EMTDC를 이용한 경부고속철도 고조파 전류 확대율 해석

초록

전철급전시스템은 변압기, 전차선, 급전선, 레일 및 보호선 등 일련의 전력설비와 이들을 유기적으로 결합시키고 효율적으로 운용, 관리하기 위한 운용설비로 구성되어 있다. 이러한 전철급전시스템은 일반 전력계통에 비해 부하의 특성이나 계통구성 형태 및 제반 현상측면에서 상이한 특징을 가진다. 특히, 최근에 도입된 전철구동시스템에는 컨버터와 인버터가 포함되어 있으며 위상제어 및 펄스폭변조방식에 의하여 제어되기 때문에 고조파를 발생시킨다. 전기견인차량에서 발생되는 고조파전류는 급전계통의 임피던스 특성에 의해 특정 조파에서 공진되어 고조파전류 확대현상을 일으켜 각종 문제를 야기시킬수 있다. 즉, 고조파전류는 인접통신선에의 유도장애를 일으키고 철도신호장애의 원인이 될 뿐만 아니라 전원계통에 유입되는 경우에는 전력용콘덴서의 과열/진동을 유발시키고 보호계전기를 오동작 시킬 우려가 있다. 고조파 전류 흐름의 정확한 예측은 전기철도 시스템을 계획하고 설계할 때 필요하다. 이러한 관점에서 본 연구는 고조파 전류 확대율이라는데 초점을 두어 전기철도 시스템을 해석하고 모델링하는 것을 보여준다. 따라서 본 논문에서는 이러한 고조파 해석모델을 구성하고 급전거리 및 차량 위치 변화에 따른 고조파 해석을 하였으며, EMTDC에 의해 구현된 모델의 고조파 전류 확대율 시뮬레이션 결과와 경부고속철도 서울-대구 구간에서 측정한 고조파 전류 확대율을 비교 분석하였다."