표제지
목차
요약 9
I. 서론 11
1. 연구배경 및 목적 11
가. 연구배경 11
나. 연구목적 12
2. 연구방법 및 구성 12
가. 연구방법 12
2.2. 논문의 구성 13
II. 전기철도 교류급전 System 14
1. 교류급전 계통 14
가. 교류급전방식 14
다. AT(Auto-transformer)급전 계통 17
2. 단권변압기 18
가. 단권변압기권선과 전류 분포 19
III. 전기철도의 고조파 21
1. 고조파에 의한 급전설비 영향분석 및 대책 21
가. 공진에 의한 영향 22
나. 고조파 발생에 따른 경감대책 26
IV. 고조파의 측정 및 시뮬레이션 38
1. 고조파 측정 결과(신분당선 사례) 38
가. 전압왜형율 39
나. 고조파 함유율 40
다. 고조파 확대율 46
2. 고조파 시뮬레이션(철도급전시스템 고조파해석프로그램) 49
가. 계산절차 49
나. 교류 전철급전계통의 고조파 회로모델 51
다. 6단자 정수에 의한 정식화 52
라. 6단자망에 기초한 고조파 해석 알고리즘 59
3. 신분당선 전력품질 시뮬레이션 결과 60
가. 시뮬레이션 조건 60
나. 시뮬레이션 결과 61
V. 고조파 저감 개선 후 효과분석 62
1. 고조파 저감대책 방법 62
가. LC필터 및 RC필터 비교 62
나. 대책방법 62
2. 측성 결과 분석 63
가. 측정 대상 범위 및 시간 63
나. 측정 구분 및 시간 63
3. 종합고조파왜형율 분석(Total Harmonic Distortion) 65
가. 삼상 모선 - Rush Hour 65
나. 단상모선_T좌-Rush Hour 66
다. 단상모선_M좌-Rush Hour 66
4. 전압고조파 왜형율 측정결과 (THD_Ave/Time) 67
가. 삼상모선 종합고조파 왜형율 / 시간 67
나. 모선_T좌 종합고조파 왜형율 / 시간 70
다. 단상모선_M좌 종합고조파 왜형율 / 시간 72
5. 스위칭 과도현상(급전차단기 투입시) 74
가. Filter Off 상태 발생 최대값 74
나. Filter On 상태 발생 최대값 74
다. Filter Off 상태 돌입전류 75
라. Filter On 상태 돌입전류 75
마. Filter Off 상태 단권변압기 공진 76
6. 분석결과 76
가. 삼상모선 76
나. 단상모선 77
다. 고조파저감장치 설치에 따른 개선효과 77
VI. 결론 78
참고문헌 80
ABSTRACT 81
표 3-1. 기기별 고조파 영향 26
표 3-2. 차량측 고조파 경감방안 31
표 3-3. LC 필터 용량산출 37
그림 2-1. 급전 방식 15
그림 2-2. 교류 방면별 분리 급전회로의 구성 16
그림 2-3. 교류 방면별 병렬 급전회로의 구성 16
그림 2-4. AT급전 방식의 구성 17
그림 2-5. AT변압기의 결선 19
그림 2-6. AT변압기의 전류 분포 20
그림 3-1. 병렬공진 23
그림 3-2. 직렬공진 24
그림 3-3. 동조필터 27
그림 3-4. 고역필터 28
그림 3-5. AT 급전 임피던스 측정도 33
그림 3-6. 급전계통 LC 필터 구성도 33
그림 4-1. 고조파 전압왜형률 측정 결과 (1) 39
그림 4-2. 고조파 전압왜형률 측정 결과 (2) 40
그림 4-3. 고조파 허용 기준치(공급전압이 66[㎸]이상인 경우) 41
그림 4-4. 평일 부하 기준 A상의 3조파 함유율 43
그림 4-5. 평일 부하 기준 A상의 33조파 함유율 43
그림 4-6. 평일 부하 기준 B상의 3조파 함유율 44
그림 4-7. 평일 부하 기준 C상의 3조파 함유율 45
그림 4-8. 평일 부하 기준 C상의 33조파 함유율 46
그림 4-9. 고조파확대율 측정회로도 47
그림 4-10. 고조파 확대율 측정 결과 48
그림 4-11. 고조파 해석 절차 50
그림 4-12. AC 급전계통 51
그림 4-13. M상측의 고조파 등가회로 52
그림 4-14. 구분소용 단권변압기 모델 53
그림 4-15. 전차선로 모델 54
그림 4-16. ATP용 단권변압기 모델 55
그림 4-17. 고조파 전류원 56
그림 4-18. 변전소 단권변압기(단선선로) 57
그림 4-19. 전원계통 모델 58