• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.350-351
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• 2019

High Voltage Direct Current (HVDC) 시스템은 고압 직류 송전을 위한 시스템이다. 고압 직류 송전을 위해서는 전력변환기가 교류전력을 직류전력으로 변환해주어야 하는데, 최근에는 모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multilevel Converter, MMC)가 많이 적용되고 있다. 모듈형 멀티레벨 컨버터는 단위 서브모듈이 직렬로 구성되어야 하는데 기구적으로 하나의 밸브 구조물에 6개의 서브모듈이 일정한 간격을 두고 위치하게 된다. 모듈형 멀티레벨 컨버터의 특징 중에 하나는 예비모듈이 구성되어 가용율을 높일 수 있다는 것이다. 본 논문에서는 서브모듈의 IGBT 폭파에 의해 발생되는 플라즈마가 주변 서브모듈에 도달해 절연파괴를 발생시키는지 확인하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 1999.07a
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• pp.573-576
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• 1999

본 논문은 다양한 분야에 적용이 가능한 고압 직류 전원장치를 개발에 관한 것이다. 개발된 이 장치는 soft switching 기술을 이용하여 인버터의 전력소자가 switching 때문에 발생하는 손실과 EMI를 감소시키기 위하여 영전압 스위칭(ZVS; Zero Voltage Switching) 방식을 채택하였다. 이러한 고주파 인버터의 구동방식을 단일 Chip 제어기로 쉽게 구현할 수 있는 영전압 스위칭 위상전이 제어 직렬 공진형(ZVS PSC-SRI; ZVS Phase Shifted Control Series Resonant Inverter)으로 선택하여 제어기의 신뢰도를 높였고 장치의 고효율화(90%이상) 확보와 장치의 소형화뿐만 아니라 실용화를 위한 저가격화를 절충할 수 있는 방법을 중점적으로 연구하였다. 본 논문에서 고주파 고압 직류 전원 장치의 구성 및 설계, ZVS PSC-SR 인버터의 설계 그리고 고주파 고압 변압기의 설계에 관한 내용을 자세히 설명하고 제작된 고주파 고압 전원장치의 실험결과 및 고찰을 기술한다.

• JOURNAL OF ELECTRICAL WORLD
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• s.283
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• pp.62-67
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• 2000

미국전기전자학회(IEEE)의 1999년도 파워 엔지니어링 소사이어티(PES) 윈터 미팅이 미국 뉴욕시에서 개최되었으며, 여기에서는 고압직류(HVDC)송전 기술이 21세기의 에너지개발 프로그램에서 수행하게 될 역할에 대한 발표가 있었다. 패널리스트들은 HVCD 기술이 앞으로 어떻게 활용될 것이며, 직류송전의 유리한 점을 적용시킬 수 있는 전세계의 지역, 기대되는 HVDC 기술의 혁신 그리고 이들이 민간주도로 이루어질 수 있을 것인가에 대하여 초점을 맞추었다. 그들을 또한 전력공급산업에 나타나고 있는 HVDC 송전연계 시스템에 대한 규제철폐의 충격에 대하여 토의하였으며, 기술혁신이 직류 변환소이 건설비를 감축시킬 수 있을 것인지에 대한 논의도 있었다. 제기된 문제에는 아래의 것이 포함되어 있다. - 기설 교류 송전시스템을 직류방식으로 전환시키는 상황이 발생할 수 있을 것인가? -투자자 소유의 독집 직류방식 송전선로 프로젝트가 실현될 수 있을 것인가? -시스템 성능을 본질적으로 개선 시킬 수 있도록 직류방식 송전시스템에 적용시킬 수 있는 개선책은 무엇인가? PES의 에너지개발 및 발전위원회의 국제분과위원회 위원장인 토마스 J. 하몬스 씨(영국 스코틀랜드의 글래스고 대학)가 세션의 좌장을 맡았으며, 매니토바 하이드로(캐나다)의 데니스 우드포드씨가 모더레이터 역을 맡았다. 그리고 하몬스 씨와 우드포드 씨가 이 세션을 계획$\cdot$준비하였다. 이 문제에서 국제적인 시야를 가지는 패널리스트들은 HVDC 송전기술의 장래에 대한 전망을 가지는데 비하여 북아메리카에 국한된 시야를 가지는 패널리스트들은 HVDC 사용에 대한 장래의 잠재성을 낮게 보고 있는 것이 흥미로운 일이다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2017.11a
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• pp.113-114
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• 2017

본 논문은 모듈형 멀티레벨 컨버터를 이용한 특고압 직류 배전용 지능형 변압기의 운용을 위한 제어 기법을 제안한다. 기존의 저주파 변압기는 부피와 무게가 매우 크며 효율이 낮다는 단점을 갖는다. 이에 반해 다수의 IGBT를 사용하는 지능형 변압기는 시스템의 부피를 저감할 수 있으며 고효율 운영이 가능하다. 또한, 직류 배전 계통의 단락 사고가 발생하였을 때 직류 차단기의 역할이 가능하다. 본 논문에서는 지능형 변압기의 토폴로지, 변조 방법을 제시하고, 스위칭 및 출력 특성을 분석한다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 지능형 변압기 운용 제어 기법의 타당성을 확인한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.344-345
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• 2019

High Voltage Direct Current (HVDC) 시스템은 고압 직류 송전을 위한 시스템으로서 단위 유닛인 서브모듈로 구성된 모듈형 멀티레벨 컨버터 구조를 갖는다. 서브모듈의 신뢰성 확보 및 설계 검증은 HVDC 시스템의 성능과 효율, 크기를 결정짓는 중요한 요소이다. 본 논문에서는 (주)효성이 개발하는 200MW 모듈형 멀티레벨 컨버터 서브모듈의 성능을 검증하기 위한 특성시험을 나타낸다. 특성시험을 통해서 개발 중인 서브모듈의 성능과 보호동작을 검증한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.11a
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• pp.27-29
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• 2018

본 논문은 모듈형 멀티레벨 컨버터 기반 특고압 직류 배전망의 수전 계통 사고 대응 기법을 제안한다. 수전 계통의 순간적인 저전압 및 단락 사고 발생 시 전력변환장치는 계통 전압의 정상화를 지원하기 위해 연계를 유지해야 하며 계통 측의 요구에 따라 전압 변동률에 따른 무효 전력을 공급해야 한다. 제안하는 기법은 계통 사고 발생 시 계통 코드에 따라 무효 전류를 공급하여 수전 계통의 전압 레벨 복구를 지원한다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 계통 사고 대응 기법의 타당성을 확인한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.253-254
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• 2020

High Voltage Direct Current (HVDC) 시스템은 고압 직류송전을 위한 시스템이다. 고압 직류 송전을 위해서는 전력변환기가 교류전력을 직류전력으로 변환해주어야 하는데, 최근에는 모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multilevel Converter, MMC)가 많이 적용되고 있다. MMC는 다수의 서브모듈이 직렬로 구성되어 있으며 DC-link단에 대용량 커패시터가 없다. MMC의 심각한 사고 중에 하나는 DC측 전력케이블의 단락사고로 시스템에 따라서 수십 kA 정도의 사고전류가 AC측 CB(Circuit Breaker)가 열리기 전까지 수십 ms에서 수백 ms동안 흐른다. 만약 하프브릿지 회로의 서브모듈로 구성된 컨버터에 별도 보호장치가 없으면 단락전류는 서브모듈의 하단 다이오드를 통해서 흐르게 되어 소손되게 된다. 이를 방지하기 위해 단락전류를 바이패스(by-pass) 시키기 위한 별도의 사이리스터를 추가하는데 이 기기의 사양은 DC 단락 전류를 충분히 견딜 수 있어야 한다. 본 논문에서는 사이리스터의 서지 전류 내력을 평가하기 위해 사양을 분석하고 시뮬레이션과 실험을 통해서 검증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1628-1629
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• 2011

산업현장에서는 회전기기의 고체절연시스템(solid insulation system)의 열화정도를 평가하기 위하여 일정 진단주기에 맞춰 Off-line 상태에서 직류시험 및 교류시험을 통하여 효과적으로 절연물에 대한 상태평가를 시행하고 있다. 직류시험으로는 절연저항, 성극지수(PI) 시험 등이 있으며 교류시험으로는 교류전류시험(${\Delta}I$), 유전정접시험(${\Delta}tan{\delta}$), 부분방전(PD)시험이 있다. 여기서 부분방전은 절연체의 국부적인 열화현상을 추정할 수 있는 중요한 파라미터로, 부분방전시험(PD test)을 통하여 고정자권선(stator winding)에 대한 절연특성을 효과적으로 진단할 수 있다. 고압 전동기는 기동정지의 빈번함과 장기간 운전에 의해 열적, 전기적, 기계적 스트레스를 받게 되고, 이로 인해 과열, 진동, 절연파괴에 이르는 문제점이 발생되어 결국 시스템의 운전정지를 초래하는 심각한 사고로 이어질 수 있다. 따라서 고압 전동기의 절연상태를 주기적으로 감시하고 사고 징후를 검출하여 시스템을 안정적으로 운영하기 위한 고압 전동기 Off-line 절연진단에 대하여 기술하고 수차발전기에 대한 절연상태진단 결과를 바탕으로 절연시스템의 신뢰성 평가 방법에 대하여 고찰하고자 한다.

• JOURNAL OF ELECTRICAL WORLD
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• no.1 s.133
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• pp.36-41
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• 1988

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.07b
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• pp.1309-1311
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• 2000

본 논문에서는 입력부, 특고압 발생부 및 고압 정류부, IGBT Pulse Switch로 구성된 Gyro-klystron용 대전력, 고전압, 전류 펄스 전원장치의 설계 및 개발에 대하여 기술하였다. 대전력, 고전압, 전류 펄스 전원장치를 위한 각 구성부분의 제어 및 설계 특징은 다음과 같다. 입력부인 IGBT Inverter는 펄스 전원장치의 전압 제어를 위하여 출력 고전압을 Feedback System 제어에 의해 Pulse 설정 전압을 갖도록 제어하며, 또한 Pulse 출력중에 직류 고전압부의 전압강하, 즉 Pulse 전압의 Drop이 커지는 것을 방지하기 위하여 Fast Dynamics를 갖도록 Feedback System을 구성하였다. 3대의 단상 특고압 승압변압기가 직렬로 구성된 특고압 발생부는 PWM된 전압을 입력받아 특고압으로 승압시킨다. 특고압 변압기는 고압 Pulse성 전압과 매우 높은 dV/dt 전압이 인가되므로 Stray Capacitance가 최소가 되어야 하며 절연파괴로부터 보호될 수 있어야 한다. 고압 정류부는 Inverter와 특고압변압기에 의하여 전원이 공급되므로 교류전압의 교번순간에 매우 높은 전압 변동률을 가지는 Fast Recovery High Voltage Rectifier로 설계, 제작되어졌다. Pulse Switch인 IGBT Switch는 Gate Driver에 의해 구동되어 진다. 주어진 Pulse 사양을 만족시키며 특히 소자의 전압 특성을 고려하여 120KV의 전압값을 갖도록 설계, 제작하였다. 본 논문에서는 고전압 펄스 전원장치 각 부분의 설계에 대하여 기본적인 사항들을 제시하며, 실험결과를 통하여 제안된 방식의 우수한 특성을 입증한다.