전차선로의 전압

1. 용어정의

 

(1) 공칭전압  :  시스템 설계 값  

(2) 지속성 최고전압 max  :  무한정 지속될 것으로 예상되는 전압의 최고값  

(3) 비지속성 최고전압 max :  지속시간이 5min 이하로 예상되는 전압의 최고값  

(4) 지속성 최저전압 min :  무한정 지속될 것으로 예상되는 전압의 최저값  

(5) 비지속성 최저전압 min :  지속시간이 2min 이하로 에상되는 전압의 최저값  

 

 

2. 전차선로의 전압

 

(1) 전차선로의 공칭전압은 단상 교류 25kV(급전선과 레일사이 및 전차선과 레일사이의 전압은 25kV가 되고, 전차선과 급전선사이는 50kV가 급전되는 시스템)을 표준으로 하며 최고, 최저전압은 다음 표에 의한다.

   

구분	전 압 (kV)
비지속성 최고 전압(max)	29
지속성 최고 전압(max)	27.5
공칭 전압()	25
지속성 최저 전압(min)	19
비지속성 최저전압 min	17.5

(2) 직류방식으로 시행할 경우에는 1,500[V]를 기준으로 한다.

3.  전차선로 전압  

 

1)  철도용 견인시스템의 공급전압

①  철도 운용전압             

   KS C IEC 60850 규격에 의한 전기철도 전압

주파수 (실효값)Hz	m in (V)	m in  (V)	 (V)	m ax (V)	m ax (V)
60			154000	161000
	17500	19000	25000	27500	29000
	35000	38000	50000	55000	58000

②  EN 50163(Railway Applications Supply Voltages in Traction Systems)

 

(1) EN 50163에는 25kV AC 전철시스템의 전압 기준에 대하여 다음과 같이 기술되어 있다.

 

최저 일시 전압 U min2	최저 연속 전압 U min1	공칭 전압 Un	최대 연속 전압 U max1	최대 일시 전압 U max2
17500 V	19000 V	25000 V	27500 V	29000 V

여기서,  

㉠ 전압(U)란 집전 전압(열차의 팬터그래프와 레일 사이에 걸리는 전압)을 말하며, 위표의 기준은 차단이나 고장이 없는 상태의 정상적인 운영 상태에 대하여 적용된다. 이 전압은 기본 주파수(1st 조파)의 r.m.s 값을 의미한다.  

㉡ 최저 일시 전압(Lowest non-permanent voltage) Umin2 : 최대 10분간 허용되는 전압의 최소치.  

㉢ 최저 연속 전압(Lowest permanent voltage) Umin1 : 상시 허용되는 전압의 최소치.  

㉣ 최대 연속 전압(Highest permanent voltage) Umax1 : 상시 허용되는 전압의 최고치.  

㉤ 최대 일시 전압(Highest non-permanent voltage) Umax2 : 최대 5분간 허용되는 전압의 최대치.

 

③ 고속철도의 유럽 국가간 상호 통행성 보장을 위한 기술 규격(TSI)-ST04EN12  

㉠ 집전 전압의 기준에 대하여 근간은 EN 50163과 동일하게 가고 있으나 최저 일시 전압(Lowest non-permanent voltage)은 보다 엄격하게 제한

㉡ 최저 일시 전압(Lowest non-permanent voltage) Umin2 는 17.5 ㎸로 그대도 두되 Umin2 ～ Umin1(19 ㎸) 사이에 허용되는 지속 시간을 2분으로 축소  

㉢ Umin2는 비정상적 운행 조건에서 열차들이 출발할 때 나타날 수 있는 전압의 하한치로 규정  

㉣ 정상 운행 조건에서는 Umin1 ～ Umax2 사이 전압 범위에 있어야 한다고 규정

 

      

4.  전차선로의 공칭전압  

 

(1) 공칭전압  

그 선로를 대표하는 선간전압을 말하며, 정부가 표준으로 정하여 기준으로 삼는 전압. 

(2) 국제기준에서 말하는 “공칭전압“이란  

① IEC 61850 : 공칭전압에 대하여 규정하고 있다.  

② IEC 60850 : Railway application Supply voltages of traction systems의 4항에 규정하고 있으며, 이는 EN 50163의 규정을 인용하였다.  

③ EN 50163(Railway application Supply voltages of traction systems)의 ANNEX N 에는 

공칭 전압(Normal voltage : Un) : 25,000V  

최저 일시전압(Lowest non-permanent voltage : Umin2) : 17,500V  

최저 연속전압(Lowest permanent voltage : Umin1) : 19,000V  

최대 연속전압(Hight permanent voltage : Umax1) : 27,500V  

최대 일시전압(Hight non-permanent voltage : Umax2) : 29,000V로 규정하고 있다  

④ IEC 60850을 번역한 KS C IEC 60850에서는  

공칭전압(Vn)= 시스템의 설계값“ 은 다음과 같이 규정하고 있으며,  

KS C IEC 60850의 3.1 의 견인공급시스템의 기본전압 <표 1>에서 공칭전압(Vn)은 25,000V로 규정하고 있다.

 

즉, AT급전방식의 전기철도에서 급전선과 전차선간의 공칭 선간전압은 50,000V이다.

 

 

   

    교류 AT급전방식의 계통도