designed to be used for various purposes to save energy at the waterworks. In this paper, in order to verify the validity of the proposed method, simulation was performed using the Psim Tool, and a 300㎾ class uninterruptible switching system was designed and manufactured, installed in a water and distribution facility of a real Kwater water plant, and operated through actual load operation. We secured the performance and system reliability of the proposed uninterruptible switching system.

電氣工事 監理用役 發注制度에 關한 考察

손승건 인하대학교 공학대학원 2011 국내석사

본 논문은 현행 전기감리용역 발주제도의 절차상의 문제점과 적용실태를 세부적으로 분석한 내용으로 연구한 결과는 다음과 같이 요약된다. 1. 전기공사 감리용역의 문제점 ① 공공발주처의 일부 담당자들은 전기책임감리원에게 때때로 공사독촉을 요구하는 등 전기공사 책임감리제도를 인정하 지 않고 있음. ② 법률상 전기감리용역 분리발주규정의 불명확함으로 인해 일 부 발주처에서는 예전의 관행으로 전기감리용역 분리발주 문 제에 혼선을 빚고 있음. ③ 공공기관의 발주시 전기공사 감리용역의 분리발주제도에 따 른 특수성을 고려하지 않고 PQ(Pre-Qualification)대상 금 액을 일괄적용. ④ PQ 대상기관을 국가,지방자치단체 등 공공기관으로 한정 하여 공공다중이용시설 등 공익성이 높은 대형건물은 제외. ⑤ 감리용역에 대한 손해배상공제가입비용을 업체에 전가. ⑥ 기술적인 요인보다 가격적인 요인에 의해 낙찰이 가능. ⑦ 공동주택의 PQ 적용대상을 300세대 이상으로 규정. ⑧ 공동주택 감리용역시 감리원 배치기준 일괄적용. ⑨ 건축물 특성에 맞는 기술제안서 작성시간의 부족. ⑩ 참여 감리원의 나이를 65세로 한정. ⑪ 차후 입찰참여를 위한 기술인력 확보에 따른 업체의 경제적 부담 발생. ⑫ 감리실적 평가에 따른 감리업체의 출혈 경쟁. ⑬ 감리원 교체빈도에 대한 감점 규정. 2. 전기공사 감리용역 발주제도 개선을 위한 제안 ① 현행 감리업무 방식에 대한 발주처의 우월적 권위주의 탈피. ② 발주처의 전기감리용역 분리발주에 대한 명확한 법적인식 필요. ③ PQ 대상 공사금액을 현 1억 9천만원에서 1억원으로 하향 조 정. ④ 공익성이 높은 민간 발주 대형 건물에도 PQ 심사제도 적용. ⑤ 감리용역 손해배상보험료 또는 공제가입비용을 발주처에서 부담. ⑥ 감리업체 적격 심사시 기술적 요소의 비중을 가격요소 보다 높게 산정. ⑦ 공동주택의 수의계약에 따른 감리원 배치기준 완화. ⑧ 건축물 특성에 맞는 기술제안서 작성을 위한 충분한 준비기 간 부여. ⑨ 참여감리원의 나이 제한 철폐. ⑩ 공동주택의 감리용역 발주시 전자입찰제도 도입. ⑪ 감리용역실적 평가기간을 최근 3년에서 5년으로 상향 조정. ⑫ 감리원 교체빈도율 적용시 합리적이고 탄력적인 적용방안 강구. ⑬ 현장에 적용되는 신기술 공법에 한해서 가점 부여. ⑭ 감리원의 인센티브제 도입. In this paper, the current problems of supervision system of electric construction works relating to the processes of ordering and operation are minutely analyzed, the results can be summarized as follow; 1. Problems of supervision service of electric construction works at issue. ① Some person in charge of public authority do not admit a responsible supervision system of electric construction works. Sometimes they require a responsible supervisor to do quickly construction works. ② Owing to legally indefinite ordering regulation concerning with the supervision service of electric construction works, the authorities placing an order often get mixed up the separate ordering system of supervision service of electric construction with the old customary practice. ③ The authorities placing an order apply the amount of pre-qualification(PQ) examination in bulk and are not comsidered the specialty of separate ordering system of supervision service of electric construction works. ④ Because the PQ examination is limited to electric construction works ordering by public authorities such as governments, local governments and other agencies, large-sealed buildings such as public multi-use facilities are excluded. ⑤ Imputation of the enterance fee of the compensation for the loss related to supervision service to the supervision company. ⑥ Successful bidding system that the lowest price is prior to the highly skilled technical manpower. ⑦ PQ examination of an apartment house is applied to the househoid number of more than 300. ⑧ The blanket application of disposition criterion of supervisor for the supervision service constructing apartment house. ⑨ Insufficient preparation time of technical proposal befitting building property. ⑩ Age limitation of supervisor to less than 65 years old. ⑪ A heavy economical burden to hold technicians entering for the future bid. ⑫ An excessive competition among supervision companies according to the evaluation of execution records. ⑬ A penalty count system for the change frequency of supervisor. 2. Suggestions for improving the current supervision service system for electric construction works. ① Break-off from the superior authoritarianism of the authorities placing an order in the current supervision service system. ② The authority placing an order must execute clearly the separate ordering system for supervision service of electric construction works. ③ A downward adjustment of the current construction cost objecting the PQ examination from 190 million Won to 100 million Won. ④ An application of the PQ examination to the private buildings with highly public profit. ⑤ The authority placing an order bears the compensation insurance fee for the loss for supervision service. ⑥ A screening sxamination of qualified supervision company must be carried out by considering the technical factors higher than the price. ⑦ The introduction of an alleviating measure of disposition criterion of supervisor in case of the private contract for apartment house construction work. ⑧ The grant of the sufficient period to prepare the technical proposal befitting building property. ⑨ The removal of the age limitation for a supervisor. ⑩ The introduction to an electronic bidding system for placing an order of supervision service of apartment house construction works. ⑪ The upward adjustment of the evaluation period of supervising service achievements from the recent 3 years to 5 years. ⑫ The adoption of flexible scheme applying a reasonable change frequency of supervisor. ⑬ The allowance of an additional point for the new engineering method that is applicable at site only. ⑭ The introduction of the system giving an incentive to a supervisor.

유기나노박막의 전기특성과 전계발광에 관한 연구

송진원 東新大學校 大學院 2005 국내박사

최근 들어 유기 단분자가 가지고 있는 기능을 전기·전자 디바이스화하려는 연구 테마가 초미의 관심이 되고 있다. 본 논문에서는 분자막의 배향 및 배열을 용이하게 할 수 있는 LB(Langmuir-Blodgett)법을 이용하여 유기나노 박막의 물성과 전기특성 및 전계발광효과에 대하여 연구하였다. 유기분자가 가지고 있는 기능성을 전자 소자에 활용하기 위하여 인지질계 유기단분자인 DLPC (L-α-Dilaurol phosphatidylcholine)와 DMPC(L-α-Dimyristroyl phosphatidylcholine), 지방산계 유기단분자인 Arachidic Acid, Steric Acid에 압력자격에 의한 표면압, 변위전류를 검출하여 유전완화현상에 대한 물성평가를 하였고, 누적을 위한 제막조건을 검출하여 제막하였으며 제작된 MIM(Metal-Insulator- Metal)소자에 전계를 인가시켜 전류를 측정하였다. 또한 기능성 광이성화 유기단분자인 Dendrimer, 8A5H(4-octyl-4'-(5- carboxyl-pentamethylemeoxy)azobenzene) 유기단분자 L(Langmuir)막과 LB(Langmuir-Blodgett)막에 광자격을 인가시켜 변위특성을 연구하였고, 유기 EL 소자를 제작하여 전계발광효과에 관하여 연구하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 첫째, 압력자격에 의하여 인지질, 지방산계 유기단분자막과 광이성 유기단분자막의 분자 점유면적당 변화되는 표면압, 변위전류, 쌍극자모멘트의 변이형태가 잘 일치함을 알 수 있었다. 둘째, 유기나노박막의 압축속도에 의한 유전완화시간을 결정하기 위하여 압축 속도 와 분자 면적 사이의 선형관계로부터 점성계수 를 구할 수 있었는데, DLPC가 1.89×10-19[Js]이고, DMPC는 0.722×10-19[Js]이다. 구해진 점성계수에 의해 인지질 단분자의 유전 완화시간을 결정할 수 있었으며 인지질 단분자의 유전완화시간은 분자 영역에 의존함을 알 수 있었다. 또한 유기나노박막의 절연특성을 관찰하기 위하여 제막조건에 의해 제작된 MIM소자에 전압을 인가시 LB초박막의 누적층수가 증가할수록 저항이 증가한다는 것을 알 수 있었는데 이는 두께가 증가하여 전극간의 거리가 멀어질수록 더 높은 전계에서도 파괴되지 않는 절연특성이 나타남을 알 수 있었다. 셋째, 알킬체인에 의한 유기나노박막의 표면구조와 전기특성을 관측하고 전기전자소자로써 상용화 가능성을 알아보기 위하여 지방산계 단분자인 Arachidic Acid와 Stearic Acid의 상전이에 따른 표면구조와 다층막 형태의 표면구조를 AFM을 이용하여 이미지를 분석한 결과 표면압이 단분자막의 구조형성에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며, 각각 MIM소자로 제작하여 전기특성을 측정한 결과 LB막의 절연특성은 알킬체인의 길이에 비례함을 확인할 수 있었다. 또한 Array type으로 소자를 제작하였을 때 전기특성이 약 4배정도 증가함을 확인할 수 있었으며 전기전자소자로써 응용가능성을 제시하였다. 넷째, 광변환소자로서의 활용 가능성을 알아보기 위하여 기능성 유기단분자인 Dendrimer에 365[nm]와 450[nm]의 광을 조사하였을 때 변위전류와 전하량, 표면압의 변이를 관측한 결과 광조사시 변위전류와 전하량이 발생하였으며, 발생되는 변위전류의 크기에 비례하여 표면압의 변화도 나타남을 알 수 있었고, 8A5H 유기단분자막에 압력자격의 경우 변위전류 형태는 positive방향으로 발생되어지나 광자격의 경우 positive와 negative의 양방향으로 발생되어짐을 알 수 있었으며, 제막된 유기박막에 광자격을 인가시켜 자격 전달에 따른 변위 전류를 검출 할 수 있었다. 다섯째, Alq3와 PBD를 이용하여 유기 EL 소자를 제작하고 전기적 특성을 측정한 결과 전류와 휘도는 전계의 크기에 의존함을 알 수 있었고, 발광층의 두께가 두꺼워질수록 구동전압이 증가함을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 유기나노박막의 전기전자소자로써 상용화 가능성을 제시하였고, LB법을 이용한 디바이스 제작에 최적조건을 얻기 위한 연구와 광 변환소자 등의 응용에 활용될 수 있을 것으로 기대되며, 유기 EL소자 제작과 효율 향상에 크게 기여할 수 있을 것으 In this paper, evaluation of physical properties was made for dielectric relaxation phenomena by the detection of the surface pressures and displacements current on the monolayer films of phospolipid monomolecular DLPC, DMPC and fatty acid monomolecular Arachidic Acid, Stearic Acid using compressing velocity. LB(Langmuir-Blodgett) thin films were manufacture by detecting deposition for the accumulation and the current was measured after the electric bias was applied across the manufactured MIM device. Also, Functional photoisometrization organic molecular the photo-stimulus to organic monomolecular L films and LB films of Dendrimer and 8A5H were performed. In addition, a study on the Electroluminescent of manufacture Organic EL device. As a result, the changed surface pressure, displacement current and the transition forms of dipole moment of phospolipid monomolecular and 8A5H monomolecular film in area per molecular by pressure stimulus were conformed well. It was known that the monolayers by linear relationship for decision of dielectric relaxation time between compressure speed and molecule area . By according to the linear relationship relation get that frictional constant , therefore DLPC was 1.89×10-19[Js] and DMPC was 0.722×10-19[Js]. It is found that the phospolipid monolayer of dielectric relaxation takes a little time and depend on the molecular area. When electric bias is applied across the manufactured MIM device by the deposition condition of phospolipid monomolecular, it is found that be characteristic of insulation generated it wasn't breakdown when the higher electric field to impress by increase of deposition layers. The physicochemical properties of the fatty acid monomolecular Arachidic Acid, Stearic Acid films surface structure has been studied by AFM. We give pressure stimulation into organic thin films and then manufacture a device under the accumulation condition that the state surface pressure is gas state, liquid state, solid state. Formation that prevent when gas phase state and liquid phase state measure but could know organic matter that molecules form equal and stable film when molecules were not distributed evenly, and accumulated in solid state only. The Dendrimer organic monolayer in case of Shows the current generated from AZ-G4 molecules during the compression with a constant barrier velocity in the area per molecule. Also, when do photoirradiation, surface pressure changed, and with size of happened displacement current 365nm could know than 450nm that surface pressure change shows more greatly. The 8A5H organic monolayer in case of pressure stimulus occurred that positive course but in case of the photo-stimulus compared positive and negative. It is assumed that generation forms of displacement current were measured when photo-stimulus for impression. We fabricated Organic EL device using Alq3, PBD as emitting material. Current and luminance can see that express similar relativity in voltage and could know that luminance is expressing current relativity. In this paper, used the LB method on the manufacture of molecule devices using organic materials will be progressive widely, and to be used for the application of bio-devices and photo-conversion devices.

전송거리 향상을 위한 전기자동차용 무선전력전송 양방향 충·방전기 회로에 관한 연구

유광민 명지대학교 대학원 2014 국내박사

In this paper, we provide battery charging/discharging for electric vehicles, including hybrid car using a wireless power transmission technology. Because the power sources of EV and PHEV are fully or partially supplied from batteries charged from public line, on-board chargers should be mounted. Conventional on-board battery chargers for PHEV or EV have two-stage structure of input current shaper for harmonic reduction followed by DC/DC converter for output control and electrical isolation. And On-board battery charger is installed in the vehicle at all times. So It will account for constant volume of the car. It will contribute a constant fuel consumption of the vehicle by increasing the weight of the electric vehicle. Currently, the most conventional method is plug-in charging, where a copper connected cable forms the power link. There are several disadvantages to this method, which have led to the investigation of inductive charging technology. On-board chargers are burdened by the need for a cable and plug charger, galvanic isolation of the on-board electronics, the size and weight of the charger, and safety and issues with operating in rain and snow. Wireless power transfer (WPT) is an approach that provides a means to address these problems and offers the consumers a seamless and convenient alternative to charging conductively. In addition, it provides an inherent electrical isolation and reduces on-board charging cost, weight and volume. Depletion of fossil fuel reserves and current practice in generation, transmission, distribution, and utilization of energy are major worldwide concerns, for which distributed generation (DG) and harnessing of renewable energy are considered to be partial and acceptable solutions. However, the quality of power delivered by DG systems, particularly those based on wind energy and solar energy, is largely affected by the stochastic nature of their energy production. Consequently, in order to improve the power quality while meeting the demand in the most economical and efficient way, energy suppliers relied on energy storage systems, particularly for DG systems of medium power levels. Among various storage solutions such as flywheels, batteries, super-capacitors, etc., the vehicle-to-grid (V2G) concept, which uses hybrid vehicles or pure electric vehicles (EVs) to store and supply energy back to the grid, is gaining more and more popularity as hybrid . On-board chargers equipped in EV/PHEV have been developed with the charging capacity of 3.3kW and the charging time of approximately 8 hours is spent. To shorten this long charging time, a movement that attempts to double the charging capacity of the chargers to cope with SAE J1772 level 2 or IEC61851 mode 3 is taking place but it inevitably increases the charger size. In chapter 2 of this paper, Wireless power transfer for battery charger/discharger design without a copper connected cable is proposed using LLC resonant converter. Variable frequency operation in LLC resonant converter can not transfer wireless energy from region_1 to region_2. To solve this problem, HQ_PWM technique is developed. In chapter 3 of this paper, Another structure to improve transmission distance is proposed based on HQ_PWM resonant converter. The proposed technique has been simplified so that it can be implemented with a maximum resonant point. Conventional DC/DC converter for on-board battery chargers have two-stage structure of electrical isolation and charging current control. DC/DC converter consists of single-stage to increase the power density of the battery and control the charging current. HQ_PWM resonant converter, which is proposed, operates at maximum resonance point, so the optimal resonant point is designed with a high energy transfer efficiency so that wireless power transmission can be achieved with relatively low loss. The charging current, through optimal resonant parameters design guide and HQ_PWM for Soft-switching of the resonant converter, is derived from the formula to control in the Tx controller. The 6.6KW charger is designed with the proposed design method and the wireless power transmission control method is applied to the charge and discharge circuits and the usefulness of the circuit is confirmed by the experiment. A single-phase grid-connected inverter type PFC(Power Factor Correction)circuit is proposed for bi-directional proposed in chapter 4 of this paper. The single-phase grid-connected inverter can play the role of the PFC in addition to inverter, so It is the appropriate way in conjunction with the smart grid. And the large-capacity electrolytic capacitor is used to compensate for the large ripple voltage of DC_LINK. The electrolytic capacitor can be replaced by the voltage ripple compensator. The charging circuit with the voltage ripple compensator is the new way, not using with the high voltage electrolytic capacitor, for the lifetime of the charger. For the optimal design of the proposed converter, the optimal design guide is proposed through the analysis of the formula and loss. And the optimal value of the ripple voltage compensator with DC/link capacitor is derived. To verify the feasibility, the proposed circuits have been implemented and tested using wireless power transmission charger/discharger with full digital control. 본 논문은 무선 전력전송 기술을 이용한 하이브리드 자동차를 포함한 전기자동차 배터리 충, 방전기 회로를 제안한다. 전기자동차는 전기모터로 구동되며 그 에너지는 배터리로부터 공급받게 되는데 따라서 전기자동차에 탑재된 배터리를 외부 전기에너지로부터 충전시키기 위해 전기자동차는 충전기가 필요하다. 기존의 전기자동차용 충전기의 형태는 플러그인 탑재형 충전기(OBC, On-Board Charger) 이며 상시 자동차에 탑재되어 있으므로 차량의 일정부피를 차지하게 된다. 이는 전기자동차의 무게를 증가시킴으로써 차량 연비와 밀접한 관계가 있다. 따라서 전기자동차용 충전기는 고효율, 고전력밀도, 경량화가 요구되며 또한 자동차용이라는 특성상 장수명이 요구된다. 또한 탑재형 충전기의 형태는 사용자가 충전시 외부에서 전원코드를 통해서 전원을 인가하는 방식이다. 특히 우천 시 사용자가 외부전원과 전기자동차의 충전기와 연결할 때 감전의 위험이 존재하게 된다. 무선전력전송 충전기의 장점은 기존의 플러그인 탑재형 충전기 대신 무선 전력전송을 이용하여 사용자가 충전시 외부에서 전원을 연결시키지 않고 무선으로 충전할 수 있다는 점이다. 또한 무선충전의 이점은 2차측 정류기의 회로와 수신 코일만 차량에 탑재하여 무게 부피를 줄여 연비향상의 효과를 가져올 수 있다. 하지만 대용량의 무선충전방식은 전송거리에 대한 한계가 있어 현재 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문의 목적은 무선충전시스템의 전송거리 향상을 위한 새로운 토폴로지를 적용하고 이를 검증하는 것이다. 그리고 앞으로 다가올 스마트그리드(Smart-Grid)시대에 대비해 전기자동차의 충전된 배터리의 에너지를 계통으로 보낼 수 있도록 계통과 양방향 전력전달이 가능하게 구성하였다. 고전력밀도와 수명 향상을 위한 무선 전력 충⦁방전기(Wireless Power Charger/Discharger) 회로를 제안하고 최적의 설계 가이드를 이론적으로 제시한 후 실험을 통해 검증하는 것이다. 기존의 전기자동차용 충전장치는 계통전원을 고려하여 3.3kW급 이하의 충전기가 대부분이다. 이 경우 배터리용량 24kWh 기준 충전시간은 약 8시간이 된다. 이러한 충전 시간 단축에 대한 요구가 최근 대두되고 있다. 이에 따라 충전 시간의 단축을 위하여 SAE 1772의 레벨 2와 IEC61851 모드 3을 만족하는 6.6kW급 충전기에 대한 연구 및 개발이 최근 이슈화 되고 있다. 용량이 증가함에 따라 충전기의 부피도 증가하게 되고, 이에 따라 배터리 충전기의 고전력 밀도화에 대한 연구가 시급하게 되었다. 2장에서 3KW급 LLC공진형 컨버터를 이용하여 무선전력전송으로 에너지 전달이 가능한지 실험 검증해보고 문제점을 분석한 후 3장에서 새로운 방식의 HQ_PWM방식을 도출한다. 제안된 무선전력전송방식은 송신단과 수신단이 완전히 분리 되므로 무선통신을 이용하여 배터리 전압 상태를 무선으로 피드백을 받아 송신단에서 배터리 충전전류를 제어한다. 기존의 충전기회로는 상용전원을 정류하는 PFC컨버터, 절연을 위한 절연형 컨버터와 충전전류를 제어하는 DC/DC 컨버터로 구성되어 시스템이 복잡하다. 본 논문에서는 DC/DC부를 1단구조로 구성하여 전력 밀도를 높이고 배터리의 충전전류를 제어 할 수 있도록 구성되었다. 제안한 HQ_PWM 공진형 컨버터는 최대 이득 공진포인트에서 동작을 하므로 에너지 전달 효율이 좋고 최적화된 공진포인트를 설계하여 비교적 저손실로 무선전력전송을 구현할 수 있다. 공진형 컨버터의 소프트 스위칭을 위한 최적의 공진 파라미터 설계 가이드 및 HQ_PWM방식을 통한 충전전류를 송신단에서 제어를 할 수 있도록 수식을 통해 도출한다. 제안한 설계 방식을 적용하여 6.6kW급 충전기를 제작하고 제작된 충⦁방전 회로에 무선전력전송 제어 방법을 적용하고 실험을 통하여 회로의 유용성을 확인한다. 본 논문의 4장에서 제안한 양방향을 위한 단상 계통연계형 인버터타입의 PFC(Power Factor Correction)회로를 제안한다. 단상 계통연계 인버터는 PFC의 역할을 수행하면서 또한 인버터의 역할을 동시에 수행할 수 있어 스마트 그리드와 연계시에 적합한 방식이다. 그리고 DC_LINK단의 큰 리플전압을 보상하고자 큰 용량의 전해캐패시터를 사용하게 되는데 간단한 전압리플보상기로 전해 캐패시터를 대체할 수 있다. 전압리플보상기를 이용한 충전 회로는 충전기의 수명(15년, 15만km)을 보장하기 위해 고전압 전해 커패시터를 사용하지 않은 새로운 방식이다. 제안한 컨버터의 최적 설계를 위해 컨버터의 수식적인 해석과 손실분석을 통한 최적의 설계 가이드를 제시하며 링크 커패시터로 사용하는 리플전압보상기의 최적값을 도출한다. 그리고 이에 대한 리플 전압을 고려해 제안된 PFC 출력 전압 보상 컨버터를 적용하여 최적의 리플전압 저감회로를 도출한다.

전기철도에서 발생되는 전자계에 관한 연구

김동철 서울산업대학교 철도기술대학원 2003 국내석사

전기철도 시스템은 전자기파 장해 발생원으로 간주되어 전철노선에 인접한 시설물 또는 주변 환경에 대한 전자기파 영향평가와 근본적인 대책을 요구가 빈번하게 제기되고 있으며, 전자기파 발생원을 살펴보면 다음과 같다. 1. 고정설비에 의한 발생원 : 전철설비에 의한 전파잡음의 주요 발생개소로서는 전차선로, 송전선로, 전철변전소, 급전구분소 등이 있다. 전차선로에서는 애자 오염에 의한 방전, 금속동사의 접촉불량에 의한 방전, 전선표면에서의 방전 등이 전파잡음의 원인이 되고, 전철변전소와 급전구분소 등에서는 개폐기와 차단기의 동작에 의해 전파잡음이 발생하는 일이 있다. 변전관련 기기에서는 각종 고압대책을 세우고 있기 때문에 방사되는 전파잡음강도는 환경 레벨과 동일한 정도 이하인 경우가 많다. 2. 차량자체에 의한 발생원 : 차량자체의 전파잡음원으로서는 차상의 각종 전기기기 (조명, 공조 등), 차상의 전력변환기기, 차상의 각종 배선부 등을 들 수 있는데 이 각 기기단체에 대해서는 전파잡음이 방사되지 않도록 방지대책을 세우는 경우가 많다. 그러나 기기단체마다 문제가 없어도 차량이라는 시스템으로서 편성할 때에 위장 상태에 의해서는 예상외의 전파잡음이 발생하는 일이 있다. 특히 최근, 차상에 탑재되어 있는 전력변화기기의 고효율화·고속화에 의해 전파잡음이 발생하는 가능성이 높아지고 있다. 3. 열차주행에 수반하는 발생원 : 열차의 주행에 수반하여 생기는 전파잡음의 경우, 열차가 이동함에 따라서 발생원도 이동하기 때문에 전파방해의 현상이 열차의 통과시와 통과 전후에만 발생한다는 특징을 가지고 있다. 분산동력방식의 차량에서는 팬터그래프와 트롤리선의 이선에 의한 전파잡음이 지배적이 되고, 집중동력방식의 차량에서는 차상 탑재기기에서 방사되는 전파잡음이 지배적이 된다고 생각해 왔었다. 그러나 최근에 차상에 VVVF 인버터 등의 전력변환기를 탑재한 차량이 증가하는 것에 수반하여 전차에 입출력되는 전류에 포함되는 고조파성분이 공간에 방사되는 전자기파가 지배적이 되는 가능성이 점차 높아지고 있다. 환경부의 환경영향평가항목에 전자기파가 포함되어 앞으로 이에 대한 규제가 엄격하게 적용될 것이 예상되므로 전기철도에서도 전자기파에 대한 국내기준 설정이 필요하다. 본 연구에서는 우리나라의 전기철도에서 발생하는 전자기파 잡음을 측정하여 국제기준(IEC62236)의 방사기준과 정량적으로 비교 검토하였다. 검토 결과 구배개소, 전기차량, 변전소 및 송전선로에서의 발생하는 전자기파잡음은 모두 방사기준을 만족하는 것으로 나타났으며, 절연개소 발생 잡음의 경우는 기준치를 초과하였고, 차량에서 발생하는 전자기파는 주변잡음과 비슷하여 문제가 없는 것으로 판단된다. 향후에는 전철화 건설전 후 및 운영단계에서도 지속적으로 전자기파 환경을 측정하고 전기철도 건설기준에 이와 관련된 사항을 명시해서 적극적으로 대처하여 전기철도 시설물 주변에서의 전자기파 발생을 최소화 하여야 한다. The electric railway system the electromagnetic waves was regarded as the cause to which occurs grandly. The near facility or the demand against the evaluation regarding the electromagnetic waves effect against a circumference environment and a basic countermeasure is frequently proposed in the electric railway line. When it tries to observe the cause to which the electromagnetic waves occurs with afterwords it is same. 1. The occurrence cause due to a fixation equipment: As important occurrence place of the electronic noise due to an electric railroad equipment are the catenary line, the transmission line, the electric railway substation and sectioning post. From the catenary the discharge due to the contact defectiveness of the discharge due to the foreign material quality of the insulator and the metal, the discharge from the line surface becomes cause of electronic noise. The electric railway substation and the sectioning post by the operation of the switch which stands and the breaker there is a work where the electronic noise occurs. Volume of the electronic noise which is emitted because makes stand a various high tension countermeasure the case which is below the degree which is identical with an environment level is many from the change relation machinery and tools. 2. The occurrence cause due to a vehicle form: The various electric machinery and tools of the vehicle (illumination and air conditioning equipment), voltage converter of the vehicle, various wiring portion of the vehicle there is a possibility with electronic noise cause of vehicle form. Each machinery and tools group in order for the electronic noise not to be radiated, the case which makes stand a prevention countermeasure is many. If but every the machinery and tools group there is not a problem, when as the system which is a vehicle composing to, it follows in condition and there is a work where the unexpected electronic noise occurs. Specially recently, the voltage change machinery and tools which is loaded at the car streamlines, by a high-speed anger the possibility where the electronic noise occurs is coming to be high. Specially recently, the voltage change machinery and tools which is loaded at the car by streamlining and a high-speeding the possibility where the electronic noise occurs is coming to be high. 3. The Occurrence cause which accompanys to train travelling: It accompanys to travelling of the train and case of the electronic noise which gets, the train moves, when actual condition of electronic jamming the train passes in order also for the occurrence cause to move consequently and it occurs it has a feature in approximately passage. It thought that from the vehicle of dispersion power method the electronic noise due to this line of the pantograph and trolly wire becoming govern, from the vehicle of power method and that at the car the electronic noise which is radiated from the loading machinery and tools becomes govern, it came. It follows in recently the voltage converter of VVVF inverter the loading one vehicle increasing but at the car the possibility where the electromagnetic waves where the harmonic ingredient which is contained in the electric current which becomes input-output in the tank is radiated in the space becomes govern is coming to be high gradually. The electromagnetic waves is contained in environment bringing up for discussion environment effect evaluation item and in the future the regulation against hereupon is strict and to be applied, is forecast standard set of the domestic against the electromagnetic waves even from electric railway it is necessary. It measured the electromagnetic waves noise which occurs from our country electric railway from the research which it sees and (IEC62236) the spinning machine it gave, with comparison it investigated fixed quantity. The electromagnetic waves noise which occurs from investigation result grade place, electric rolling stock, the sub station and with the transmission line gave appeared with the fact that it is satisfied. The case of insulation place Occurrence noise is exceeded the standard, the electromagnetic waves which occurs from the vehicle with circumference noise similarly is judged with the fact that it does not have a problem. To hereafter it measures an electromagnetic waves environment continuously even from the electrification and relates with a this in electric railway construction standard the fact which it see clearly it disposes positively and must minimize the electromagnetic waves occurrence from electric railway facility circumference.

전력보상이 가능한 충전 스케줄링 기반의 전기자동차 완속충전시스템

김명수 단국대학교 대학원 2015 국내박사

교토의정서에 의해 국가별 이산화탄소 감산이 의무화되었으며 최근 들어 전기자동차(EVs : Electric Vehicles)에 대한 소비자의 요구가 증대되고 있다. 향후에는 기존의 휘발유 차량이 친환경 교통수단인 전기자동차로의 교체가 예상된다. 전기자동차 보급계획 선도도시로 선정된 서울특별시의 경우 환경영향평가 조례 제29조 제2항의 “건축물 및 정비 사업의 환경영향평가 항목 및 심의 기준”에서 전기자동차의 도입계획 수립과 총 주차구획의 5[%]이상 주차구획별 전력인입(충전시설, 15[A] 이상) 계획을 수립하도록 규정하고 있다. 이에 따라 건설사에서는 일부 공동주택사업 지구에 충전기를 설치하고 있다. 공동주택에 주로 설치되는 완속충전기는 일반적으로 배터리를 충전하는데 1시간 이상 소요되므로 전기자동차 사용자는 충전 커넥터를 차량에 연결시켜 충전을 시작한 후 대부분 집에 들어간다. 이로 인해 충전이 종료되어도 충전 커넥터는 계속해서 전기자동차에 연결되어 있으므로 늦게 도착한 다른 전기자동차 사용자는 충전을 할 수 없게 되는 문제가 있다. 그렇다고 해서 모든 전기자동차가 동시에 충전이 가능하도록 완속충전기를 설치하는 것은 전원설비용량이 증가될 뿐만 아니라 충전기 설치에 많은 비용이 소요되어 매우 비효율적이다. 최근에는 하나의 충전기로 여러 대의 전기자동차를 동시에 충전할 수 있는 2채널 또는 다채널 완속충전기(EV Standard Charger)가 보급되고 있다. 현행 누진요금제가 적용되고 있는 주택용 전력을 전기자동차 충전전력으로 사용할 경우 가정에서 사용되는 전력과 합산하여 요금이 청구되므로 매우 비싼 전력요금을 지불해야 하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하고 되도록 피크부하 시간대를 피해서 심야에 충전을 장려하기 위하여 계절별 또는 시간대별 전력요금 단가가 달라지는 전기자동차 충전전력 요금이 시행되었다. 하지만 전기자동차 동시충전에 의한 피크부하 값을 줄이기 위해 시간대별로 전기자동차 충전전력 요금을 차등하여 적용함에도 불구하고 피크부하 시간대에 전기자동차 충전부하가 집중되면 완속충전기의 장시간 충전 특성으로 인해 공동주택의 피크부하 시간대와 중첩되면서 변압기에 과부하가 걸려 정전 등 심각한 문제가 발생할 수 있다. 특히, 완속충전기는 3상 전력을 공급받는 급속충전기(EV Quick Charger)와는 달리 전기자동차별 배터리 충전잔량(SOC : State of Charge)의 차이로 인한 충전 전력량과 충전시간의 차이가 존재하여 계통 전원선의 상전류가 불평형하게 흐를 수 있다. 이로 인하여 전기자동차가 증가할수록 각 상의 전원선에서의 전류 불평형이 증가하여 변압기에서 동손과 철손이 증가한다. 따라서 전원설비 이용률이 감소되고 손실이 증가하여 전기요금이 증가할 뿐만 아니라 전력망의 공통결합점(PCC : Point of Common Coupling)에 연결되어 있는 보호계전기의 오동작 등 전기 및 정보통신기기에 나쁜 영향을 줄 수 있다. 본 논문에서는 공동주택에 주로 설치하는 전기자동차용 완속충전기를 대상으로 기존의 충전시스템과 달리 에너지저장장치를 포함하고 충전 스케줄링 기반의 전기자동차 완속충전시스템을 제안하였다. 제안한 시스템은 전력보상이 가능한데, 3상 충전회로, 배터리, 방전회로와 절체스위치 및 제어기로 구성된다. 평상시 전기요금이 저렴한 심야 또는 경부하 시간대에 배터리를 충전하였다가 충전 스케줄링 제어알고리즘을 통해 전기자동차 충전부하를 사전에 예측하여 피크부하와 전류불평형을 억제하고, 정전 시에도 완속충전기에 비상전력을 공급하도록 하였다. 또한, 제안한 시스템의 유용성을 확인하기 위하여 Case별로 시뮬레이션과 실험을 시행하고 사례 분석을 수행하였다. 그 결과, 제안한 충전 스케줄링 제어알고리즘으로부터 정해진 변압기 용량 범위 내에서 효율적으로 충전이 가능할 뿐만 아니라 다중 분산된 전기자동차의 동시충전으로 인한 피크부하가 억제되고 계통에서 전류 불평형의 개선이 가능한 결과를 얻었다. 정전 시에도 배터리로부터 완속충전기에 비상전력의 공급이 가능할 뿐만 아니라 전기자동차에 AC전원과 동시에 DC전원의 공급이 가능한 이점이 있다. 이와 더불어 에너지저장장치가 없는 기존 공동주택에 설치된 태양광발전설비의 경우 제안한 시스템과 연계하여 주간 시간대에 발생된 유휴전력을 완속충전기에 공급하거나 배터리에 저장하였다가 충전부하가 집중되는 저녁 피크부하 시간대에 활용하면 전기에너지의 효율적 이용이 가능하다. 특히, 전원설비 용량이 부족한 공동주택 단지에 신규로 전기자동차 충전시스템을 설치할 경우에 본 연구결과가 유용할 것으로 예상한다. The reduction of carbon dioxide emissions in each country is mandated by the Kyoto Protocol in each country. And recently, there is a growing consumer demand for EVs(Electric Vehicles). In the future, EVs are expected to replace the conventional gasoline vehicle because society is striving to become more eco-friendly. In the case of the Seoul Metropolitan Government of dissemination plan leading city, according to the Environmental Impact Assessment Bylaw Clause 29, Article 2, “Item and Review Criterion of the Environmental Impact Assessment on Building and Maintenance Business (Redevelopment & Reconstruction)”, the establishment of the power equipment (charging facilities, 15[A] above) to develop plans for introducing EVs and more than 5[%] of the total planned parking place is regulated. Accordingly, in the construction industry, many companies are installing EV chargers in partial apartment districts. Most electric vehicle users go home after connecting their electric vehicle to the EV Standard charger installed in apartments because it takes more than an hour to charge EV's battery. This causes the end of charging even if the charging connector is connected to the electric vehicle continues because another user arrives late electric vehicle has a problem which can not charge. Recently, both a dual-channel and a multi-channel EV standard charger that are able to simultaneously charge multiple electric vehicles have been supplied. Although the hourly and seasonally electric rates can vary from twice to quadruple, the charging characteristics of the EV standard charger for long periods, If the multi-channel EV standard charger charging load overlaps on the power consumption in the apartments simultaneously, it can cause transformer overloads to blackouts. Unlike the three-phase power being supplied by the EV quick charger, the EV standard charger is mainly installed in the apartments due to the difference in the SOC(State of Charge). The difference between the charging time and the electric power quantity of the EVs can cause an unbalance in the current flow in the utility grid. If an increase in unbalance currents in the transformer occurs, there is an iron loss and copper loss in the transformer are increase. This leads to an increase in usage as well as high electric rates and power losses due to a reduction in power equipment utilization. This can adversely affect and cause a malfunction in the protective relay that is connected to the PCC(Point of Common Coupling) on the electric and telecommunications equipment. In this paper, unlike conventional EV charging system, the EV standard charger based on charging scheduling including an energy storage system, which mainly installed in apartments, has been proposed. The proposed system consists of batteries, a three-phase battery charger, three single-phase inverters, transfer switches for electric power distribution, and a controller. Usually the three-phase battery charger charges the batteries at midnight and the time when electric rates are cheap and light load. through a charging scheduling control algorithm the prediction of the EV vehicle charging load is to be excuted to control the peak load and current unbalance. Additionally, when a blackout occurs, the EV standard charger supplies the required power by discharging through the inverters. The usefulness of the proposed system was confirmed by means of simulations, experiments, and case studies. As a result, the proposed system is charged at less expensive electricity rates within a specified range of transformer capacity from the proposed charging scheduling control algorithms. It is clear that the value of the peak load and the charging electric power quantity supplied from a utility grid are reduced and the current unbalance is reduced. It has the advantage of supplying emergency power from the battery to the EV standard charger when a blackout occurs. Furthermore, supplying both AC and DC power to EVs simultaneously is possible. For photovoltaic systems installed in existing apartments with no energy storage systems, in conjunction with the proposed system, the electric power is generated during the daytime to the EV standard chargers. Otherwise, if saving the electric power to the batteries can be discharged in peak load times when charging load is concentrated in the evening that electrical energy can be used efficiently. In particular, existing power supplies that cannot sufficiently provide power to apartment buildings can benefit from the installment of EV charging systems in the apartments. Therefore, we can expect the results of this study to be very useful.

수소전기차 연료전지 시스템에 대한 HAZOP 분석 연구

강낙천 호서대학교 2019 국내석사

A HAZOP Study on the hydrogen fuel cell system of FCEV Nark-Cheon Kang Department of Safety Engineering, The Graduate School, Hoseo University Asan, Korea (Supervised by professor Tae-Hun Kim) As global environmental pollution becomes serious, efforts to suppress the use of fossil energy for reducing carbon dioxide, such as international climate treaties, are increasing. In the process of strengthening emission regulation of internal combustion engines due to intensified air pollution in the city, Pressure is also rising. In addition, the introduction of eco-friendly vehicles such as hydrogen electric cars and electric cars in Korea is getting stronger due to the fuel efficiency and greenhouse gas emission regulation standards that have been strengthened since 2016. In addition, the government is promoting the hydrogen energy platform economy as a new growth engine, and is preparing for the development and dissemination of hydrogen cars and charging stations in earnest. According to the Ministry of Environment, in order to reduce the purchase cost of hydrogen cars, the company plans to purchase vehicles at 30 million won by 2020. In this study, the leakage and failure analysis of hydrogen electric car using HAZOP, which is a qualitative risk assessment, was carried out to improve the handling safety of hydrogen electric car. The HAZOP technique is a representative qualitative safety assessment technique that evaluates the potential risk or function of the analysis subject, the operational error, and the potential consequences of the system as a whole. The HAZOP analysis was conducted to identify the operational and process problems of the hydrogen electric vehicle and identify the risk factors. In order to analyze the problems of the hydrogen electrochemical process, NODE was divided into three sections: a hydrogen supply process leading from the hydrogen tank to the stack, an air supply process from the air intake to the stack, and a stable chemical reaction of the stack The heat management process was classified and analyzed. The parameters and guide words such as FLOW, PRESSURE and TEMP were analyzed for individual processes and the results were obtained. The risk assessment of a fuel cell system, which is a core part of a hydrogen electric vehicle with an operating system completely different from that of an internal combustion engine, will be used as the basic data for future studies related to the operation and management of hydrogen electric vehicles. 수소전기차 연료전지 시스템에 대한 HAZOP 분석 연구 강낙천 지도교수 : 김태훈 호서대학교 대학원 전세계적 환경오염이 심각해짐에 따라 국제기후협약 등 이산화탄소 저감을 위해 화석에너지 사용을 억제하려는 노력이 많아지고 있으며, 도시내 대기오염 심화문제로 내연기관의 배출가스 규제가 강화되는 과정에서 디젤차의 퇴출압력도 높아지고 있다. 그리고 2016년부터 강화된 연비․온실가스 배출규제 기준 적용 등으로 국내의 수소전기차 및 전기차 등 친환경 차량 도입이 탄력을 받고 있다. 또한 정부는 신성장 동력산업으로서 수소에너지 플랫폼 경제의 육성을 추진하고 있으며 수소차와 충전소의 개발 및 보급을 본격적으로 준비하고 있는 상황이다. 본 연구에서는 수소전기차의 취급 안전성 향상을 위해서 정성적 위험성평가인 HAZOP을 이용한 수소전기차의 누출 및 고장분석을 실시하였다. HAZOP기법은 분석 대상의 잠재된 위험이나 기능저하, 운전 잘못 및 전체로서의 시스템을 결과적으로 미칠 수 있는 영향 등을 평가하는 대표적인 정성적 안전성 평가기법이다. 이러한 HAZOP분석을 실시하여 수소전기차의 운전 및 공정상의 문제점을 도출하여 위험요소를 확인하였다. 우선 수소전기차의 공정상 문제를 분석하기 위하여 NODE를 크게 세 구간으로 나누었으며, 이는 구체적으로 수소탱크에서 스택으로 이어지는 수소공급공정, 공기흡입구에서 스택으로 이어지는 공기공급공정, 스택의 안정적 화학반응을 유지하기 위한 열관리 공정으로 구분지어 분석을 실시하였다. 그리고 개별 공정들에 대해 FLOW, PRESSURE, TEMP 등의 Parameter 및 Guide word를 사용하여 분석하고 결과를 도출하였다. 내연기관과 완전히 다른 작동시스템을 가진 수소전기차의 핵심 파트라 할 수 있는 연료전지시스템에 대한 위험성 평가를 실시함으로써 향후 수소전기차의 여러 운용 및 관리분야에 관련된 연구의 기초자료로 사용하고자 한다.

전기자동차의 통합고장진단에 대한 연구

우승하 한양대학교 대학원 2014 국내석사

본 논문은 전기자동차(EV) 시스템의 고장 진단에 관한 논문이다. 본 연구에서는 전기자동차의 구동 모터의 전류센서와 운전자 조작과 관련 있는 서브 모듈에 대한 고장 검출 및 분리 알고리즘을 개발하고 이를 통합하여 종합적으로 분석하는 방법을 제시하였다. 먼저 전기자동차 시스템에 대한 구조를 분석하고 운전자의 입력에 따른 전반적인 시스템의 동작을 서술하였다. 이를 통해 기존 차량과의 차이점을 알 수 있으며, 전기자동차의 고장 진단을 위한 단서를 제공한다. 전기자동차의 고장 진단을 위한 방법은 다음과 같다. 먼저, 전기자동차의 핵심 장치인 구동 전동기(IPMSM)의 전류 센서에 대해서 모델 기반 고장의 검출 방법을 적용하고 이를 공간 벡터를 사용하여 패리티 방정식의 부족한 점을 보충하였다. 이 외에도 구동 및 제동 장치, 조향 및 기어 조작 장치 각각에 대해서도 고장 검출 및 분리 알고리즘을 제안하였다. 최종적으로, 위에서 제안한 고장 진단 알고리즘에 통합 고장 진단 표를 작성하여 고장을 분석함으로써 각각의 장치 별로 발생한 고장 진단에 더해 시스템의 전반적인 성능저하를 평가함으로써, 전기자동차의 통합적인 고장 검출 및 분리가 가능하다.

인 휠 모터를 사용한 전기자동차의 구동 및 제어 알고리즘에 관한 연구

이원두 계명대학교 2020 국내석사

In this paper, we analyze the problem of electric vehicle using in-wheel motor during driving and propose a driving algorithm to solve this problem. In the case of a typical vehicle, the torque difference between the left and right wheels is distributed through the differential device when driving. In the case of electric vehicles using in-wheel motors, each wheel can be driven independently, thereby enabling driving ability without using a differential device. However, in actual driving, various studies have been conducted because there are many variables such as external environment, current vehicle speed, and tire state. Therefore, in this paper, we propose an algorithm that senses the heading direction of the vehicle using the IMU sensor and compares it by indicating the driving intention of the driver. The algorithm of this paper can prevent understeering and oversteering that can occur during driving, thus realizing the driver's driving will more accurately. 본 논문은 인 휠 모터를 사용한 전기자동차에서 주행 시에 나타나는 문제점을 분석하고, 이를 위한 주행 알고리즘을 제시한다. 일반적인 차량의 경우 주행 시에 좌/우륜의 토크차이를 차동장치를 통해 분배하였다. 인 휠 모터를 사용한 전기자동차의 경우 각 휠의 독립적인 구동이 가능하기 때문에 차동장치를 사용하지 않고 주행 안정성을 가질 수 있다. 그러나 실제 주행에서는 외부 환경과 현재 차량의 속도, 타이어의 상태 등과 같이 변수가 많기 때문에 다양한 연구가 이루어지고 있다. 따라서 본 논문에서는 IMU센서를 이용하여 차량의 헤딩 방향을 센싱하고 운전자의 주행의지를 방향으로 표시하여 비교하는 알고리즘을 제안한다. 본 논문의 알고리즘을 통해 주행 시에 발생할 수 있는 Understeering과 Oversteering을 방지할 수 있어 운전자의 주행의지를 보다 정확하게 실현할 수 있다.