변전소 등의 설비

변전소 등의 설비

1. 변전소 등의 형식

변전소의 형식은 옥외 철구형, 옥내 및 옥외 GIS형, 철구형과 GIS를 혼합한 혼합형 (Hybrid) 변전소로 분류한다. 옥외형은 배전반류와 제어반류를 건물 내에 설치하고, 다른 기기는 전부 옥외에 설치하는 것이며, 옥내형은 전부를 건물 내에 설치하는 것이다.

옥외식 변전소는 설비가 평면 배치로 되므로 용지 면적이 넓지만 공사비가 저렴하다.

옥내식 변전소는 다층 건축구조로 되어 설비의 배치설계가 입체적이기 때문에 용지면적을 축소할 수 있지만 건축비가 높게 된다. 따라서 변전소의 형태는 입지조건, 용지비 등 경제적 검토를 추가하여 결정한다.

옥내 철구형 변전소를 건설하는 것이 용지비, 건축비가 고가로 되는 경우는 가스절연 개폐장치(GIS)를 검토한다.

1) 변전설비 형식(GIS형, 철구형)

전철변전설비 형식에는 GIS형과 철구형으로 구분하며 각 형식별 경제성, 신뢰성, 안정성, 유지보수 등 장․단점이 있으며 건설비 측면에서는 철구형이 다소 유리하며, 토지이용, 운전유지보수, 신뢰성, 안정성 등을 고려할 때 GIS형이 유리하다.

2)  변전설비 건설 방식(옥내, 옥외)

변전설비 형식을 GIS형으로 건설할 경우 그 건설방식(옥내 및 옥외)은 옥내방식의 경우 옥외방식에 비해 설치부지 면적 축소, 미관, 수명, 신뢰성, 안전성 및 무보수화, 무인화에 따른 보안 등의 이점이 있으므로 최근 국내 전력회사에서는 모든 신설변전소를 옥내 GIS화하는 추세이며 특히, 국가경제의 고도성장과 국민 의식구조 향상으로 인하여 변전설비 등은 주거환경을 저해하는 시설물로 인식하고 있어 다소 건설비가 고가이나, 국토이용률의 극대화와 민원발생의 최소화를 위하여 환경 친화적인 건설방식인 옥내GIS화 방식이 바람직하다.

옥내GIS형이 투자비는 다소 증가하나 부지면적을 최소화 할 수 있어 민원 발생 우려가 적으며 또한 급전구분소 및 보조급전구분소의 무인화에 따른 보안상의 유익성 등을 고려하여 옥내GIS형을 추진하는 것이 유리하다.

ATP의 경우 부지여건 및 장래계획에 따라 옥내형 또는 옥외형으로 시설할 수 있다.

3) 옥내변전소

일반적으로 옥내식으로 하는 경우는 다음과 같다.

(1) 용지가 협소하기 때문에 옥외식으로 하는 것이 불가능한 경우

위치상 그 지점에 설치할 필요가 있어 다른 적당한 용지가 없는 경우이다.

(2) 경제적으로 옥내식으로 하는 것이 유리한 경우

용지비와 건물비를 비교하여 결정한다. 일반적으로 용지비가 고가인 경우이다.

(3) 공해, 염진해, 주택지구 및 장래 주택예정지구 등 옥내식으로 할 필요가 있는 경우

공업지구로서 가스나 연진에 의해 기기의 성능이나 수명에 악영향을 줄 우려가 있는 장소가 해당된다.

(4) 옥내변전소는 전체의 설비를 옥내에 설치하는 것이 보통이지만 염진해대책의 경우는 애자 부분만 건물 내에 설치하는 등 경제적으로 설계할 필요가 있다.

4) 옥외변전소

(1) 여건상 옥내형 건설이 곤란한 경우에 시설한다.

(2) 용지확보가 용이하고 용지비가 저가인 주택 등과 멀리 떨어진 지역에 시설한다.

(3) 소음, 진동 등에 의한 민원의 발생요소 등의 우려가 없는 지역에 시설한다.

(4) 염해 및 공해에 의한 피해가 상대적으로 높다.

(5) 유지 보수는 옥내형 보다 불리하다.

2. 변전소 등의 종류

1)  변전소(SS, Substation)

교류변전소에는 3상 전원의 불평형을 경감하기 위하여 3상을 2상으로 변환하는 스코트결선 변압기를 시설하며, 급전설비는 교류차단기를 각 방면별 상하선별로 회선을 나누어 단권변압기 급전방식(AT방식)을 갖춘 것으로 한다. 급전변압기는 M권선, T권선에서 각 방면별 AT측(55kV)에 전력을 공급하고, 2차측에는 필요에 따라 전력품질보상장치를 시설한다.

2)  급전구분소(SP, Sectioning Post)

인접변전소의 급전분계점의 절연구분장치에 바이패스 설비를 시설하여, 평상시에는 좌우 양 변전소의 위상이 다른 급전전원을 구분하고, 어느 변전소가 정전된 경우에는 급전구분소의 차단기를 투입하여 변전소 상호의 연장급전을 행한다. 이 설비가 급전구분소이다. 절연구분장치는 변전소의 부하분담을 고려하여, 변전소간의 중앙에 시설하고 급전구분소도 될 수 있는 한 근접한 장소에 선정한다.

3)  보조급전구분소(SSP, Sub-sectioning Post)

변전소와 급전구분소의 중간에 전차선로의 작업시 또는 사고시의 한정구분을 하기 위해 보조급전구분소를 시설한다. 또한 전차고, 기관차고, 야드 등의 본선에서의 분기개소에는 보호장치를 설비한 보조급전구분소를 시설한다.

4)  단말보조급전구분소(ATP, Auto-transformer Post)

AT방식의 경우에 전압강하보상, 통신유도장해의 경감을 위해 전차선로 말단에 단권 변압기만의 단말보조급전구분소(ATP)를 시설한다.

5)  병렬급전소(PP, Parallel Post)

상하 전차선을 연결하는 차단기를 설치하여 병렬연결을 함으로서 전압강하를 줄일 수 있어 역간 거리가 길어지므로 고속전철운행에 적합한 급전방식이다.