시뮬레이터를 이용한 정지형 개폐기 여자돌입전류 분석

초록

교류급전시스템에서 전기철도는 3상 전력계통망으로부터 전력을 공급 받기 때문에 불평형이 발생한다. 교류급전시스템에서는 이러한 불평형을 경감시키기 위해 방면별로 이상급전을 실시하여 전압, 전류 불평형을 경감시키고 있다. 이 때문에 변전소(Substation) 및 급전구분소(Section Post) 근처에 절연구간을 설치하여 이상 전압의 충돌을 방지하여야 한다. 절연구간(Neutral Section)에 정지형 개폐기를 설치하여 교류철도 시스템을 운행한다면 전기철도가 이 구간을 역행방식으로 통과할 수 있어 열차 운행의 효율성을 증가시킬 수 있을 것이다. 따라서 변압기 여자돌입전류를 제어 가능한 전력용 반도체 소자를 이용한 절체개폐기 적용이 검토되게 되었다. 일반적으로 변압기 투입전압 위상이 90°에서 과대한 여자돌입전류가 발생하지 않는다고 알려져 있지만, 철도가 절환 섹션을 통과시 차량의 주변압기철심의 여자돌입전류는 전철보조전동기의 영향을 받아 전원투입시 자속이 다양하게 발생한다. 그러므로 여자돌입전류를 제어하는 것이 정지형 절체개폐기를 개발하기 앞서 검토 및 분석되어야할 사항이다. 본 논문에서는 현재 개발 중인 절연구간 자동절체 통과시스템에 반도체 소자를 이용한 정지형 절체개폐기를 모의하기 위해 제작한 축소형 모의 시뮬레이터를 이용하여 전원 절체시 사이리스터 투입위상각 제어방식을 통한 철도주변압기에 여자돌입전류가 발생하지 않는 투입위상각을 분석하여 실제 정지형 절체개폐기에 적용이 가능한지 확인 하는 것이 목적이다.