변전소의 조건 및 변전소의 위치 선정시 고려해야 할 사항

변전소의 조건 및 변전소의 위치 선정시 고려해야 할 사항

 

 

1. 서론

전철 변전 설비는 일반 변전 설비와 같이 전압을 변경하는 설비이지만, 일반 변전 설비는 보통 전등, 전력의 부하 공급을 주된 목적으로 하고 있으나 전철 변전 설비는 전기차의 부하 공급을 주된 목적으로 하고 있으며, 직류 전기 방식에서는 교류를 직류로 변환하여야 하고, 교류 전기 방식에서는 3상을 단상으로 변환하여

공급하여야 하는 특수 목적의 변전 설비이다.

 

2. 변전소의 조건

전철 변전소의 조건은 철도의 종류, 전기방식, 전기차의 출력, 선로 조건, 운전 상태에 따라 다음의 조건을 만족하여야 한다.

① 변전소의 기기 용량은 전기차 부하에 충분히 견디어야 한다.

② 전압 강하는 열차 운전에 지장을 주어서는 안 된다.

③ 최대 전압 강하에서도 전기차의 보조 기기는 정상적으로 작동하여야 한다.

④ 운전 지연 또는 전기 기기에 유해한 온도 상승이 없어야 한다.

⑤ 전차 선로나 차량의 급전 회로에서 단락 사고가 발생하면 즉시 이를 검출하고 회로를 차단하는 계통이 구성되어야 한다.

 

3. 변전소 위치 선정시 고려 사항

1) 변전소의 배치

변전소의 배치는 철도의 종류, 전기 방식, 전기차 출력, 선로 조건, 운전 상황 등에 따라 서로 다르지만, 다음의 조건을 만족하여야 한다.

① 변전소의 기기 용량이나 전차선로의 전류 용량은 전기차 부하에 충분히 견딜 것

② 전압 강하가 열차 운전에 지장을 주지 않을 것

③ 급전 회로에 단락 사고 등이 발생 할 경우는 신속, 확실하게 검출하여 차단 할 것

2) 변전소의 간격

전기차에 전력을 공급하는 변전소의 적정한 간격은 부하의 특징 및 전기 회로의 특성을 고려하여 결정된다. 변전소의 간격을 결정하는 요인으로는 다음 사항을 고려한다.

① 전식 장해의 방지

② 급전 회로의 고장 검출과 보호

③ 열차의 운전에 필요한 전압의 확보

 

3) 변전소의 위치 선정

변전소의 위치를 선정하는 경우에 고려해야 할 필수 조건은 다음과 같다.

① 급전 구간 내의 부하 중심에 가능한 한 근접할 것

② 적합한 전원이 가깝게 있을 것

③ 소요 변전소 간격을 유지 가능하고 전압 강하의 지장이 없을 것

④ 기기의 운반이 편리할 것

⑤ 지반이 견고하고 수해나 토사 유입 등의 우려가 없을 것

⑥ 필요에 따라서 양질의 기기 냉각수를 얻을 수 있을 것

⑦ 토지 비용이 저렴하고 향후 증설시에 부지의 여유를 취할 수 있을 것

⑧ 인근 지역에 대하여 소음 등의 영향이 적을 것

⑨ 화학 공장, 배기 가스, 염진해 등의 영향이 적을 것

⑩ 섹션 설치로 인한 전기차 운전에 지장이 없을 것

4. 결론

변전소의 위치, 간격, 용량은 철도의 종류, 전기 방식, 전기차의 출력, 선로 조건, 운전 상태에 따라 결정되며 특히 전압 강하에 지장이 없어야 한다.

우리나라 교류 전철 변전소는 154[KV]를 수전하여 전차선로에 25[KV]로 급전하고 있으며, 직류 전철 변전소는 154[KV], 22.9[KV]를 수전하여 DC 1,500[V]로 급전 한다.

최근의 교류 전철 변전소는 SF6 가스로 충진 밀폐된 GIS방식으로 시설되고 있는 추세이다.