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전기공학실허

1)불평형사고자료조사(예비레포트) 2)다음과같은전력계통에서불평형사고해석을수행하시오.(결과레포트) 1)각모선에서1선지락사고,선간단락사고,2선지락사고가발생하였을경우,사고해석을MATLAB을이용하여시뮬레이션하고결과값(모선전압,사고전류등)을요약정리하시오. 2)각모선에차단기를설치하고자할때,이의정격차단용량을결정하시오. 3)각모선과모선의선로중간지점에서불평형사고가발생하였을경우,사고해석을MATLAB을이용하여시뮬레이션하고결과값(모선전압,사고전류등)을요약정리하시오

공학/기술| 2011.09.26| 2페이지| 1,000원| 조회(195)

임피던스, 데이터, 발전기, 선로, 평형사고

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인체 결과

저번 주에 이어서 이번주는 인체감지센서회로에 대하여 꾸며보고 오실리스코프를 이용해 파형을 측정해 보았다.< LHI 878 회로도 >LHI878회로에서 LHI878센서가 100~110도 반경에 물체가 감지되면 LED에 불이 켜지고감지가 되지 않으면 불이 꺼지는 현상에 대한 파형을 측정하였다.< 첫 번째 op amp 에 대한 파형을 측정하여 나온 사진 >< 두 번째 op amp 에 대한 파형을 측정하여 나온 사진 >< 세 번째 op amp 에 대한 파형을 측정하여 나온 사진 >DISCUSSION이번 실험은 저번 주와 같은 과정으로 실험을 하였는데 확실히 저번 주에 한번 과정을 거쳐서 그런지 저번 주 에는 깜빡 잊고 연결시키지 않은 VCC나 GND를 이번주는 잊지 않고 바로 확인해서 연결하고 이런식으로 회로를 빨리 꾸미고 실험값을 얻을 수 있어서 저번 주 처럼 이번 주 도 1등을 하였다. 그리고 실험 결론 값을 보니 LHI878가 인체를 감지 했을때 나오는 파형이 OP AMP마다 다르다는 것을 보았다.

공학/기술| 2011.09.26| 2페이지| 1,000원| 조회(159)

파형, 회로도, 인체감지센서, GND, Vcc

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인체감지센서

인체감지센서센서등원리● 인체감지는 인체에서 나오는 약 10마이크로미터 정도되는 적외선양의 변화상태를 적외선소자가 포착하는 이른 바 '수동형 적외선감지방식'에 기반 하고있습니다.즉,실내온도와 인체의 온도차가 3C이상이고 물체가 초속 30cm~2m로 움직이면 감지권내에들어오는 원리를 이용한 것입니다.예를 들어 온도가 24c인 실내에 34c의 체온을 가진 사람이 들어온다고 가정했을 경우 센서가 순간적으로 이때의 온도차를 감지하면서 조명기구 등의 전원이 자동으로 켜집니다.반대로 사람이 나간 후나 움직임이 없을 시 에는 온도 차가 없어지게 되기 때문에 스위치는 자동으로 불필요한 전력소모를 막을 수있습니다.센서 등은 실내온도와 인체온도 차이를 감지하므로 인하여, 더운 날씨로 인하여 주위온도가 높을 시에는 감도가 둔화되는 원인이 발생 될 수 있습니다.● 인체에서 나오는 적외선(대략 파장5um~14um)이 외부의 네모난 창(위의 파장만 투과시킴)을 통과하여 내부의 초전형물질(평상시에 자발분극되어 있으며 적외선에 의해서 분극의 정도가 바뀜)에 닿으면 신호가 전압 으로 출력이 됩니다.센서는 3개의 다리로 구성 되어있습니다.각핀은 +,-,signal 입니다.신호는 굉장히 작기 때문에 OPamp로 증폭을 해서 씁니다.그러므로 센서의 앞부분에 적외선을 모아줄 수 있는 장치를 해야 합니다.적외선도 가시광선과 같은 전자기파의 일종이므로 렌즈로 모을 수 있습니다.허나 유리는 적외선을 흡수하므로 쓸 수가 없죠. 적외선을 투과시킬 수 있는 물질로 렌즈를 만들어야 하지만 유리보다는 플라스틱이 많이 쓰이죠.디지탈캅스 옆쪽에 있는 하얀 플라스틱이 보이는데 자세히 보시면 동글동글한 모양들이 많이 있는 것을 볼 수 있습니다. 그런 것들을 프레넬렌즈라고 하는데 어렸을 때 책받침 돋보기가 그것과 같은 것입니다회로 구동 원리●온도 차를 감지 할 수 있는 센서에서 온도 차를 인식하게 되면, 미세한 적외선을 증폭하고 주위온도와 인체온도 변화를 판단 작동하게 됩니다.그런 다음 릴레이부분에서 어느 정도 일정한 시간이 지나면 다시 원상태로 돌리게 됩니다.LED의 점등 횟수만큼 카운터가 올라가게 됩니다.소자및재료센서 : LHI878IC : BXA6221A, 555, LM7805, 7447, 7490TR : C1815D : SWD, LEDR : 1K , 10K, 15K, 47K, 1MVR(가변저항) : 1M, 100KC : 0.1, 10/16, 0.01기타 : 릴레이, FND소자설명 - LHI878● datas data sheet를 보니 내부에 두 개의 적외선반응 발전형 FET 출력으로 구성되어 있고, 센서의 출력이 FET의 Gate에 연결되어 있습니다. FET의 Gate 입력이 내부에 있으므로 외부에는 Drain 과 Source 그리고 GND로 나와 있습니다.heet를 보니 내부에 두 개의 적외선반응 발전형 FET 출력으로 구성되어 있고, 센서의 출력이 FET의 Gate에 연결되어 있습니다. FET의 Gate 입력이 내부에 있으므로 외부에는 Drain 과 Source 그리고 GND로 나와 있습니다.

공학/기술| 2011.09.26| 3페이지| 1,000원| 조회(1,637)

신호, 센서, 적외선, 인체감지센서, 인체감지

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초퍼 인버터 특성

인버터 특성? SCR(Silicon Controlled Rectifier)SCR의 동작원리SCR은 위의 그림과 같이 2개의 트랜지스터로 구성된 등가회로로 생각할 수 있습니다. 윗쪽 트랜지스터는 PNP트랜지스터의 역할을 하고 아랫쪽의 트랜지스터는 NPN트랜지스터의 역할을 합니다. 단, 두개의 트랜지스터가 맞붙는 중간층은 서로 공유됩니다.1) SCR의 턴 온(Turn-on)과정(1) 아래의 그림과 같이 게이트가 접지되면 Q1은 개방상태에 있게 됩니다. 이때 IB2는 너무 작아서 Q2를 턴 온 상태로 만들지 못합니다. 그러므로 모두가 개방상태에 있게 되고 SCR은 하나의 개방회로가 됩니다.(2) 이 때 아래의 그림과 같이 게이트에 충분히 큰 벌스 전압 VG를 인가하면 Q1이 온 상태가 되고 Q2의 베이스 전류의 증가는 IB2를 더욱 증가되게 합니다. 결과적으로 A-K간 저항은 대단히 작아져서 아래의 그림과 같이 SCR은 하나의 단락회로가 되게 됩니다. 일반적은 SCR은 0.1us ~ 1us의 턴 온 시간을 갖습니다.(3) 위와 같은 게이트에 의한 트리거 뿐만 아니라 온도를 현저하게 증가시키거나 Breakover 전압 이상으로 전압을 증가시킴으로 SCR을 온 상태로 만들수도 있습니다.(4) 일단 SCR이 온 상태가 되면 아래의 그림과 같이 게이트 신호를 제거하여도 오프 상태로 변화되지는 않습니다. 단지 위에서 소개한 GTO형의 SCR만이 게이트에 음의 펄스를 인가하여 오프상태로 만들 수 있습니다.2) SCR의 턴 오프(Turn-off)방법SCR을 오프 상태로 만들기 위한 방법은 양극전류 차단법과 강제전환법이 있습니다. 양극 전류 차단법은 아래의 그림(a)와 같이 직렬 스위치를 개방시키는 방법과 (b)의 그림과 같이 병렬 스위치를 단락시키는 방법이 있으며 두가지 모두 애노드 전류가 0이 되어 SCR이 오프상태로 됩니다.강제전환법은 강제로 SCR내의 순방향 전류의 반대방향으로 전류가 흐르도록 하는 방법입니다. 가장 기본적인 회로는 아래의 그림과 같습니다.위의 그림의 (a 작동 되기 때문이다.예를 들어 NMOS의 경우 주 반송자는 자유전자이므로 gate에 (+)를 인가하면 표면에서 채널쪽으로 좀더 많은 전자를 잡으려 하기 때문에 채널 영역은 전도성이 커지게 된다.만일 gate 에 충분한 (+)가 인가 되는 동안 NMOS의 source부분에 drain보다 더 큰 (-)가 인가 되면 전류는 통과하게 된다.Gate에 (+)를 인가하는것을 멈추게 되면 채널의 전도성은 확 줄어 버리게 되어 자유전자의 흐름을 방해하게 된다.이와 같이 작동하는 MOS 트랜지스터를 enhancement-mode MOS 트랜지스터라 하는데 평상시에는 항상 열려 있다가 채널이 강화 되었을때만 전도성을 띠기 때문이다.[그림2(A)]는 gate의 전압 영향에 따른 drain-source간 전류를 보여 주고 있다. Gate-Source의 전압이 (+,-)가 될 수 있음에 주의해야 한다. JFET에서는이러한 현상이 없다. [그림2(B)]는 MOSFET가 포화 상태에 있을때 drain-source의 전압은 3V 이상에서는 gate에 어떠한 전압이 오더라도 별 영향을 받지 않음을 알 수 있다.[그림2]2. MOSFET 의 구조 및 특성MOSFET의 구조는 [그림3]에 나타나 있다. 실리콘 기판 위에 source,drain 단자를 만들고 이 단자에 전류를 흘려 준다. Gate 단자에는 전압을 걸 수 있도록 되어 있는데 맨 상층 부는 금속으로 주로 Al 이 쓰이고 금속층 밑에 산화막 보통 SiO2가 쓰여서 MOS 구조를 하고 있다.이 구조의 특징은 중간 층에 절연막이 있다는 것이다. 그래서 gate에 어떤 (+),(-)가 걸리 더라도 전류가 흐를 수 없다는 것이다. 따라서 입력 임피던스가 매우 크다. 약 1013Ω 이다. 이는 성능 면에서 더욱더 좋은 것이다. 또한 실리콘 기판 하부 쪽으로 substrate 단자가 하나 더 있는데 동작의 단순화를 위해 보통 source 단자 쪽과 연결하여 사용한다.[그림3]3. MOSFET 의 종류① Depletion형 MOSFET전도채널을다가 게이트에 양(+)의 전압 (바이어스)을 가하면 도통 상태로 되는 것이며, Depression형은 반대로 게이트 전압이 0 일 때는 S (Source) 와 D(Drain) 사이가 도통 상태로 있다가 게이트에 부(-)의 전압 (바이어스)을 가하면 부도통 상태로 되는 것을 말합니다.⑸ Junction Transistor는 베이스가 2개 또는 그 이상의 접합 전극에 의해서 샌드위치 모양으로 사이에 끼워진 구조의 트랜지스터를 말한다⑹ Bi-polar Transistor는 양 또는 음 2종류의 전하 운반체 (전자 또는 정공)을 사용하여 동작하는 트랜지스터를 말한다. 이에 대해 전자 또는 정공 어느 하나만으로 동작하는 트랜지스터를 Uni-polar Transistor라고 한다***MOSFET와 Bipolar transistor의 장점만을 취할 수 있도록 되어 있는IGBT의 해석에는 일반적으로 MOSFET + Diode model과 MOSFET + BJT model두가지가 많이 사용됩니다.어떤 모델을 사용하든 관계는 없지만 MOSFET + BJT model이 비교적정확한 편입니다.(그렇다고 크게 차이가 나지는 않습니다. 좀더 정확한 값을 얻을 수 있다는 겁니다.)IGBT가 탄생된 이유는 실제로는 MOSFET를 대체하기 위해서라고 할 수 있습니다.MOSFET의 경우 one-type carrier (electron or hole) 소자이기 때문에 항복전압을높이거나 전류량을 높이는데 한계가 있었습니다. 때문에 IGBT는 MOSFET의 이러한 단점을 보완하고 높은 항복전압과 전류를 얻고자 하는 취지에서 개발되었습니다.하지만 이런 IGBT에도 단점은 있습니다. 바로 속도가 MOSFET에 비해 느리다는 것입니다.실제로 IGBT는 electron가 hole의 두가지 carrier를 모두 사용하게 되는데이로인해 turn-off시간이 MOSFET에 비해 길다는 단점이 있습니다.최근에는 고속 IGBT를 만들기 위해 많은 연구가 진행되고 있으나 아직까지 IGBT의 switching fre나게 할 수 있으므로 일반 상용주파수에 사용하는 변압기 보다 효율적으로 전압을 바꿀 수 가 있기 때문이다.? PWM-Pulse width Modulation제어신호를 디지털 방식이 아닌 아날로그 변조방식으로 제어신호의 폭을 조정하여 출력값을 제어하는 방식이다.예를 들어 전압가변을 하면 아날로그방식을 전압자체가 가변이 되지만 PWM방식을 일정한 주기의 펄스폭이 변하게 된다. 디지털방식에 비해 노이즈의 방해를 받지 않아 제어 특성이 좋아 고급 장비에 사용한다.? GTO(Gate Turn Off Thyristor)GTO는 강제 전류가 가능하도록 SCR(사이리스터)에 게이트를 부가한 제어소자로서 동작모드는 BJT(접합형 트랜지스터)의 전류동작 모드를 취하고 있고 IGBT는 MOSFET 특성과 BJT 특성의 장점을 모두 취할 수 있도록 제작된 소자로 도통시 전압강하가 적고, 고속 스위칭이 가능하므로 주파수가 높아 가청영역에서 저소음화와 정음화가 가능하고, 전압구동으로 게이트를 제어할 수 있어 게이트 구동회로의 소형화 및 에너지 절감 효과를 얻을 수 있습니다.GTO 사이리스터는 구동회로에서 인가되는 on/off 제어신호에 의해 자기도통 기능과 자기차단기능 등의 자기보호기능이 있으며, Gate의 전류 의존성을 가지고 있습니다. 다시 말하면 Gate 전류를 크게 취하여 Turn-on 시간, Delay 시간을 단축시켜 주고 있는데 만약 Gate 전류가 적을 경우는 Turn-on 시간이 길어져 국부적인 전류 집중을 일으킬 위험이 있습니다. 또 Turn-off 시킬 경우 음의 Gate 전류 값이 작거나 Gate 전류 상승이 늦을 때는 Turn-off 시간이 길게 되어 Tail Current에 의해 손실이 증대됩니다. 이 손실은 GTO를 파괴시키는 원인이 되므로 스누버 회로를 구성하든지, 구동할 경우 충분한 크기를 가지며 빠른 전류성능을 가진 신호 펄스를 Gate에 인가할 수 있는 구동회로가 요구됩니다.? 기타맥동(리플) : 리플 정류전압 또는 직류 발전기의 전압은 여파가 충분하지신호를 일정한 주기로 샘플링하게 된다. 이로 인해 샘플링은 샘플링 주기 사이에 변화는 아날로그 신호에 대한 정보는 샘플링 시간 동안에 지나쳐 버리기 때문에 입력되는 신호와 변환된 신호 사이에 오차가 발생하게 된다. 이를 ailas현상이라 한다.만약, 아날로그 신호의 변화가 매우 빠르고 그 변화 시간보다 훨씬 늦은 주기로 샘플링을 수행한다면 샘플링된 신호와 원래의 입력 신호와는 아주 많은 차이를 가질 수 있다.alias현상alias현상은 샘플링하고자 하는 원래 신호의 주파수 성분에 비해서 적절하지 못한 샘플링 주파수로 샘플링을 할 때 발생하는 원래 신호의 왜곡 현상이다. 이를 수식적으로 나타낸 것을 샘플링 정리하고 하며 이 정리는 주어진 신호를 정확히 복원할 수 있는 최소 샘플링 주파수의 이론적인 한계를 제사하고 있다. 샘플링 주파수가 샘플링하고자 하는 신호의 주파수 성분에 비해 충분히 높지 않으면 alias현상이 나타난다.alias해결방안은 모든 신호는 주파수 대역이 정해져 있는 것이 아니라 주파수 전영역의 성분을 갖고 있기 때문에 입력신호의 특성과 샘플링 기기의 성능을 충분히 고려해야 한다.샘플링 하기 위한 입력 신호의 최대 주파수보다 2배 이상 높은 주파수로 샘플링이 이루어지면 주파수의 alias현상이 발생하지 않으므로 샘플링된 신호를 통해 원래의 입력 신호를 복원할 수 있다.샘플링 주파수를 간격으로 하여 심플링 하고자 하는 신호의 스펙트럼을 반복해서 나타나기 때문에 샘플링 주파수를 증가시켜 스펙트럼의 간격을 넓히는 것이다.또는 샘플링을 수행하기 전에 샘플링하고자하는 신호의 고주파 성분을 필터를 써서 줄이는 것이다.4.디지털코딩A/D 컨버터 등을 비롯한 각종 아날로그-디지털 신호 처리기에서 두 가지의 다른 종류의 신호를 동시에 처리하기 위해서는 아날로그 값에 적합한 디지털 코드를 대응시키는 일이 필요하며 이를 디지털 코딩이라고 한다. 디지털 코딩의 값에서 최상위 비트(MSB:Most Significant Bit)라고 한다. 이와 반대로 맨 오른쪽의 비트는

공학/기술| 2011.09.26| 16페이지| 1,000원| 조회(265)

MOSFET, 인버터, SCR, A/D컨버터, 초퍼 인버터

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평형사고결과

64527 배윤서1. 각 모선에서 1선 지락사고, 선간 단락사고, 2선 지락사고가 발생하였을 경우 사고 해석을 MATLAB을 이용하여 시뮬레이션하고 결과 값 모선 전압 사고 전류 등을 요약 정리하시오.1) 1선 지락사고Single line to-ground fault at bus No. 6Total fault current = 3.6404 per unit무부하 상태에 있는 발전기의 a상 단자가 지락되고 b, c상의 단자는 개방되어 있는 경우 지락전류와 건전강의 전압은 어떻게 되는가를 알아보면먼저 고장 발생시 주어진 조건은,이고으로 나타난다.즉, 1선 지락사고일 경우에는 대칭분 전류,,는 크기와 위상각이 모두 같다.그러므로 a상의 지락전류로 된다.이것이 송전계통 사고의 대부분을 차지하는 1선 지락전류를 구하는 계산식이다. 즉, 1선 지락전류 계산은 a상의 유도기전력을 3배해서 대칭분 임피던스의 3성분의 합으로 나눔으로써 가능하다.b, c상의 전압 Vb, Vc는다음과 같다.이와 같이 고장발생 조건으로부터 대칭분 전류와 전압을 구해서, 이로부터 고장상의 전류와 건전한 상의 전압을 구할 수 있다.2) 2선 단락사고Line-to-line fault at bus No. 6Total fault current = 3.8796 per unit3상 교류 발전기의 b, c상이 단락했을 경우 단락상의 전압, 전류 및 개방상의 전류조건은 다음과 같다.,,이며, 단락전류는이며, 고장상의 전압은단락단자의 전압은 개방단자 전압의 1/2로 된다.3) 2선 지락사고Double line-to-ground fault at bus No. 6Total fault current = 3.0659 per unitb, c상이 지락되면 이에 대한 지락전류,와 개방단자 전압를 구하기 위한 고장조건은 다음과 같다.Vb = Vc = 0, Ia = 0즉, 2선지락 사고가 발생하면 대칭분 전압의 크기와 위상각이 모두 같게된다. 한편, 지락전류및 개방 단자전압는 다음과 같다.2. 각 모선에 차단기를 설치하고자 할 때, 이의 정격 차단용량을 결정하시오.차단용량(MVA)=X 정격전압 X 정격차단전류Bus No.차단기 용량1100 MVA2150 MVA3150 MVA4100 MVA5700 MVA6300 MVA7450 MVA8450 MVA9450 MVA10150 MVA11400 MVA3. 각 모선과 모선의 선로 중간지점에서 불평형 사고가 발생 하였을 경우, 사고해석을 MATLAB을 이용하여 시뮬레이션 하고 결과 값을 요약 정리하시오.① 3번 모선과 4번 모선사이에 새로운 모선 을 달아서 평형 사고를 냈다. (12번 모선 추가)3->4 모선에 흐르는 임피 던스값을 분배하여 3->12 , 12->4 으로 흐르게 하였다.FromToX1X2기존 값340.400.90변화 값3120.200.451240.200.45② 결과 값DISCUSSION이번 사고 해석의 목적은 사고 시의 전압, 전류를 정량적으로 분석하여 전력계통 및 설비 영향을 고려하여 적절한 보호 방식을 선정하는 것으로 보호 계전방식 적용/검토 및 차단기 차단 용량 검토에 대하여 알아 보았다. 예전에는 임의의 모선에 사고를 미리 내어 조사하여 방지한다는 점에 대해서 이론으로만 알았다. 하지만 이번 실험을 통하여 전력 전송 수업 시간에 배운 지식과 관련 자료들을 찾아서 직접 제어해보니 훨씬 더 사고 해석에 대한 실무를 이해 할 수 있었다. 또한 평형 사고에 대한 이해를 더욱 더 높일 수 있었고 매트랩을 이용하면서 매트랩 기능도 추가적으로 알게 된 실험이었다.

공학/기술| 2011.09.26| 3페이지| 1,000원| 조회(322)

임피던스, 전류, 평형사고, 송전계통, 지락전류

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