배전선로 설계일반

1. 적용범위

(1) 수전배전소, 배전선로 등 철도배전선로 설계의 특이한 사항에 관하여 적용한다.

(2) 기타 일반 전기설비의 설계는 한국전기설비규정(KEC) 등 타 법령을 적용한다.

 

 

2. 설계 단계별 업무

(1) 기본설계

① 설계 중에서 주요 설계수행지침, 예비설계, 개략적인 공사비 등을 포함한 기본적인 설계를 말한다.

② 배전선로 구성방안 검토

③ 배전선로 위치 및 선로 연변 부하 개략 검토

④ 터널 및교량현황파악및부하검토

⑤ 배전선로의 형식 선정

⑥ 배전선로 단선결선도 구성

⑦ 배전선로 시공계획 및 개략 건설비 산출

 

(2) 실시설계

① 설계 중에서 기본설계 및 설계지침의 검토, 설계보고서, 계산서, 설계도면, 설계설명 서, 설계내역서, 수량산출서, 단가산출서, 공사시방서, 지장물 도면 및 조서, 자재사 양서, 기타 설계자료 등을 포함한 시공 목적의 설계를 말한다.

② 수전선로 결선도 및 계통도 검토 작성

③ 기기배치도 및 배선 설계

④ 배전선로 기기 각종 계산

⑤ 공사비 예산서및공정표, 공사시방서 등 시공에 필요한 성과물 작성

⑥ 인허가서류 작성

 

 

3. 설계조사

(1) 자료조사

① 운행차량 특성 및 운행조건

② 타당성조사 및 기본계획

③ 토목, 궤도 및 건축분야 설계도서 ④ 운행선의 경우 철도공사의 시설물 현황

 

(2) 현장조사

① 한전 전력수급관련 현장 조사

② 배전선로 위치 및 선로 연변 부하조사

③ 터널, 교량, 과선교, 곡선반경, 도로기울기현황, 방음벽 등 선로현황

④ 설계 대상지역의 공해, 염해, 분진 등 환경조건

⑤ 설계대상지역의 지진발생 현황

⑥ 설계대상지역의 기온, 풍속, 적설량 등 기후조건

⑦ 자재 및장비운반 사항

⑧ 타공작물(도로, 한전선로 등) 횡단 현황

⑨ 대관, 대민 협의사항

⑩ 토목, 궤도 선로설비

⑪ 신호, 정보통신 등 기타 전기설비 현황 및 계획

⑫ 설계대상지역의 기존 시설물의 간섭 현황

 

 

4. 배전선로의 계획

(1) 한전변전소에서 수전을 받아 선로를 따라 산재하여 있는 역사, 신호소, 차량기지, 보 수기지 등 철도운영에 필요한 전력을 안정적으로 공급하기위하여 배전선로를 설계 한다.

(2) 노선과 선로, 역사, 열차운행계획, 전압강하, 선로정수, 장래 부하의 증감, 기타 전력 수요를 고려하여, 전력을 안정적으로 공급하도록 배전계통을 구성한다.

(3) 수전배전소의 위치는 전기적 부하의 중심을 우선적으로 고려하여 수전점의 개수가 최소화 되도록 경제적으로 설계한다.

(4) 배전소는 무인운용을 원칙으로 하며, 설비운용과 안전성 확보를 위하여 원격감시 및 제어방법 등을 고려하여 설계한다.

(5) 배전기기 및 자재들은 내구성과 안전성, 시공성, 경제성 등을 고려하여 선정하되 친 환경제품과 에너지절감제품을 우선적으로 적용한다.

(6) 태양광발전설비, 풍력발전설비, 연료전지설비 등 신재생 에너지를 검토하여 적극적으 로 적용한다.

 

 

5. 배전선로의 경과지 선정

(1) 배전선로의 통과경로의 선정에 있어서는 그 지역의 기상조건ㆍ지세 등을 검토하여 다음 각 호에 의거 경과지를 선정한다.

① 가급적 철도용지 내에 건설한다.

② 선로의 순회와 보수가 용이하도록 다음 각목에 유의한다.

가. 선로는 강전류전선로와 다른 시설에 장해를 주지 아니하는 범위 내에서 철도선로 및 도로에 연하여 시설한다.

나. 선로의 굴곡과 고저차는 가급적 작게 한다.

다. 다른 시설물과의 교차 또는 접근을 가급적 피한다.

라. 부식성가스ㆍ염해 및 풍해 등을 항시 받을 우려가 있는 지역은 피한다.

마. 통행이 곤란한 산림ㆍ하천 등과 고적ㆍ묘지 등 특수장소는 피한다.

바. 인화성물질 또는 폭발성물질의 제조ㆍ저장장소는 피한다.

③ 인근 통신선로에 대한 유도장해를 감안한 배전선로 경과지를 선정한다.

 

(2) 선로의 경과지 선정시에는 설계자가 현지를 답사하고 설계도를 작성하여야 하며 중 요한 지지물 예정 위치는 표시 말뚝 등으로 표시한다.

(3) 배전선로의 경과지중 선 시공하는 부분은 토목시공전기설비 기준에 따라 설계하여 야 한다.

 

 

6. 배전용량의 산정

(1) 공급구간의 부하설비용량에 대하여는 사용 상태에 따라 수용률, 부하율, 부하증가율, 부등률 등을 고려하여 그 최대부하에 따른 적정용량을 선정한다.

배전용량 산정 기준

구분		수용[%]	부등률	비고
부하용변압기	전등전열용	50	-
	동력용	50	-	정격전류 적용
수전용변압기		40∼60	1.2∼1.4

 

(2) 비상시 연장급전을 위하여 인접구간의 부하량을 고려하여 용량을 산정한다.

(3) 연장급전 시 전력공급의 우선순위에 따른 계통운영방안을 제시하여 용량을 절감할 수 있다.

 

 

7. 배전선로 및 수배전계통의 구성

7.1 배전선로의 구성 배전선로 구성은그지역의여건및현장상황등을고려하여다음각호와같이선정한다.

(1) 배전선로는 이중화된 전원을 사용하도록 구성함을 원칙으로 하며 다중 회선의 경로 는 분리함을 원칙으로 하되, 불가피하게 동일한 경로를 사용하는 경우에는 상호 격 벽에 의해 보호되어야 한다. 다만, 불연성 또는 난연성의 재료로 피복한 케이블의 경우에는 예외로 할 수 있다.

(2) 2회선이상의 복선철도 구간은 공급점이 다른 2개소에서 급전이 가능한 선로에서 수 전하는 것을 원칙으로 한다.

(3) 2회선으로 시설할 경우 가공선로 1회선, 지중선로 1회선을 시설함을 원칙으로 하되, 다음 사항을 고려하여 시설하여야 한다.

① 터널 및교량구간이 60% 이상일 때에는 지중선로 2회선으로 구성할 수 있다.

② 터널 및 교량구간이 60% 이상일 경우라도 토공구간 또는 100m 이내의 교량(함, 박 스 등 포함)을 포함하는 토공구간이 연속 1㎞ 이상인 예비선로는 가공으로 설치할 수 있다.

③운행속도300킬로급 이상구간, 역구내, 터널, 교량구간은 케이블로 시설함을원칙으로한다.

(4) 배전선이 2회선 이상인 경우는 선로의 가선위치를 상ㆍ하선으로 분리하여 시설하고, 배전반내케이블을수용할때는1배전반에1회선만수용되도록시공함을원칙으로한다.

(5)전철운행구간의가공배전선로는원칙적으로전차선로의지지물과공통한다.

(6) 2회선구간의배전선부하는가급적균등부하가되도록분포시키고,가까운수전점 에서전원공급이되도록설계한다.

(7)배전선로를케이블로시설하는경우에는전선관,공동관로,공동구를사용하여케이 블을보호하며,케이블의접속,분기점,선로횡단개소에는맨홀또는핸드홀을설 치하고,철도또는도로를횡단하는개소에는예비관로를반영하여야한다.

(8)케이블충전전류에의한전압상승을방지하기위하여적정용량의분로리액터를검 토,반영하여야한다.

(9)시공및유지관리성을고려하여토공구간배전선로케이블이선로변에서전기실로 인입·인출하는개소에별도의접속함을설치하여야한다.

가공 배전선로와 지중 배전선로의 비교

구 분	지중 배전선로	가공 배전선로
회선 공급능력	다회선 공급가능	4회선 이상 불가능
외부영향	기상 여건등의 영향이 거의 없음	전력선 접촉이나 기상조건에 의한 정전빈도 높음
유지보수	설비의 단순고도화로 보수업무가 비교적 적음	설비의 지상노출로 보수업무 많은 편임
환경미화	쾌적한 도심환경 조성	도심환경 저해요인
건 설 비	건설비용 고가	건설비용 저렴
건설기간	장기간 소요	단기간 소요
고장복구	고장점 발견이 어렵고 복구가 어려움	고장점 발견과 복구용이
송전용량	발생열의 구조적 냉각장해로 전선의 능력에 비해 낮음	발생열의 냉각이 수월해 송전용량이 높은 편임
고장형태	외상사고, 접속개소 시공불량에 의한 영구사고 발생	수목접촉 등 순간 및 영구사고 발생
충전전류 제한	경부하시, 선로길이가 30㎞ 이상 시 문제됨	문제없음
검토내용	배전선로의 2중화를 위해서 예비선로를 고려하면 안정적인 전력공 급을 할 수 있는 지중선로 1회선과, 사고 시 고장복구가 빠른 가공 선로 1회선으로 포설하는 것이 바람직하다.

 

 

7.2 수전전압 선정 및 계통구성

(1) 수배전계통은 3상4선식 22.9㎸ 직접접지방식으로 하며, 필요시 다른 방식을 적용할 수 있다.

(2) 수전계통구성

① 한전으로부터 2회선 수전함을 원칙으로 하고, 자동절체회로를 구성하여 배전계통으 로 연결하며, 비상시 인근 수전배전소에서 연장급전이 가능하도록 설계한다.

 

7.3. 배전계통의 구성

(1) 배전계통의 구성은 부하의 상황, 경과지의 지리적 조건, 사고조사, 사고복구, 절체 등 을 고려하여 결정하고 다음에 의한다.

① 특별고압 배전계통은 1, 2호계 각 필요개소에 전원을 공급하며 기지설비를 제외하고 22.9㎸, 2회선 동등(Dual)급전을 원칙으로 한다.

② 기존 6.6㎸ 배전계통 개량 시 1, 2호계 각 필요개소에 전원을 공급하며 기지설비를 제외하고 3상 3선식 2회선 동등(Dual) 급전을 원칙으로 한다.

③ 저압 배전계통은 단상 2선식 220V 2회선과 3상 4선식 380/220V 2회선 이상으로 구 성한다. 또한 차량기지에는 3상 3선식 440V 전원을 구비하여야 한다.

④ 전철변전소, 급전구분소, 보조급전구분소, 차량기지, 신호장, 수전실 및 역사 전기실 등의 사고 발생 시 연장급전이 가능하게 구성하여야 한다.

⑤ 특별고압 및 고압 배전선의 부하는 균등부하가 되도록 분포하게 하고, 평상시 부하 에 인접한 수전실에서 전원을 우선 공급할 수 있도록 저압부분 절체상세도를 작성 하여야 한다.

⑥ 배전선로의 동등(Dual) 급전에 따른 부하분담 결선도를 작성하여야 한다.

⑦ 신호 및 통신 부하의 전원 이중화를 위하여 변압기 2차측에 통신기계실용 차단기를 추가 설치하고, 신호용 변압기를 별도로 구성하여야 한다.

⑧ 고속선·운행선 등의 선로변 작업(관로 및 케이블 포설 등)은 철도공사의 야간차단작 업 승인 후 시공이 가능하므로 야간할증을 반영하여 설계서를 작성하여야 하며, 운 행선상의 모든 작업공정을 세분화하여 열차빈도별 할증 및 야간할증 기준을 수립하 여 감독의 승인을 득한 후 설계에 반영하여야 한다.

 

 

8.배전선로의전압

(1)배전선로의배전방식과공칭전압및회로최고전압은다음표에의한다.

구분	표준공칭 전압[V]	배전방식별전압[V]			회로최고 전압[V]
		단상2선식	3상3선식	3상4선식
저압	220 380 440	220 - -	220 - 440	220/380
고압	3,300 6,600	6,600	6,600		7,200
특별고압	22,900	13,200	22,000	22,900	25,800

 

(2) 고압 및 특별고압선로의 전압강하율은 공칭전압을 기준으로 하여 10% 이내이어야 한다.

(3) 다른 조건을 고려하지 않는다면 설비의 인입구부터 기기까지의 전압강하는 다음 표 의 값이하이어야 한다.

 

설비의 전압강하

설비의유형		조명 (%)	기타 (%)
A–저압으로수전하는경우		3	5
B–고압으로수전하는경우*		6	8
*가능한 한최종회로내의전압강하가A유형의값을넘지않도록하는것이바람직하다.사용자의 배선설비가 100m를 넘는 부분의전압강하는 미터당0.005% 증가할 수 있으나 이러한증가분은 0.5%를 넘지 않아야 한다.

 

① 다음의 경우에는 표 보다 더 큰 전압강하를 허용할 수 있다.

가. 기동 시간 중의 전동기

나. 돌입전류가 큰 기타 기기

② 다음과 같은 일시적인 조건은 고려하지 않는다.

가. 과도과전압

나. 비정상적인 사용으로 인한 전압 변동

 

(4) 시설 및 운영자산의 구분에 따라 전기회로를 분리하여 별도 전력사용량 검침이 가능 하도록 하여야 하며, 기존 설비와 호환 및 서버 수용이 가능하도록 범용의 통신 프로 토콜을 공개ㆍ사용해야 한다. 단, 기존의 서버에 수용이 불가능할 경우 관할구역에 별도의 원격검침시스템을 구축할 수 있다.

 

출처-국가철도공단 KRE-040-10