An Algorithm to Analyze Rail Potential Rise in DC Traction Power Supply System

레일전위상승 분석을 위한 컴퓨터 알고리즘

  • 정상기 (한국철도기술연구원 전철전력연구실) ;
  • 김형철 (한국철도기술연구원 전철전력연구실) ;
  • 정호성 (한국철도기술연구원 전철전력연구실) ;
  • 권삼영 (한국철도기술연구원 전철전력연구실)
  • Published : 2009.10.30

Abstract

An algorithm and a computer software are developed for the analysis of rail potential rise. The algorithm is intended to be integrated with the traction power system simulation program. In the algorithm, rail potentials are obtained by two step process. First the injection currents to the negative rail are obtained from load-flow study. In the next step, a network consisting of negative rail and the injection currents are constructed. Leakage resistance to ground are added to the network. And the network is analyzed for rail potentials. A software is developed to verify the validity of the algorithm. The result of the software is compared with the Simulink/SymPower circuit analysis result. The differences between the two results are with the acceptable range. The advantage of this algorithm is that it can be integrated with the existing traction power supply simulation program easily, which usually ignores negative rail's leakage resistance.

급전시뮬레이션과 함께 수행될 수 있는 '레일 전위 상승 분석을 위한 컴퓨터 알고리즘'이 제안되었다. 본 알고리즘에서 레일전위상승 분석은 2 단계로 진행된다. 첫 단계에서는 급전시스템의 조류해석을 수행하여 차량 및 변전소에서의 인젝션(injection) 전류를 구한다. 두 번째 단계에서는 급전시스템의 등가회로에서 변전소 및 차량을 전류 소스로 대치하고 레일의 대지로의 누설 저항이 삽입된 등가회로를 다시 구성한다. 새로 구성된 등가회로를 해석하여 변전소 및 차량 위치에서의 레일 전위를 구한다. 알고리즘의 타당성을 분석하기 위하여 컴퓨터 프로그램을 작성하여 레일전위상승을 구하였고 동일한 시스템을 대상으로 MatLab 사의 Simulink/SymPowerSystems 소프트웨어를 이용하여 레일전위를 구하였다. 2가지 방법에 의한 결과를 상호 비교 분석한 결과는 그 오차가 허용범위 내에 있음을 보여주었다. 본 알고리즘은 급전시뮬레이션과 연동하여 수행될 수 있는 장점을 가지고 있다.

Keywords

References

  1. Jian Guo Yu B.Sc.(1992), "Computer Analysis of touch voltages and stray currents for DC railways," thesis for Ph.D. University of Birmingham, July
  2. Kinh D. Pham, Palph S. Thomas, Walt E. Stinger(2003), "Operational and safety considerations in designing a light rail DC traction electrificatin system," pp.171-189,Proceedings 2003 IEEE/ASME Joint Rail Conference