• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.810-818
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• 2021

ESS의 누설전류는 PCS(Power Control System)측 누설전류와 계통불평형 전류로 인한 누설전류로 구분되는데, PCS측의 누설전류는 정상 상태 운전 시, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 스위칭의 전압 변화량과 IGBT와 방열판 사이에 존재하는 기생 커패시턴스에 의해 발생한다. 또한, 계통불평형 전류에 의한 누설전류는 불평형 부하로 인해 발생한 불평형 전류가 Yg-∆ 결선방식의 3각 철심이 적용된 태양광전원 연계형 변압기의 중성선을 통해 ESS로 유입된다. 따라서, 본 논문에서는 방열판 유도공식을 통해 산정한 기생 커패시턴스에 의하여 PCS측의 누설전류 발생 메커니즘을 제시하고 또한, 계통불평형에 의한 ESS측의 누설전류 발생 메커니즘을 제안한다. 이를 바탕으로, 배전계통 상용해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 배터리부, PCS부, AC전원부로 이루어진 PCS측의 누설전류 발생 메커니즘과 배전 계통부, 불평형 부하부, ESS부로 이루어진 계통불평형에 의한 ESS측의 누설전류 발생 메커니즘을 모델링하고, 누설전류의 특성을 평가한다. 상기의 모델링을 바탕으로 시뮬레이션을 수행한 결과, 외함의 저항과 접지저항의 크기에 따라 PCS측의 누설전류는 7[mA]에서 34[mA]로, 계통불평형에 의한 배터리 외함으로 흐르는 누설전류는 3.96[mA]에서 10.76[mA]로 증가하여 배터리측에 큰 영향을 미침을 알 수 있었다.

• 전력전자학회논문지
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• 제5권5호
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• pp.484-492
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• 2000

본 논문에서는 고조파전류 보상기능을 갖는 전압 보상기에 관한 연구를 수행하고 그 보상 특성을 해석하였다. 제안된 보상시스템은 하이브리드형 능동전력필터에서와 같이 LC로 구성되어 전력선에 병렬로 연결되는 수동필터와 직렬 변압기를 사용하여 전력선에 직렬로 연결되는 PWM 컨버터를 동시에 사용하는 회로구조를 갖는다. 제안된 보상시스템을 통해 다이오드 정류기와 같은 비선형 부하로 인해 발생되는 고조파 전류의 보상 및 전원 이상 현상으로 발생되는 전원측 이상 전압의 보상을 모두 수행한다. 단상 등가회로를 통해 보상시스템의 동작 원리를 설명하고 d-q 동기좌표계 축 상에서 보상시스템의 모든 제어를 수행하는 제어 알고리즘의 개발을 수행하였으며 실험을 통해 제안된 보상시스템의 보상특성을 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2006년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.348-351
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• 2006

연료전지로부터의 낮고 변동폭이 큰 전압을 안정되게 승압시키기 위하여 부스트 컨버터가 사용되고 있으며 전기적인 절연이 요구되지 않는 응용에서는 손실, 가격 및 부피 상승의 원인이 되는 고주파변압기가 없는 무변압기형의 부스트 컨버터가 장점을 갖는다. 본 논문에서는 $6{\sim}8$배의 실제 사용 가능한 승압비를 가지며 입출력 전류리플이 매우 작은 새로운 무변압기형 부스트 컨버터를 제안하고 모의실험을 통하여 그 타당성을 검증한다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제8권6호
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• pp.853-861
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• 2018

본 논문에서는 전기철도차량이 운행할 때 이상 전압상승에 의한 문제점을 해결할 수 있는 고조파 제한장치의 적용을 제안한다. 운행 중 열차에 전력을 공급하는 교류가선은 25kV/60Hz의 전기를 공급하기 위하여 사용되지만 철도차량 전기장치의 기술발전에 따라 점차 가선에 포함되는 고조파의 크기 및 주파수의 변형이 다양해지고 있다. 최근 열차안전운행에 심각한 문제가 되고 있는 주회로 기기인계기용변압기(Potential Transformer, PT)의 파손이나 주변압기 등의 열손증가는 가선 전원의 고조파로 인한 순간적인 무효전류의 증가로 생기는 현상이다. 주회로 기기의 저주파형 트랜스포머로 고주파수 성분이 유입되면 트랜스 코어의 히스테리시스에 의한 철손 증가 및 기생 커패시턴스에 흐르는 전류가 증가하므로 발열이 발생하게 된다. 이러한 문제 해결을 위해 최근 시퀀스의 조정으로 전력변환 장치의 인위적인 NOTCH OFF가 적용되었다. 그러나, OFF 신호를 받아 제어하는 방식은 지상과 차상 장치의 상호작용으로 동작하므로 불량 발생 시 무효화 되며, 실제 사고가 발생되고 있다. 따라서, 근본적인 문제해결을 위한 방법으로 고조파 전류가 가급적 변압기에 유입되지 않도록 하는 것이 필요하며, 고조파 전류의 유입으로 인해 빈번하게 발생되고 있는 열차사고를 방지하고 안전한 운행을 위해 열차의 실험 분석과 고조파 제한장치의 시뮬레이션을 통한 장치의 타당성 검증을 위한 연구를 수행하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.155-156
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• 2016

수명이 짧은 전해 캐패시터 대신 필름 캐패시터를 링크 캐패시터로 가지는 컨버터의 경우, 매우 넓은 입력 전압 범위를 가질 수 밖에 없다. 일반적인 넓은 입력 범위를 가지는 LLC 공진형 컨버터의 경우, 변압기 인덕터($L_M$) 값을 작게 하여 순환 전류가 커지도록 설계될 수 밖에 없고, 이는 LLC 공진형 컨버터의 더 큰 도통 손실 및 더 큰 turn-off 손실을 야기하여 LLC 공진형 컨버터의 변환 효율을 감소시키게 된다. 이를 개선하기 위하여 공진 인덕터에 보조 권선을 감소, 추가 스위치를 이용하여 입력 범위에 따라 공진 주파수($f_O$)를 변경할 수 있는 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 $L_M$ 값을 키워 정상 상태 시 도통 손실 및 turn-off 손실을 줄여 효율을 개선할 수 있으며, 낮은 입력 시 보조 스위치를 이용, $f_O$ 변경을 통하여 추가적인 Gain을 얻으면서 공진 인덕터의 철손을 줄여 넓은 입력 범위를 커버하면서 높은 변환 효율을 얻을 수 있다. 또한 제안하는 컨버터는 간단한 제어 방법과 낮은 전류 스펙을 가지는 작은 스위치를 사용할 수 있어 전력 밀도 증가를 최소화하면서 높은 효율을 가져갈 수 있다는 장점을 가진다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.2279-2284
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• 2011

기존의 수지상 배전계통은 사고 등에 대한 설비보호 및 전력공급 신뢰도 향상을 위하여 과전류보호협조방식을 채택하고 있다. 국내 배전계통의 경우, 그 보호방식 협조체계는 배전용변전소 동일 변압기 동일 모선에서 다수의 배전선이 각각 CB(변전소 차단기)를 통하여 인출되어 각 배전선로 이하에서 사고발생시 고장전류를 검출하여 해당 CB를 차단하도록 되어있다. 그러나, 이와 같은 보호방식을 채용하고 있는 배전계통에 분산전원이 도입될 경우 변전소 인출차단기의 차단용량은 영향을 받게 되므로 충분한 검토가 필요하다. 본 논문에서는 분산전원 도입시, 국내 배전용 변전소의 인출차단기에 대한 차단용량을 초과하지 않는 보호협조방법을 제시하고, 이를 PSCAD-EMTDC 계통해석 S/W Tool에 의하여 모의하여 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.70-74
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• 2008

변압기 보호와 과전류를 막기 위한 목적으로 COS를 사용하고 있다. 그러나 COS 퓨즈는 과전류가 흐르면 과부하에 의하여 용단되면서 강한 아크를 발생하여 공기 절연파괴를 일으킨다. 이러한 현상은 소음을 발생하면서 주변 거주자나 행인들에게 두려움을 준다. 그래서 실제 환경하에서 발생되는 소음을 시급히 정립할 필요가 있다. 본 논문은 COS 퓨즈가 용단되면서 발생하는 충격성 소음의 특성을 파악하고 이러한 소음을 줄일 수 있는 방안을 제안한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.820_821
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• 2009

전력기기는 일반적으로 상용주파수인 60 Hz의 교류 전원하에서 운용된다. 따라서 고온초전도체를 전력기기에 응용하는데 있어 교류전류나 교류자장에 의한 교류손실 발생 문제는 전력기기의 경제적 운용과 관련하여 중요하게 부각되어 왔다. 또한 고온초전도체에서 발생하는 교류손실은 에너지의 열적 변환으로 인한 냉동부하 문제와도 관련되어 있기 때문에 전력기기의 안정적인 운용을 위해서도 반드시 연구되어야 할 부분이다. 특히 변압기와 같이 유도형 권선이 필요한 전력기기의 경우에는 무유도 권선 형태가 적용되는 다른 전력기기에 비해 교류 손실의 크기가 매우 크기 때문에 이를 줄이기 위한 방안에 대한 연구가 다각도로 이루어지고 있다. 본 연구에서는 임계전류와 인덕턴스의 크기는 동일하지만 권선 형태를 다르게 할 수 있는 유도형 솔레노이드 코일을 제작하였다. 그리고 제작된 솔레노이드 코일의 병렬연결 구조를 달리하여 각각의 구조에 대한 교류손실의 차이를 측정하고 분석하였다. 그리하여 측정된 결과를 토대로 고온초전도 선재를 이용한 솔레노이드 코일에서 교류손실을 줄이기 위한 구조적 방안을 제시하고자 한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.65-72
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• 2004

본 논문에서는 새로운 형태의 부스트 입력방식의 공진형 AC/DC 컨버터를 제안하였다. 제안된 컨버터는 교류 전원측의 역률개선과 컨버터 출력전압을 동시에 제어하는 단일단 역률 개선방식으로써 전류 연속모드 펄스폭 변조방식을 통해 99%의 고역률을 얻을 수 있으며, 변압기 누설 인덕턴스와 공진 커패시터간의 공진을 이용하여 영전압스위칭을 구현할 수 있기 때문에 스위칭 손실을 줄일 수 있다. 제안된 컨버터의 이론적 고찰을 위해 각 모드별 전류로를 통해 동작을 설명하였으며, 정상상태에서의 DC해석을 이용한 공진특성 분석을 하였다. 본 논문에서는 제안된 컨버터의 유효성 확인을 위해 입력 $120[V_AC],\; 출력\; 48[V_DC],\; 4[A]\; 200[W]$급 프로토타입 컨버터를 제작하였으며 실험을 통해 얻은 결과를 제시함으로써 이를 증명하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.299-306
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• 2009

최근 대기전력저감기능을 갖는 PWM IC를 적용한 플라이백 컨버터는 대기전력 모드 시 Burst 스위칭 동작에 의해 전력소모를 최소화 할 수 있지만 경 부하 및 대기전력모드 시 변압기를 통해 흐르는 큰 자화전류에 의해 여전히 낮은 효율특성을 가지는 문제점이 있었다. 본 논문에서는 경 부하 및 대기전력모드 동작 시 자화전류를 최 소화함으로 효율을 개선한 회로를 제안하였으며 50인치 PDP TV PSU (Power Supply Unit)에 있어서 대기전력 및 보조전원으로 사용된 70W 플라이백 컨버터에 적용 실험하여 보았다.