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3MVA 몰드 변압기의 표유부하손 계산을 위한 FEM해석
장형택(Hyeong Taek Jang),김영배(Yong Bae Kim),우성현(Sung Hyun Woo),신판석(Pan Seok Shin) 대한전기학회 2010 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2010 No.4
총 부하손의 20%를 차지하는 표유부하손은 대전력 변압기일수록 그 크기도 무시 할 수 없을 만큼 커지고 hot spot 온도 상승으로 변압기 수명에도 악영향을 줄 수 있는 요인이 된다. 이러한 표유부하손실은 측정하기도 쉽지 않고, 설계시 고려하기 위해 계산해내는 것은 더욱 어렵다. 본 논문은 3MVA 몰드 변압기의 프레임에서의 표유부하손을 2차원 FEM 수치해석을 통해 계산해내고 표유부하손이 발생하는 하나의 구조물로서 프레임 형상을 최적화하는 연구를 수행하였다.
장형택(Hyeong-Taek Jang),정교범(Gyo-Bum Chung),신판석(Pan-Seok Shin),곽선근(Sun-Geun Kwack) 한국조명·전기설비학회 2010 한국조명·전기설비학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.9월
몰드 변압기는 기존의 유입 변압기에 비해 유지보수 비용이 저렴하고 화학약품, 분진오손, 습기와 같은 환경적인 요인에 크게 영향을 받지 않기 때문에 도심지를 중심으로 설치가 점차 늘어나는 추세에 있다. 몰드 변압기의 운전장애에 대한 원인은 다양하나, 궁극적으로 절연파괴를 초래할 수 있는 부분방전의 측정 및 진단은 사고 예방을 위해 유용한 방법으로 알려져 있다. 본 논문은 몰드 변압기의 사고 예방진단을 위하여, 세라믹 커플러를 사용하여 변압기 단자전압으로부터 부분방전 신호를 검출하고, 인공신경망을 이용한 진단 기법과 FPGA(Cyclone Ⅱ) 와 DSP(TMS320C6713)를 이용한 전단 장치를 소개한다.
FEM 시뮬레이션을 이용한 2MVA 몰드변압기 권선간 써지전압 분배 해석 기법 연구
장형택(Hyeong-Taek Jang),신판석(Pan-Seok Shin) 한국조명·전기설비학회 2011 조명·전기설비학회논문지 Vol.25 No.5
This paper presents an analyzing method of the capacitance of the power transformer for initial voltage distribution and insulation design. When a high incoming surge voltage is accidently occurred in windings of transformer, it does not distribute equally in the windings. This phenomenon makes electric field concentration and the insulating material could be break. Initial voltage distribute mostly depends on capacitances between winding to winding or winding to core in the transformer. If the C network can be structuralized into the equivalent circuit model and be calculated each capacitance element value by circuit analysis and FEM(Finite Element Method) simulation program, the transformer designer could know the place where the structure is to be modified or the insulation to be reinforced. This method quickly provides the data of the voltage distribution in each winding to the designer.
전력기기 열화 진단을 위한 부분방전 모의 및 측정 알고리즘 개발연구
장형택(Hyeong-Taek Jang),곽선근(Sun-Geun Kwack),신판석(Pan-Seok Shin),김창업(Chang-Eob Kim),정교범(Gyo-Bum Chung) 한국조명·전기설비학회 2011 조명·전기설비학회논문지 Vol.25 No.8
This paper proposes a new intelligent diagnosis equipment for the partial discharge, which keeps deteriorating the insulating materials inside electric machineries, ultimately leading to electrical breakdown. In order to simulate experimentally the partial discharge inside the electric machinery, the tip-to-plate, the sphere-to-plate, the sphere-to-sphere and the plate-to-plate electrodes are used respectively, of which the gaps are 1[㎜], 3[㎜] or 5[㎜] and the applied voltages are 3[㎸], 5[㎸] or 7[㎸]. Ceramic coupler sensor and FIR digital filter are used to measure the partial discharge and the artificial neural network is used for the deterioration diagnosis of the electric machinery. The microprocessor of PD diagnosis equipment is DSP (TMS320C6713) with FPGA (CycloneⅡ). The results of the real-time and on-line experiments performed with the developed equipment are also explained.
장형택(Hyeong Taek Jang),정현구(Hyun koo Chung),김영배(Yong Bae Kim),우성현(Sung-Hyun Woo),신판석(Pan Seok Shin) 대한전기학회 2009 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2009 No.7
수치해석을 사용하여 2㎹A 몰드 변압기의 정전용량을 시뮬레이션(FLUX 2D)하고 계산하였다. 산출한 정전 용량 값을 변압기 모델링 회로에 적용하여 switching surge 등 이상전압이 인가되었을 때 변압기 내부에 있는 권선들의 전압분포를 예상하고 절연설계에 적용 할 수 있음을 보였다.
이중공극형 대용량 BLDC PM MOTOR의 코깅토크 최적화 설계
김영배(Yong-Bae Kim),장형택(Hyeong-Taek Jang),최홍순(Hong-Soon Choi),공영경(Yeong-Kyong Kong),빈재구(Jae-Gu Bin),신판석(Pan Seok Shin) 대한전기학회 2010 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2010 No.4
본 논문에서는 대용량 이중공극형 구조의 BLDC Motor의 코깅토크를 저감시키기 위해 Inner Layer(이후 Inner)의 Skew, 설계변수를 두어 LHS(Latin Hypercube Sampling Strategy) 알고리즘을 이용한 영구자석 최적화설계를 하였다.
Coupling Capacitor를 이용한 배전용 몰드변압기 부분방전 계측 모의실험에 관한 연구
임진옥(Jin-ok Im),장형택(Hyeong-taek Jang),신판석(Pan-seok Shin) 대한전기학회 2010 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2010 No.4
부분방전 측정에는 UHF센서, AE센서, 가스 분석을 이용한 방법 등 다양한 방법이 있다. 본 논문에서는 배전용 몰드변압기의 부분방전 측정을 위해 전기적 방법인 커플링 캐패시터를 이용한 부분방전 측정에 대해 연구하였다. 커플링 캐패시터를 이용한 부분방전 측정법은 방전에 의한 누설전류의 측정이 가능하고, 보다 정확한 부분방전량의 측정이 가능하다. 또한 대부분의 변압기는 장시간 가동되며, 비 가동되는 시간이 길지 않기 때문에, 커플링 캐패시터를 이용하면, 온라인상태에서 측정이 가능하게 된다. 그러나 변압기의 노이즈에 매우 취약한 단점이 있으므로, 이러한 단점을 해결하고, 부분방전 패턴 분석에 따라 몰드변압기를 진단하게 된다.
우성현(Sung Hyun Woo),장형택(Hyeong Taek Jang),신판석(Pan Seok Shin),구교선(Kyo Sun Koo),권동진(Dong Jin Kweon) 대한전기학회 2010 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2010 No.4
본 논문은 전력용 변압기의 전자기적 열원에 대한 해석을 위해 154㎸ 상분리형 단상 전력용 변압기의 개방회로시험과, 부하 100% 정상상태를 모의한 자계 해석을 하였으며, 이때의 해석결과를 설계data, 시험data와 비교하여 해석방법을 검증하였다. 자계해석결과 무부하전류는 약 0.8A, 무부하손실은 약 5.8㎾, 전부하손실은 약 7.5㎾ 적게 계산되었으며 차후 회로정수의 보정을 통해 좀 더 정확한 해석결과를 얻을 수 있을 것이라 예상한다.
이중공극형 구조의 대용랑 BLDC MOTOR의 특성해석 연구
김영배(Yong-Bae Kim),장형택(Hyeong-Taek Jang),최홍순(Hong-Soon Choi),공영경(Yeong-Kyong Kong),빈재구(Jae-Gu Bin),신판석(Pan-Seok Shin) 대한전기학회 2010 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2010 No.10
본 논문에서는 이중공극형 구조의 BLDC Motor의 최적화 설계와 최적화 설계에 따른 특성해석의 결과를 도출하였다. 코깅 토크를 최적화시키기 위해 Inner Layer(이후 Inner)와 Outter Layer(이후 outer)의 영구자석의 Skew와 자석의 위치조정을 하였고, 이중공극형 구조의 BLDC Motor의 병렬운전을 쉽게 하기 위해 Inner와 Outer의 Back EMF의 크기를 일치하게 최적화 설계를 하였다. Back EMF의 설계변수는 LHS(Latin Htpercube Sampling Strategy) 알고리즘을 이용하여 PSO(Paticle Swarm Optimization Method)를 적용시켰다.
LHS를 이용한 6㎿급 BLDC MOTOR의 슬롯형상 변화에 따른 특성해석 연구
김영배(Yong-Bae Kim),우성현(Sung-Hyun Woo),장형택(Hyeong-Taek Jang),신판석(Pan Seok Shin),오진석(Jin Seok Oh),공영경(Yeong-Kyong Kong) 대한전기학회 2009 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2009 No.7
본 논문에서는 6MW급 BLDC Motor의 슬롯형상을 변화시켜 코깅토그와 공극에서의 자속밀도, 저장 에너지를 해석하고, 슬롯형상의 중앙에 설계변수를 주어 공극에 흐르는 자속의 변화를 계산하여 분석 하였다. 폭길이는 최소화에 기준을 두었으며 Parameter는 LHS를 이용한 샘플링 포인트 기법을 사용하여 최적의 조건에 가장 알맞은 최적점를 찾아내어 특성해석을 하였다. 최종적으로 고용량에서의 슬롯형상 변화에 따라 코깅토크를 최소화하는 최적화 설계를 위하여 이번 특성 해석 연구를 하였다.