• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권5호
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• pp.53-62
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• 2017

경제 및 산업의 원천 에너지원인 전력은 생산과 소비의 지역적 상이함으로 장거리 수송을 필수로 하며, 다중환상망(Multi-loop) 형식의 송배전계통으로 전력을 공급한다. 실질적 사용에 앞서, 변전소내 변압기를 통해 변전과정을 거쳐 각 사용처의 특성을 고려하여 전력공급이 이루어지고 있으며 변압기는 본체, 권선, 절연유, 부싱등의 구조로 결합되어 있다. 변전소에서 발생하는 변압기화재는 가구와 상업시설등에 전기공급을 중단시키고 각종 안전사고를 발생시키는 1차 손실뿐만 아니라 2차적으로 경제 손실을 야기한다. 화재의 원인은 부싱 하부파손에 따른 절연유 유출과 약 1초 이내 발화점에 도달하는 절연유에 의한 화재의 연쇄반응으로 파악된다. 화재피해의 최소화를 위해 연기감지기, 자동소화설비 등이 구축되어있으나 감지기의 동작 및 소화가스 방출지연 등으로 화재진화를 위한 골든타임 확보의 부재가 문제되고 있다. 이에 본 연구는 초기 화재진화에 따른 골든타임 확보의 중요성에 따라 화재확산을 방지하고 절연유 누출을 차단하는 능동적 메커니즘의 필요에 따라 수행되었다. 따라서 화염에 의해 팽창하는 고온형상 유지물질과 기계적 화염차단장치를 적용한 부싱방화구조체를 개발하였다. 실제 부싱 및 프렌지규격을 적용하여 제작된 변압기모형에 부싱방화구조체를 설치하여 실규모 화재실험을 수행하였다. 초기화염으로부터 3초내에 정확한 위치와 높이에 부싱방화구조체가 작동함을 확인하였으며 이는 실제 변압기화재 시 화염 확대를 효과적으로 차단할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.78-85
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• 2001

본 논문에서는 몰드변압기의 난연성 및 NAF S-III에 의한 소화특성에 관해 연구하였다. 연구방법으로써 몰드변압기의 주재인 에폭시수지의 연소과정과 최근 청정소화약제로 사용되고 있는 NAF S-III의 소화과정을 이론적으로 고찰하였다. 또한 이의 증명을 위해 몰드변압기에 대한 연소.소화실험을 실시하였다. 실변압기를 전기실과 유사한 조건의 수평가열로에 장치하여 발화시킨 후, 이의 소화과정을 자연소화와 인위적 소화로 구분하여 관찰하였다. 발화된 변압기의 소화에는 NAF S-III계 소화약제가 분사되었다. 분사된 약제량은 연소중인 몰드변압기에 대한 소화능력을 갖춘 경제량이며, 이는 행정자치부 고시를 근거로 산출되었다. 이렇게 계산된 소화약제의 분사에 의해, 발화된 변압기는 1분만에 완전히 소화되었다. 연구 결과, 몰드변압기가 설치된 전기실의 경제적 소화약제량을 산출할 수 있었으며, 실험을 통해 몰드변압기의 난연성과 청정소화약제인 NAF S-III의 소화능력을 확인하였다. 이를 토대로 국내 전기실에 채용된 소화설비를 경제적이며, 환경보전의 목적으로 적용할 수 있는 규모를 예측할 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제20권5호
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• pp.17-26
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• 2016

현대 화학플랜트 및 석유 가스 산업 시설은 다양한 잠재위험으로 인하여 위험물질의 누출 및 화재가 빈번히 발생하고 있다. 그 중 특히 화재는 직접적인 화염의 접촉 또는 복사열로 인하여 인명피해는 물론 건물, 설비에 대한 피해 발생으로 domino effect가 발생하여 2차, 3차 피해까지도 발생하기도 한다. 따라서 본 연구에서는 발생가능한 화재를 파악하여 사고피해영향과 빈도를 낮추어 화재 위험성을 관리하는 FRA(Fire Risk Assessment)기법의 절차를 제시하였으며, 사고피해영향으로 화염의 직접적인 접촉과 복사열로 인한 주요건물(제어실, 창고, 변전소)의 물리적 특성이 변형되는 시간을 고려하였다. 사례연구를 통하여 수행한 FRA기법으로 국내외 화학공장의 위험성을 경감시킬 수 있었으며, Protection 설정을 통한 사고의 빈도와 피해영향의 감소를 정량적으로 파악할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.410-411
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• 2015

765kV 송전선로와 선하 건조물은 최하단 도체의 높이 28m를 적용하고 대지저항률은 $100{\Omega}m$, IEEE 변전소 설계지침인 Std-80에 따라 건조물에 접촉하는 사람의 인체저항은 $1000{\Omega}m$, 대지를 딛고 있는 사람의 한쪽 발 접지저항은 직경 8cm의 원판 접지저항을 적용한다. 이렇게 구성된 모델에서 선로중심에서 건조물까지 이격거리 변동에 따라 인체 유도전류를 측정하고자 한다. 본 연구에서는 전기안전 실증시험을 위해 765kV 가공송전선로 직하에 목조 및 샌드위치 판넬 2가지 시험용 가옥을 설치하였다. 전기설비기술기준에 의거하여 선하직하 이격거리가 28m일 때 발생할 수 있는 전자계 특성과 재질에 따른 전자계가 미치는 영향을 비교 분석하고 장기 유도장해 실측 데이터를 확보하고자 그림 1과 같이 구축 설계하였다. 이를 통해 송전선로에 의해 선로중심으로부터 구축된 모의가옥까지 이격거리에 따라 유도되는 전류를 측정하고 그 크기가 인체에 미치는 유도전류 한계치 초과 여부에 대해 검토함으로써 안전성 여부에 대해 측정 및 검토하고자 시험게획을 수립하였다. 또한 선로 고장 시 대지전위상승에 의한 선하 건조물 안정성 검토 및 낙뢰서지 유입에 의한 전기안전 시험 구성을 하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권12호
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• pp.1373-1379
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• 2012

철도 시스템에서 방사하는 9~150 kHz 대역의 자기장 복사 방출은 철도 시스템 주변의 무선 설비 등에 영향을 주어 통신 성능의 저하나 오동작을 초래할 수 있다. 본 논문에서는 전기 철도 시스템에서 방사하는 9~150 kHz 주파수 대역의 전자파 노이즈에 대한 등가 회로 모델을 소스 및 전달 경로 분석을 통하여 제안하고, 철도차량의 견인 구동 시스템과 변전 시스템에서 발생하는 수 kHz의 스위칭 노이즈가 급전선과 선로의 루프 회로를 통하여 방사됨을 확인하였다. 또한, 실제의 구리-국수 간 중앙선 철도의 RC Bank의 효과를 분석하여 이러한 회로 등가 모델의 유효성을 검증하였고, 급전선과 선로 사이에 적정한 용량의 커패시터를 장하함으로써 효과적으로 설계 대책이 가능함을 보였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.379-385
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• 2017

일반적으로 배전반, 분전반, 전동기제어반(Motor Control Center; MCC)은 집단거주지역, 빌딩, 학교, 공장, 항만, 공항, 상하수 처리장, 변전소, 중공업 플랜트 등의 광범위한 전력 수용가에 설치되어 특고압의 전력을 해당 설비들에 요구되는 전압으로 변환하여 공급하는데 사용된다. 이와 같은 배전반, 분전반, MCC에 포함되는 전기설비의 사고는 부스바 접촉부의 열화에 의한 사고, 부스바의 접점 및 연결 부위에서의 접촉 불량에 의한 사고, 부스바 접촉부의 과열현상에 의한 사고로 구분된다. 본 논문에서는 부스바 접촉부의 볼트 및 너트의 풀림상태, 접촉부 열화 측정이 가능하며, 정밀 가변저항을 이용하여 저항값의 변화에 따라 볼트 체결상태 감지 및 비접촉식 적외선 센서를 사용하여 부스바 접촉부 온도 감지 시스템을 설계하고 구현하였다. 부스바 접촉부 체결상태 감지를 위한 가변저항을 이용한 실험을 수행한 결과 볼트와 너트를 완전히 체결시키면 가변저항 값은 감소하였으며, 최대 오차범위는 0.1mm의 결과를 보였다. 또한, 부스바 접촉 저항값 변화에 따라 접촉부 온도가 $27.3^{\circ}C$에서 $69.3^{\circ}C$로 상승하는 결과를 확인하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.95-102
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• 2022

신재생에너지 확대를 위한 배전자동화시스템의 안정성 평가를 위한 연구이다. 정부는 재생에너지 3020 이행계획 정책을 통해 2030년까지 신재생에너지를 확대하여 국민의 삶의 질을 높이는 참여형 에너지 체계로 전환할 계획이다. 정부는 2030년까지 재생에너지 발전량 비중을 국내 보급 에너지의 20%로 목표 설정하였다. 신규 설비용량의 95% 이상을 태양광 풍력 등 청정에너지로 설립할 계획이다. 재생에너지 보급 확대로 에너지 신사업과 분산전원 산업이 육성되어 과거의 대규모 전원 개발이 아닌 근거리, 저압, 소규모 발전이 급속히 확대되었다. 이런 수요로 인해 배전 설비 운영의 중요성이 대두 되었고 배전자동화시스템이 필요성 증대되고 있다. 본 논문에서는 배전자동화시스템의 성능 및 기능 평가를 위한 배전시뮬레이터 개발에 대해 다루었고 이와 배전자동화시스템과의 연동시험 결과를 제시한다. 배전계통에 진보된 시스템을 도입하기 위해서는 송변전시스템의 장점을 취해야 한다. 배전시스템에서 DNP3.0프로토콜을 사용하고 송배전시스템에서 IEC61850 프로토콜을 사용한다. 이 두 프로토콜을 배전자동화시스템에서 혼용하여 사용시 제어, 모니터링 등의 운영에 대한 기능과 성능을 충족한다는 결론을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.85-92
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• 2018

수요관리를 통해 전기요금을 절감할 수 있다. 부하의 수요 관리 방법 중 하나로 ESS를 설치해 수요가 높은 시간대의 부하를 수요가 낮은 시간대로 옮기는 peak shifting을 사용함으로써 최대 부하를 낮추고 전력량 요금을 절감할 수 있다. 전기요금은 계약 용량 당 기본요금과 전력량 요금으로 이루어져있다. 전력량 요금을 최소화하기 위한 최적화 수행시 목적함수는 선형식으로 표현할 수 있으며, 기본 요금 최소화를 위한 목적함수는 이차식으로 표현할 수 있다. 선형식으로 표현된 목적함수에서는 ESS PCS(Power Conversion System)의 충, 방전 효율이 다른 경우를 다룰 수 없기 때문에 본 논문에서 충, 방전 효율이 다른 경우의 영향을 반영하고 혼합정수계획법(MILP, Mixed Integer Linear Programming)을 이용할 수 있는 정식을 제시하였다. 혼합정수계획법을 사용한 정식에서는 사전에 정해진 최대 부하 절감율에 대해 전기요금 최소화를 수행하게 되지만 최대 부하 절감과 전기요금 절감을 동시에 고려하기 위해서는 이차 계획법을 사용하는 것이 유용하다. 본 논문에서는 각 최적화 방법에 대한 장, 단점을 도시철도 변전소에 대한 시뮬레이션 결과를 정량적으로 비교분석하여 ESS 설비계획수립에 적합한 최적화 방법을 선택할 수 있는 근거를 제시하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.38-45
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• 2016

KTX산천 고속차량에서 사용하는 전력변환시스템은 전력전자기술, 고속 대용량 반도체소자 및 마이크로프로세서의 기술발달에 힘입어 높은 성능과 효율, 안전성, 에너지 소비측면에서 뛰어난 제어능력을 갖추게 되었다. 하지만 고속스위칭소자인 IGBT를 사용함에 따라 발생하는 고조파로 인해 전기차량은 물론 변전소, 신호시스템, 데이터전송 및 감시시스템 등 선로변 신호설비에 문제를 야기시켰다. 특히 전력변환장치의 정수배 부근 주파수에서 발생하는 귀선전류고조파의 영향으로 TI-21 무절연AF궤도회로가 부정 동작하는 사례가 발생되었다. 본 논문은 고속전기차량과 궤도회로간 귀선전류고조파 이동경로 분석을 위하여 실제 현장에서 측정 및 분석방법을 제시하였다. 이러한 분석결과는 향후 신규로 도입되는 고속전기차량, AF궤도회로, 공동접지망 설계 시 폭넓게 반영될 것으로 기대된다.