초록 ▼

교류전기철도의 보호시스템은 각 계통에 사고가 발생할 경우 신속히 전력을 차단하여 인명과 설비를 보호하는 중요한 시스템 (수전·변압기·급전보호반, 고장점 표정장치, 국제표준 기반 소규모감시 제어 장치, 디지털 시뮬레이터, 정정 프로그램)을 국산화 개발하여 국내 철도전력 시스템의 원천기술을 확보하였음
* 연구개발 전에는 전량 해외제품 수입(일본, 프랑스, 독일 기술에 의존)
* 연구개발품 : 수전반·변압기반·급전반 보호계전기, 고장정표정반 등

현재 연구개발품의 국내 실용화 추진 중임
* (대·중소기업 농·어

교류전기철도의 보호시스템은 각 계통에 사고가 발생할 경우 신속히 전력을 차단하여 인명과 설비를 보호하는 중요한 시스템 (수전·변압기·급전보호반, 고장점 표정장치, 국제표준 기반 소규모감시 제어 장치, 디지털 시뮬레이터, 정정 프로그램)을 국산화 개발하여 국내 철도전력 시스템의 원천기술을 확보하였음
* 연구개발 전에는 전량 해외제품 수입(일본, 프랑스, 독일 기술에 의존)
* 연구개발품 : 수전반·변압기반·급전반 보호계전기, 고장정표정반 등

현재 연구개발품의 국내 실용화 추진 중임
* (대·중소기업 농·어업 협력재단 주관 성과공유제 체결, 한국철도공사↔참여기업)

( 출처: 보고서 요약서 5p )

Abstract ▼

□ Purpose & Contents
○ Development of a protection relay in the AC feeding system
○ Development of the IT based optimal protection system and operating technique for the AC feeding railway
○ Development of a time synchronization technique using GPS
○ Development of a gateway for connecti

□ Purpose & Contents
○ Development of a protection relay in the AC feeding system
○ Development of the IT based optimal protection system and operating technique for the AC feeding railway
○ Development of a time synchronization technique using GPS
○ Development of a gateway for connection among remote monitoring and control systems
○ Development of Wi-Fi/4G mobile applications for real-time remote monitoring
○ Component modeling of the Korean AC feeding system
○ Transient ana lysis of the AC feeding system based on the power system analysis technique
○ Analysis of algorithms of the protect ion system using simulations
○ Development of a protection relay in the AC electric railways
- Review of protection relays in Korean and foreign AC feeding systems
- Development of a protect ion relay system
- Development of algorithms for protection of catenary system and fault location
○ Development of the IT based optimal protection system and operating technique for the AC feed ing railway
- Design and development of the SA(Substation automation) remote monitoring and control system which is proper for AC electric railways and can support the IEC61850 protocol system
- Development of a gateway for connection among remote monitoring and control systems
- Development of Wi-Fi/4G mobile applications for real-time remote monitoring
○ Development of a time synchronization technique using GPS
- Development of a time synchronization technique based on GPS time for the time synchronization of all devices and the minimization of their time error with the operating system caused by the communication load growth
○ Component modeling of the Korean AC feeding system
- Catenary system modeling based on impedance calculations of the system according to the feed ing types
- Modeling of the AC feeding system considering detailed components of the actual catenary system
○ Simulations for analysis of fault characteristics of the AC electric railways
- Transient and fault pattern analyses using assumed fault simulations
○ Analysis of algorithms of the protection system using simulations
- Analysis of algorithms of a distance relay in the AC electric raiIways
- Analysis of fault Iocation algorithms of the AC electric railways
- algorithm verifications through fault simulations

□ Results
○ 6 prototypes : 3 integrated protection relays, 1 FauIt locater, 1 monitoring and controlling device of substation IeveI, 1 digital simulator
○ 5 Korean articles published
○ 6 S/W registration
- Human-machine interface program for integrated supervisory control system (ARGOS SCADA HMI)
- Integrated Protection Relay Simulator Operation Program
- Gateway for connect ing remote monitoring and control system
- Wi-Fi / 4G (Wi-Fi / Posi) mobile phone application for real-time remote monitoring
- Integrated Protection Relay Simulator Operation Program
- Data output program for integrated protection relay simulator
○ 3 Patent registration
- Detailed modeling of components of AC railway feed system suitable for domestic situation and analysis of fault pattern through analysis of transient phenomena
- Correcting the protective relay to be developed based on the result of fault analysis using power system analysis technique when constructing new route or improving existing route
- Fault Calculation Method and Apparatus Using Secondary Interpolation Method

□ Expected Contribution
○ Maintenance savings through renewal Protection relay in substation
○ Application of New railway and existing railway to replace import

( 출처: SUMMARY 7p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 5
• 국문요약문 ... 6
• SUMMARY ... 7
• CONTENTS ... 8
• 목차 ... 9
• 표목차 ... 11
• 그림목차 ... 14
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 23
• 1. 연구개발 목적 및 필요성 ... 23
• 가. 시간동기화 기능을 갖는 교류철도용 통합보호계전시스템 기술개발 ... 23
• 나. 교류급전계통 보호시스템 개발 ... 24
• 다. 게이트웨이 및 어플리케이션 개발 ... 26
• 라. 사고모의 디지털 시뮬레이터 및 보호계전기 정정프로그램 개발 ... 27
• 마. 급전계통 모델링·해석 및 보호계전 알고리즘 구현·검중 ... 28
• 2. 연구개발 범위 ... 29
• 가. 연구목표 및 주요연구내용 ... 29
• 나. 정량적 성과목표 및 성과지표 ... 32
• 제2장. 국내외 기술 개발 현황 ... 35
• 1. 국내외 기술수준 ... 35
• 2. 국내외기술 및 산업동향 ... 36
• 가. 보호반 및 보호계전기 기술 현황 ... 36
• 나. 고장점표정 기술 현황 ... 39
• 다. IEC-61850기반 소규모감시제어 기술 현황 ... 41
• 라. 보호계전기-어플리케이션 적용 기술 현황 ... 43
• 마. 실시간 원격감시용 Wi-Fi/4G 휴대폰 기기 어플리케이션 기술 현황 ... 44
• 바. 보호계전기용 시뮬레이터 기술 현황 ... 44
• 사. 보호계전기 정정프로그램 기술 현황 ... 45
• 아. 급전계통 모델링·해석 및 보호계전 알고리즘 구현·검증 ... 51
• 제3장 연구 수행 내용 및 성과 ... 53
• 1. 연구개발결과 요약 ... 53
• 2. 연구개발주요내용 ... 56
• 가. 보호계전기 기술개발 ... 56
• 나. 고장점표정장치 기술개발 ... 123
• 다. IEC61850 기반 소규모 감시제어 시스템 개발 ... 149
• 라. 게이트웨이 및 Wi-Fi/4G 어플리케이션 ... 164
• 마. 통합보호계전기용 시뮬레이터 및 정정프로그램 ... 174
• 바. 교류전기철도 급전해석 (알고리즘 개발) ... 209
• 3. 연구개발 성과 ... 261
• 가. 연구개발 제품과 기존제품과의 성능 비교 ... 261
• 나. 연구개발품의 기술적·경제적 성과 ... 262
• 제4장 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 265
• 1. 목표달성도 ... 265
• 가. 질적성과지표 ... 265
• 나. 양적성과지표 ... 267
• 2. 관련분야 기여도 ... 269
• 제5장 연구개발성과의 활용계획 ... 271
• 1. 연구성과의 활용방안 ... 271
• 가. 현황 ... 271
• 나. 실용화에 따른 기대효과 ... 271
• 다. 실용화 요건 ... 271
• 라. 장애요인 및 극복방안 ... 272
• 마. 적용 대상 및 기관 : 교류전기철도 운영사 (한국철도공사, SR社) ... 272
• 2. 연구성과에 따른 파급효과 ... 273
• 가. 경제적 측면 ... 273
• 나. 사회문화적 측면 ... 273
• 다. 정부지원 필요성 ... 273
• 3. 연구개발성과 홍보실적 ... 274
• 가. 세계 최대 철도교통전시회 INNOTRANS 2016 ... 274
• 나. APTA(American Public Transportation Association’s) EXPO ... 274
• 다. 국토교통기술대전 2017 ... 275
• 라. 국내외 시장진출을 위한 상호협력 세미나 ... 275
• 마. 베트남 철도관계자 대상 연구성과물 관련 기술교류 ... 276
• 바. 한국-베트남 철도협력 기업간담회 ... 277
• 사. 상용화를 위한 성과공유제 최종보고회 ... 277
• 제6장 연구과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 279
• 제7장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 285
• 제8장 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 287
• 제9장 참고문헌 ... 289
• 제10장 기타자료 (실증시험 내부결과보고서) ... 293
• 1. 연구개발품 실증시험 결과보고서 ... 293
• 2. 보호시스템 실증시험 보고서 ... 298
• 끝페이지 ... 346