• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.209-216
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• 2008

In the present study, a mathematical model has been formulated for the performance of polymer electrolyte fuel cells. Modify the concentration polarization equation using concentration coefficient that represents the characteristics of bipolar plate reactant distribution. The model predictions have been compared with experimental results and good agreement has been demonstrated for the cell polarization curves. The effects of operating parameters on the performance of fuel cells have been studied. Increases of operation pressure reduce the effect of temperature on the performance.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.55-59
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• 2018

Currently, the development of industry makes needs larger electric supply. Providers must consider the efficiency about losses and reliability of the system. In this case, DC power system can save electrical energy; long-distance transmission line losses. Relevance to switch technology with a voltage-source converter (VSC) in AC-DC conversion system have been researched. But, protection device of DC-link against fault current is still needed to study much. VSC DC power system is vulnerable to DC-cable short-circuit and ground faults, because DC-link has a huge size of capacitor filter which releases extremely large current during DC faults. Furthermore, DC has a fatal flaw that current zero crossing is nonexistence. To interrupt the DC, several methods which make a zero crossing is used; parallel connecting self-excited series LC circuit with main switch, LC circuit with power electronic device called hybrid DC circuit breaker. Meanwhile, self-excited oscillator needs a huge size capacitor that produces big oscillation current which makes zero crossing. This capacitor has a quite effective on the price of DCCB. In this paper, hybrid self-excited type superconducting DCCB which are using AC circuit breaker system is studied by simulation tool PSCAD/EMTDC.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.21-25
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• 2007

Superconducting fault current limiter (SFCL) is attractive apparatus to reduce fault current in power grid. Since it is applied to the alternating current (AC) power line, the SFCL has losses in the normal operation. Recently, coated conductor (CC) is noticeable material employed for resistive bifilar winding type SFCL in many research groups. Bifilar structure is expected to have low AC loss by magnetic field offset as compared with the single tape structure in the same length. This paper reports about characteristic of bifilar pancake type coil for SFCL application in AC loss aspect. The bifilar coil is wound using CC with facing on HTS sides each other. Transport AC loss measurement and characteristic analysis of the bifilar coil using CC have been performed at 77K. The test results are compared with the Norris equations and the test results of non-inductively wound paralleled solenoid type coil which is suggested and tested in this group at present.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.32-36
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• 2007

We fabricated and tested a novel hybrid superconducting fault current limiter (SFCL) of three-phase $24kV_{rms}/630A_{rms}$ rating. In order to apply conventional resistive SFCLs into electric power systems, the urgent issues to be settled are as follows, such as initial installation price of SFCL, operation and maintenance cost due to ac loss of superconductor and the life of cryostat, and high voltage and high current problems. The ac loss and high cost of superconductor and cryostat system are main bottlenecks for real application. Furthermore in order to increase voltage and current ratings of SFCL, a lot of superconductor components should be connected in series and parallel which resulted in extreme high cost. In addition, the method to quench all components at the same instant needs very sophisticated skill and careful operation. Due to these problems, the practical applications of SFCL were pending. Therefore, in order to make practical SFCL, the price of SFCL should be lowered and should meet the demand of utilities. We designed novel hybrid SFCL which combines superconductor and conventional electric equipment including vacuum interrupter, power fuse and current limiting reactor. The main purpose of hybrid SFCL is to drastically reduce total usage of superconductor by adopting current commutation method by use of superconductor and high fast switch. Consequently, it was possible to get the satisfactory test results using this method, and further works for field tests are in the process.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.1069-1074
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• 2020

DC에는 전류 영점이 없기 때문에 DC 차단기의 차단 동작시 아크가 발생한다. 이때 발생하는 아크의 크기에 따라 회로 차단기의 열화 또는 그리드에 치명적인 사고를 발생시킬 수 있다. 따라서 HVDC의 상용화에 있어서 DC차단기의 차단 성능의 안정성 확보는 대단히 중요한 부분이다. 본 연구에서는 DC 차단기의 성능과 신뢰성을 향상시키기 위해 초전도체가 적용된 LC 차단기를 제안하였다. 초전도 LC 차단기는 기존 LC 차단기의 인덕터에 초전도 코일을 적용한 구조로 되어있다. 초기 고장 전류를 제한하는 것 외에도 고장 발생시 안정적인 전류 0점을 생성한다. 이를 확인하기 위해 EMTDC / PSCAD 프로그램을 통해 시뮬레이션을 수행하였다. 또한 초전도 LC 차단기는 일반 코일이 적용된 LC 차단기와의 동작 특성을 비교하였다. 그 결과 초전도 코일이있는 LC 회로 차단기는 일반 코일이있는 LC 회로 차단기에 비해 초기 고장 전류를 약 12kA 더 제한하는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 통해서 DC 차단기의 아크 소화 시간을 약 0.16 초 단축시킬 수 있었고, 이를 통해 회로 차단기의 전기적 부담이 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.5879-5884
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• 2013

국내의 전력계통은 급격한 산업화와 급속적인 경제발전으로 산업시설 및 대도시 인구 밀집지역의 전력수요가 지속적으로 증가하고 있는 추세이다. 전력 사용량의 증가는 각종 전력설비들의 증설을 필요로 하고 있지만 도심지의 경우는 제한된 공간에 설비 증설의 공간확보에도 큰 어려움을 겪고 있다. 또한, 국내 154[kV]나 345[kV]의 송전계통의 구조는 송전거리가 짧고, 전력공급 신뢰성과 안정도 향상을 위해 서로 네트워크화 되어있다. 이러한 구조는 전력계통 사고발생시 임피던스 감소를 야기시키고 단락사고에 의한 사고 전류의 크기를 점점 증가시키고 있다. 이와 같은 기존방식의 문제들을 효과적으로 해결하기 위한 방안으로 고안된 것이 초전도 한류기이다. 초전도 한류기는 사고 전류에 대한 빠른 동작 및 회복시간과 별도의 사고 감지장치를 불필요하며 신개념의 보호기기이며 환경 친화적인 장점 때문에 국 내외적으로 많은 연구가 활발하게 진행되고 있다 본 논문에서는 결선방법에 따라 초기사고전류특성, 전류제한특성, 사고각, 인덕턴스 변화에 따른 전류제한 특성을 다각적인 방법으로 분석하였다.

• 청정기술
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• 제17권4호
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• pp.363-369
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• 2011

고농도의 암모니아성질소를 함유하는 폐수의 처리에 전기투석공정의 적용성이 실험적으로 평가되었다. 처리 성능은 전기투석공정의 운전인자 중 유입농도, 운전전압, 그리고 유속이 암모니아성질소의 제거효율에 미치는 영향으로 측정되었다. 한계전류밀도는 유입농도와 유입유속이 증가함에 따라 선형적으로 증가하였고, 유입농도에 따라 목표농도에 도달하는 시간은 직선적인 비례관계를 보였다. 상대적으로 큰 암모니아성질소의 이온당량전도도와 이온이동도로 인하여 유입유속의 증가는 제거속도를 지속적으로 증가시켰다. 또한 운전전압의 증가에 따라 제거속도는 증가하였다. 본 연구에 사용된 전기투석모듈에서 고농도의 암모니아성질소를 제거하는 운전조건으로 유입유속은 3.2 L/min, 운전전압은 한계전류밀도에 해당하는 전압의 80~90%가 추천된다.

• 청정기술
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• 제15권4호
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• pp.280-286
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• 2009

고농도의 질산성 질소를 함유하는 폐수의 처리에 전기투석법의 적용 가능성을 평가하기 위하여 전기투석 공정의 운전인자 중 유입농도, 운전전압, 그리고 유속이 질산성 질소의 제거효율에 미치는 영향을 실험적으로 평가하였다. 한계전류밀도는 유입농도와 유입유속이 증가함에 따라 선형적으로 증가하였다. 유입농도와 목표농도에 도달하는 시간은 직선적으로 비례관계를 보였고, 농축액의 초기농도가 제거속도에 미치는 영향은 거의 없었다. 저속에서 유입유속의 증가는 제거속도를 증가시켰지만, 일정속도 이상에서는 제거속도에 미치는 영향이 미미하였다. 운전전압의 증가에 따라 제거속도는 증가하였지만 그 증가속도는 점차 저하되었다. 본 연구에 사용된 전기투석모듈에서 고농도의 질산성 질소를 제거하는 최적 운전조건으로 유입유속 1.6 L/min, 한계전류밀도의 80~90%의 해당하는 운전전압이 권장된다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.12-15
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• 2012

This paper presents simulation and small-scale experimental tests of a fault current controller. Smart fault controller as proposed and proven conceptually in our previous work is promising technology for the smart power grid where distributed and even stochastic generation sources are prevalent and grid operations are more dynamic. Existing protection schemes simply limiting the fault current to the pre-determined set values may not show best performance and even lead to coordination failures, potentially leading to catastrophic failure. Thus, this paper designs fault current controller with a full bridge thyristor rectifier, embedding a superconducting coil for which the controller is electrically invisible during normal operation because the loss due to the coil is near-zero. When a fault occurs and the resulting current through the superconducting coil exceeds a certain value set intelligently based on the current operating condition of the grid, the magnitude of the fault current is controlled to this desired value by adjusting the firing angles of thyristors such that the overall system integrity is successfully maintained. Detailed time-domain simulations are performed and lab-scale testing circuits are built to demonstrate the desired functionality and efficacy of the proposed fault current controller.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제29권3호
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• pp.41-49
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• 2024

본 논문에서 중전압 직류 시스템(MVDC)의 적용을 위한 초전도 한류기(SFCL)의 설계 최적화를 위한 시뮬레이션 결과를 검증한다. 신재생 에너지의 증가와 계통 연계의 관점에 있어서, 기존의 송전망이나 배전망이 아닌 신재생 에너지망의 에너지 밸런싱을 위한 중전압 시스템이 연구 개발 실증 중에 있다. 특히 DC 배전망의 고장 전류는 빠른 시간 내에 큰 고장 전류를 차단해야 하기 때문에 초전도 한류기와 같은 전류 제한 시스템은 직류 차단기의 동작에 많은 이점이 있다. 이러한 초전도 한류기의 개발에 있어 시제작 및 평가 전에 유한 요소 해석(FEM)과 장시간의 설계 과정을 거쳐야 한다. 이러한 설계과정에서의 시간을 줄이기 위해 차원축소모델(ROM)을 활용하여 설계 결과를 학습하고 유한요소 해석 설계 결과와 동일한 결과를 검증함으로 기존 공학 모델의 제작 및 양산 등의 설계 시뮬레이션을 최적화하는 것 적용할 수 있다.