직류 변성기의 종류를 열거하고 최근 경향에 대하여

직류 변성기의 종류를 열거하고 최근 경향에 대하여

 

 

Ⅰ. 서론

교류를 직류로 변환하는 직류 변전소의 변성기는 회전 변류기, 수은 정류기, 실리콘 정류기, 사이리스터 정류기 등이 사용되고 있으며, 최근에는 반도체 기술에 의해 실리콘 정류기와 회생 차량 도입으로 사이리스터 정류기가 사용되고 있다.

 

 

 

Ⅱ. 직류 변성기의 구비 조건

① 단시간의 과부하 내량을 가지는 것이어야 한다.

② 전압 강하로 인한 열차 운전에 지장을 주지 않아야 한다.

③ 전원 전압, 주파수 등의 변동에 대해서도 열차 운전에 지장을 주지 않아야 한다.

④ 운전시 취급이 간단하여야 한다.

 

 

 

Ⅲ. 직류 변성기의 종류

1. 회전 변류기

회전 변류기는 직류 발전기와 동기 발전기를 전기적으로 조합한 것으로, 회전수는 동기 전동기와 동일하고 극수와 주파수에 의해서 결정되며 6상이 많이 사용된다.

2. 수은 정류기

수은 정류기는 단시간 과부하에 견디고, 격자 제어에 의하여 대전력을 억제할 수 있는 능력이 있다. 전철용으로는 보통 6상이 사용되며 변압기 결선은 일반적으로 이중성형 결선이 많이 사용된다.

3. 실리콘 정류기

실리콘 정류기는 반도체 정류기의 일종으로 소자는 P형 반도체와 N형 반도체를 결합한 반도체이다.

실리콘 정류기는 스터드형과 평판형이 있으며 D종 정격을 주로 사용한다.

실리콘 정류기의 결선 방식은 DC1,500[V] 방식에는 3상 브리지 결선이 사용되고, DC750[V] , DC600[V] 의 저압에는 상간 리액터부 이중 성형 결선 방식이 사용되고 있다.

4. 사이리스터 정류기

근래의 신형 차량은 회생 차량의 도입으로 직류 전철 변전소에는 사이리스터 정류기를 도입하고 있다. 사이리스터 정류기는 전압 변동률을 적게 하고, 경부하시에 차량 팬터점 전압의 상승을 억제하며 회생 전력을 원거리의 역행 차량에 공급함으로써 차량의 회생률 향상을 높이기 위해 차량에 사용하는 정류 방식이다.

 

 

 

Ⅳ. 전철용 변성 기기의 최근 경향

직류 전철용 변성 기기는 최근에 이르러 실리콘이나 게르마늄 등의 반도체 정류기의 급속한 발달로 인하여 최근의 신설 변전소에는 실리콘 정류기가 설치되고 있는 실정이다.

최근 제조 기술의 진보에 따라 내전압이 향상되어 수은 정류기 대신에 실리콘 정류기가 널리 사용되고 있으며, 에너지 절약 효과를 높이기 위해 회생 차량이 도입되면서 회생 전력 흡수 장치인 회생 인버터에 사이리스트 정류기를 병행하여 사용하고 있는 실정이다. 이는 회생 전력을 교류측에 반환함으로써 차량의 회

생 실효를 방지하고, 전력을 절감하는 효과가 있다.

Ⅴ. 결론

최근 전철 변전소에 사용하는 직류 변성기는 반도체 기술의 발달로 인하여 수은 정류기 대신에 내전압이 향상된 실리콘 정류기를 널리 채용하고 있다. 실리콘 정류기는 다른 반도체에 비해서 순전압 강하가 적고, 허용 온도가 높으며 단위 면적당의 전류 용량도 크다.

또한 역내 전압이 우수하며 자원적으로도 풍부하다. 최근에 에너지 절약 차원에서 회생 차량이 도입되면서 직류 변전소에는 회생 전력 흡수 장치인 회생 인버터에 사이리스트 정류기를 병행하여 사용하고 있다.