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전기철도시스템에서 궤도회로 측면의 귀선전류 고조파 분석
Analysis of Harmonic Frequency for Return Current on the Track Circuit in Electrical Railway System 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.61 no.5, 2012년, pp.698 - 704  

백종현 (한국철도기술연구원 지능형도시철도제어연구실)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Electric power used in electrical vehicles flows into the substation through the feedback circuit, track circuit. Due to these power conversion equipments in electrical railroads, return current contains harmonics, and it should not affect other communication lines. In this paper, based on the retur...

주제어

#Track circuit   #Return current   #Harmonics   #Electrical railroad  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 특히 전력변환장치의 정수배 근방 주파수에서 발생한 노이즈 전류를 귀선전류 고조파라 한다. 본 논문에서는 개정된 철도안전법에 따라 시험을 수행하여야 하는 궤도회로 고조파 확인을 위해 신설된 전기철도 구간에서 철도차량 운행에 따라 측정, 분석한 귀선전류의 고조파를 기반으로 전기철도 구간에 있어서의 차량운행속도에 따른 귀선전류 고조파 관계를 분석하였다.
  • 본 논문은 귀선전류에 의한 궤도회로의 유도장애, 시스템 고장을 예방하기 위해 실제 현장에서의 측정 및 분석 방법과 시스템 안전성 평가를 위한 시험기준을 제시하였음에 의의를 가지며, 향후 관련분야에 크게 기여할 것으로 기대한다. 특히 최근에 개정된 철도안전법에 의하면 신설되는 철도 노선의 운행을 위해서는 궤도회로에 대한 귀선전류 고조파가 적합함을 확인하여야 하기 때문에 본 논문에서 제시한 시험방법 및 결과는 개정된 철도안전법에 따른 최초의 시험결과로서 향후 신설되는 철도 노선의 운행 확인을 위한 귀선전류 고조파 시험 및 분석에 기여할 것이다.
  • 본 논문은 전기차량 운행에 따른 궤도회로장치에 대한 고조파 간섭 및 영향 여부 확인을 위해 실제 전기철도시스템에서의 고조파전류를 측정하여 평가한 결과를 제시하였다. 전기차량 운행에 따른 궤도회로장치에 대한 고조파 간섭 및 영향 여부 확인을 위해 경부고속철도 1단계(서울-동대구)시 시행된 기준을 적용한 결과 차량에서 발생되는 고조파가 기준에 적합함을 알 수 있었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
전기철도차량의 전력변환시스템은 어떤 장치들로 구성되는가? 전기철도차량에서 사용하는 전력변환장치 때문에 부하전류에는 고조파가 함유되고 이 고조파 전류는 외부통신선에 영향을 주지 않아야 한다. 전기철도차량의 전력변환시스템은 견인전동기를 제어하여 차량의 추진 및 전기제동을 수행하는 주 전력변환장치와 차량 내 전기기기 전원 공급 및 객차 서비스를 위한조명설비, 냉난방설비에 필요한 전원을 공급하는 보조전원장치로 구성된다. 전력변환시스템은 전력전자기술, 고속 대용량 반도체소자 및 마이크로프로세서의 기술발달에 힘입어 높은 성능과 승차감, 효율, 안전성, 에너지 소비측면에서 뛰어난 제어능력을 갖추게 되었다.
전력변환시스템에서 고속 스위칭소자를 사용할 때 문제점은? 전력변환시스템은 전력전자기술, 고속 대용량 반도체소자 및 마이크로프로세서의 기술발달에 힘입어 높은 성능과 승차감, 효율, 안전성, 에너지 소비측면에서 뛰어난 제어능력을 갖추게 되었다. 하지만 고속 스위칭소자를 사용함에 따라 발생하는 고조파로 인해 전기차량은 물론 변전소, 신호시스템, 데이터 전송 및 감시시스템에 영향을 주게 된다[6-10]. 특히 전력변환장치의 정수배 근방 주파수에서 발생한 노이즈 전류를 귀선전류 고조파라 한다.
전력변환시스템의 장점은? 전기철도차량의 전력변환시스템은 견인전동기를 제어하여 차량의 추진 및 전기제동을 수행하는 주 전력변환장치와 차량 내 전기기기 전원 공급 및 객차 서비스를 위한조명설비, 냉난방설비에 필요한 전원을 공급하는 보조전원장치로 구성된다. 전력변환시스템은 전력전자기술, 고속 대용량 반도체소자 및 마이크로프로세서의 기술발달에 힘입어 높은 성능과 승차감, 효율, 안전성, 에너지 소비측면에서 뛰어난 제어능력을 갖추게 되었다. 하지만 고속 스위칭소자를 사용함에 따라 발생하는 고조파로 인해 전기차량은 물론 변전소, 신호시스템, 데이터 전송 및 감시시스템에 영향을 주게 된다[6-10].
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참고문헌 (11)

  1. 백종현, 김용규, 오세찬, 조현정, 이강미, "전기철도 구간에서의 철도차량 운행에 따른 귀선전류 분석", 한국산학기술학회논문지 제12권 제9호, pp.4112-4118, 2011. 

    원문보기 상세보기

  2. 김용규, 유창근, " $2{\times}25kV$ 급전방식에서의 공동접지망 적용에 따른 귀선전류의 영향", 대한전기학회논문지 제51B권 제9호, pp.509-514, 2002. 

  3. 이길노, 김용규, 백종현, 유창근, "전기철도시스템의 접지유형에 따른 귀선전류 비교", 2005 정보 및 제어 학술대회 논문집, pp.53-55. 

  4. 김용규, 양도철, 유창근, "경부선 전철화 구간에서의 귀선전류 및 임피던스 예측", 2001 대한전자공학회하계학술대회 논문집, pp.123-126. 

  5. 김용규, 백종현, 유창근, "기존선 전철화에 따른 궤도회로 특성 연구", 2004 대한전기학회 하계학술대회 논문집. 

  6. Y.K, KIM and al, "Estimation and Measurement of the traction return current on the electrified Gyoungbu line", 2001 Proceedings of the International Conference on Control, Automation and Systems, pp.1458-1461. 

  7. 이길노, 김용규, 김종기, 김학렬, "궤도회로에서의 공동접지와 단독접지 인터페이스", 2005년 한국철도학회 추계학술대회 논문집. 

  8. 김용규, 백종현, 박재영, "궤도회로의 유지보수 효율화를 위한 동조 유니트 특성 분석", 한국산학기술학회논문지 제10권 제12호, pp.3594-3599, 2009. 

  9. 철도청(1999), "경부선 동대구-부산간 전철화에 따른 신호 설비 실시 설계 보고서". 

  10. 철도청(1999), "경부선 동대구-부산간 전철화에 따른 전력 설비 실시 설계 보고서". 

  11. Eukorail(2003), "경부고속철도 1단계 Core System Integration Test Procedure Phase A and B : EMI(WBS No. : K690-0-C2300-EE-00+T-075)" 

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