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국내 교류 전기철도 급전계통 보호용 과전류 계전기 모델링 및 과부하 보호 협조에 관한 연구
A Study on the Overcurrent Relay Modeling and Protective Coordination for Overload in Domestic AC Electrical Railway System 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.65 no.7, 2016년, pp.1121 - 1127  

김현동 (College of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ,  조규정 (College of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ,  허승훈 (College of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ,  김철환 (College of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, modeling of overcurrent relay(OCR) to protect domestic AC electric railway Auto Transformer(AT) feeding system and operation characteristic analysis on overload condition are described. The target system of this paper is actual site where overload trip of circuit breaker occurs freque...

주제어

#AT feeding system   #OCR   #Scott transformer   #PSCAD/EMTDC  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 A 변전소의 단선 AT 급전계통 모델링 및 과전류 계전기 모델링을 수행하였다. 낮은 수전단 전압과 T상 단독급전방식으로 병렬선로를 부담하고 있기 때문에 스코트 변압기 1차측 및 2차측에 과전류가 흐르게 된다.
  • 본 논문에서는 연구 수행을 위하여 국내에서 실제로 과부하로 인한 과전류 계전기 동작이 빈번하게 발생하는 A 변전소를 파악 하였다. A 변전소는 낮은 수전단 전압 때문에 2차측 한시 과전류 계전기 뿐만 아니라 1차측 한시 과전류 계전기 또한 과부하로 인해 동작하고 있다.

가설 설정

  • 스코트 변압기 T상에 병렬로 각각 다른 방향으로 진행하는 두 선로와 연결되어 있으며, 각 구간별로 실제 운행하는 SP와 SSP를 파악 하였다. SS-SSP, SSP-SP 간 거리는 10km로 가정하였고, 연장 급전을 위해 각 SSP와 SP마다 AT를 연결하였다. 전원 임피던스, 변압기 임피던스, 선로 임피던스 등은 해당 계통의 실제 수치들을 참조하여 모델링을 수행하였다[1].
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
AT 급전계통 방식이란 무엇인가? 국내의 교류 전기철도 계통은 산업선을 제외하고는 단권 변압기(Auto Transformer, AT)를 사용하여 철도차량에 전력을 공급 하는 AT 급전계통 방식으로 구성되어 있다. AT 급전계통 방식은 직접 급전방식(direct feeding system)과 흡상변압기 급전방식 (booster transformer, BT)보다 장거리 급전과 유도장해 측면에서 유리하여 유럽, 일본, 중국 등 대다수의 나라에서 운행 중에 있다[1, 2].
AT 급전방식의 장점은 무엇인가? 국내 교류 전기철도 계통의 대부분을 차지하고 있는 AT 급전방식은 급전선로의 전압 강하율을 감소시켜 대전력의 장거리 송전에 유리하기 때문에 전기철도 변전소와 각 구분소들 사이의 간격을 넓게 할 수 있다[1]. 그림 1은 단선 AT 급전계통의 회로도를 나타낸다.
스코트 변압기 보호용 계전기로 무엇이 있으며 어떤 역할을 하는가? 국내의 교류 전기철도 계통에서 스코트 변압기 보호용 계전기로 비율 차동 계전기(87)와 과전류 계전기(50, 51)가 사용된다. 비율 차동 계전기는 스코트 변압기의 내부고장에 대한 보호를 담당하고, 스코트 변압기 1차 측과 2차측 과전류 계전기는 과부하나 고장으로 인해 발생하는 과전류에 대한 보호를 담당하고 있다[4]. 여기서 스코트 변압기 1차측 및 2차측 한시 과전류 계전기 (51)는 과부하 보호를 주 보호로 담당하며, 고장 보호를 후비 보호로 담당한다.
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참고문헌 (7)

  1. Jung Cheol Kim, Analysis of power supply system and understanding of the Korean electric railway, Kidari, 2008. 

  2. Baik Kim, "Electric railway power engineering", Kidari, 2005. 

  3. T.Uzuka, Akira Horiguchi, Takemi Akita, "New type of feeding transformer for AC railway traction system", International Conference on Power Electronics Systems, pp800-805, Nov. 2009. 

  4. Korea Rail Network Authority, "Railway design guideline KR E-02090", 2013. 

  5. IEC standards, "IEC standard 60255-151 Measuring relays and protection equipment", 2009. 

  6. Korea Electric Power Corporation, "Relay setting guideline of consumer", 2012. 

  7. Dong Woog Choo, Jae Chul Kim, Yong Chul Jung, Yong Ju Jun, Seong Jeong Lim, "A study on modified algorithm to operating train simulation of AT feeding systems", The Korean Institute of Electrical Engineers, 2001. 

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