LED 항공등화 도입에 따른 공항 전력시스템 대응 방안 연구

Abstract

최근 공항에서 운용 중인 항공등화는 기존의 할로겐 항공등화에서 LED 항공등화로 빠르게 대체되고 있다. 국내 일부 공항을 비롯하여 해외 많은 공항에서 LED 항공등화를 사용하고 있다. 또한, 공항은 유지보수의 편의성을 위하여 ILCMS(개별전구제어 및 감시시스템), PLC(전력선통신) 등의 진보된 항공등화시스템이 적용되고 있다. 이러한 항공등화시스템의 진보로 효율을 개선함으로서 전력소비를 감소시키고 수명을 증가시키고 유지보수의 편의성을 향상시키는 많은 장점을 보이게 되었으나 활주로 항공등화 회로는 더욱 더 복잡해지고 회로 역률과 고조파의 영향을 받게 되었다. 따라서 기존에는 전원공급장치로 사용한 정전류조정기(CCR:Constant Current Regulator)를 위상제어방식을 이용한 정전류원 공급으로도 운영이 가능하였지만, 최근 LED 항공등화와 전력선통신모뎀을 회로에 적용하면서 회로 역률이 떨어지고 고조파가 증가하면서 정전류조정기의 전류 제어가 어려워지고 통신 불능 상태가 발생하며 고조파에 의한 발열 등의 문제점들이 공항에서 발생하기 시작하였다. 따라서 SCR(Silicon Controlled Rectifier)의 위상제어방식의 전원공급방식이 아닌 IGBT(Insulated Gate Bipolar mode Transistor)나 공진형의 사인파 전류원 공급방식에 대한 연구가 대두되었으며 이 논문에서는 IGBT 방식의 사인파 전류원 공급방식에 대해 논의하고자 한다. 국내에서는 이론적인 연구만이 진행이 되었고 아직 국내의 공항에서 실제 적용된 사례가 없다. 해외에서도 아직은 SCR 방식에 비해 큰 비중을 차지하고 있지는 않지만 향후 지속적인 연구와 신뢰성이 확보된다면 향후 모든 공항에 적용될 수 있는 차세대 공항 항공등화 전원공급장치이다. 이에 본 논문에서는 기존 SCR 정전류조정기와 IGBT 방식의 Sinewave 정전류조정기를 비교 평가하고 최근 항공등화 회로에서의 전원 문제점들을 해결할 수 있는 제안을 하고자 한다.; Recently, aviation lighting at the airport is being replaced from existing halogen aviation lighting to LED aviation lighting. LED aviation lighting is being used at many airports overseas, and as well as at airports in Korea. In fact, airports are equipped with advanced aviation equipments such as ILCMS (Individual Lamp Control and Monitoring System) and PLC (Power Line Communication) for the convenience of maintenance. Advances in these aeronautical lighting systems have led to many advantages in reducing power consumption, increasing lifespan and improving ease of maintenance. However, runway aviation lighting circuit has become more complex and are affected by circuit power factor and harmonic distortions. In existing technology, it was possible to operate a constant current regulator (CCR), which is used as a power supply device, as a constant current source supply using a phase control method. But application of LED aviation lighting and power line communication modulator and demodulator led to decrease of circuit power factor and increase of harmonic distortion, which extended to problems in airport such as difficulty of current control of constant current controller, communication problem, and heat dissipation due to harmonic distortion. In this paper, the study focuses on a IGBT (Insulated Gate Bipolar Mode Transistor) or resonant type sine wave current source method instead of power supply source by phase control method of SCR (Silicon Controlled Rectifier). Also, this paper analyze sine wave current supply source of IGBT method. In Korea, only theoretical studies have been conducted, there is no actual case applied at domestic airports. Although, the method stated in this paper does not have a big portion in comparison with the SCR method overseas, it is considered as next-generation airport aviation power supply that can be applied to all airports in the future if continuous research and reliability can be ensured. In this paper, it conducts a comparative evaluation between existing SCR constant current controller and the Sinewave constant current controller, and proposes solutions which can solve power relevant problems in aviation circuit.