철도차량용 반도체 변압기의 절연구간 통과 방법

초록

본 논문은 교류-교류 절연구간 통과 시 반도체 변압기의 운행 방법을 제안한다. 철도 차량용 반도체 변압기는 AC/DC 컨버터와 DC/DC 컨버터로 구성된다. AC/DC 컨버터는 25 kV의 교류 고압을 40 kV 이상의 직류 고압으로 변환하고 DC/DC 컨버터는 직류 고압을 1500V 직류 저압으로 변환한다. 절연구간 통과 전 MCB (Main Circuit Breaker) 는 개방 되고 반도체 변압기는 동작을 멈추기 때문에 고압 직류 전압은 감소하게 된다. 절연구간 통과 후 고압 직류 전압이 고압 교류 전압보다 낮은 상태에서 MCB가 투입 되면 돌입전류가 크게 흘러 전력 반도체가 파손될 수 있다. 따라서, 제안하는 방법은 DC/DC 컨버터를 사용하여 저압 커패시터에 저장된 에너지로 교류 전압보다 크게 고압 커패시터를 충전한다. 제안하는 고압 커패시터 충전 방법은 DC/DC 컨버터를 사용하기 때문에 빠른 충전이 가능하고 돌입전류를 방지할 수 있다. 본 논문은 반도체 변압기의 절연구간 통과를 위한 운전 방법을 제시하고 시뮬레이션을 통해 성능을 확인한다.

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