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STATCOM을 이용한 교류 전기철도 급전시스템의 전압강하 보상
Compensate Voltage Drop for Autotransformer-Fed AC Electric Railroad System with Single-Phase STATCOM

정현수   (한양대학교 전기공학과UU0001519  ); 이승혁   (한양대 대학원 전기공학과  ); 김진오   (한양대학교 전기공학과UU0001519  );
  • 초록

    본 논문에서는 정전류 부하모델 교류 전기철도 AT 급전시스템을 회로망 해석법(Loop Equation Method)을 이용하여 실제 급전시스템과 유사하게 제약조건을 두고 여러 경우를 가정하여 모델링 하였다. 이 방법을 통해 앞으로 건설될 고속 전기철도 급전시스템의 전력품질에 영향을 줄 수 있는 전압강하에 주안점을 두고 정상급전의 경우뿐만 아니라 연장급전의 경우를 새롭게 확대 해석하였으며 이 결과를 동적 시뮬레이션 프로그램인 PSCAD /EMTDC를 이용하여 그 정확성과 실용성을 검증하였다. 또한 사례연구를 통해 전압 보상기를 설치하지 않는 경우와 STATCOM을 설치한 경우의 전압강하 보상효과를 PSCAD/EMTDC로 시뮬레이션 하여 검증하였다.


    This paper presents exact autotransformer-fed AC electric railroad system modeling using constant current mode, and single-phase STATCOM(Static Synchronous Compensator) which has an effect on electric railroad system. An AC electric railroad is rapidly changing single-phase feeding electric power. To avoid voltage fluctuation under single phase loads, electric power should be received from a large source. The system modeling theory is based on the solution of algebraic. The AC electric railroad load model is nonlinear. Therefore this paper is considered nonlinear load using PSCAD/EMTDC. And the proposed modeling method is considered the line self-impedances and mutual-impedances that techniques for the AC electric railroad system modeling analysis, and that single-phase STATCOM can reliably compensate the voltage drop. In the case study, the allowance range of feeding voltage is 22.5∼27.5 kV, AT-fed AC electric railroad system circuit is analyzed by loop equation both normal and extension modes. The simulation objectives are to calculate the catenary and rail voltages with respect to ground, as the train moves along a section of line between two adjacent ATs. The results show that single-phase STATCOM can reduce the voltage drop in the feeding circuit and improve the power quality at AC electric railroad system by compensating the reactive power.


  • 주제어

    STATCOM .   PSCAD/EMTDC .   FACTS .   Voltage Drop .   Autotransformer .   Railroad.  

  • 참고문헌 (5)

    1. Masazumi Hirakawa, Naoya Eguchi, etc."Self-Commutated SVC for Electric Railway',IEEE Catalogue No.95TH8025,95. 
    2. G,Narain, "Understanding FACTS', IEEE Press, pp144-206. 
    3. Tetsuo Uzuka, Masatoshi Takeda "Static Voltage Fluctuation Compensator for Electric Railway using Self-commutated Converters" T.IEE Japan, vol.115-D NO12, pp1521-1528, 1995. 
    4. Chih-Ju Chou, Ying-Tung Hsiao, Jhane-Li Wang, Yaw-Tzong Hwang, "Distribution of Earth Leakage Currents in Railway System with Drain Auto-Transformers", IEEE Transaction on Power Delivery, Vol 16, No. 2, pp. 271-275, 2001. 
    5. Roland John Hill, Ibrahim H. Cevik, "On-Line Simulation of Voltage Regulation in Autotransformer-Fed AC Electric Railroad Traction Networks", IEEE Transaction on Vehicular Technology, Vol. 42, No. 3, pp. 365-372, 1993. 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (3)

    1. 2003. "Analysis for Catenary Voltage of The ATs-Fed AC Electric Railroad System" 전기학회논문지. The transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers. A / A, 전력기술부문, 52(9): 493~499     
    2. Kim, Jun-Sang ; Lee, Seung-Hyuk ; Kim, Jin-O ; Lee, Jun-Kyung ; Jung, Hyun-Soo 2007. "Compensation of Instantaneous Voltage Drop at AC Railroad System with Single-Phase Distributed STATCOM" 照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, 21(1): 42~51     
    3. Yoo, Hyeong-Jun ; Son, Ho-Ik ; Kim, Hak-Man 2013. "BESS Modeling and Application to Voltage Compensation of Electric Railway System" 전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, 62(3): 417~423     

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    1. 2001 "배전선 1상의 피뢰기 및 가공지선 생략 방안 연구" 照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers 15 (2): 13~20    
    2. 2002 "전기철도 AT 급전시스템에서의 TSC-SVC를 이용한 전압강하 보상" 照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers 16 (3): 29~36    
    3. 2002 "손실감소를 통한 고속철도부하를 포함한 154[㎸]벼 배전계통의 시스템 안정도 평가" 照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers 16 (5): 83~89    
  • 김진오 (38)

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