전기실 기기 선정

1. 변압기 선정
1) 개 요
차량기지 통합 변전소로부터 22.9㎸ 배전계통을 통하여 전압을 공급받아 직강압 방식으로 변압하여 조명, 동력, 신호, 통신용 부하에 전원을 공급하기 위한 변압설비를 한다.

2) 형식 및 특성 비교 검토

특 성                 종 류	표준소비효율 몰드 변압기	일반 몰드 변 압 기	H종 실리콘 건식 변압기	비 고
연 소 성	난 연 성 자기소화성	난 연 성 자기소화성	난 연 성	방화효과가 크다
방 습 성	크 다	크 다	중 간	내절연 성능이 큼
손 실	매우 적다	작 다	크 다	에너지 절약효과가 크다
단 락 강 도	매우 강하다	매우 강하다	강 하 다
내 오 손 특 성	좋 다	좋 다	나 쁘 다	다습 지역에도 사용가
절연재질의 내압특성	46㎸/㎜	46㎸/㎜	2.1㎸/㎜	Compact한 변압기
크 기	작 다	작 다	중 간	기능실 면적 감소
중 량	작 다	작 다	작 다
과 부 하 내 량	크 다	크 다	작 다	부하변동이 심한 곳에 적합
소 음	매우 적다	작 다	크 다	저소음
유 지 및 보 수	거의 없다	거의 없다	중 간
부 대 소 화 설 비	적 다	적 다	중 간
내 진 성	매우 강하다	매우 강하다	강하다
설 치 장 소	옥 내	옥 내	옥 내
점 유 면 적 비 교	54	54	60	유입 변압기 대비 (개략치)
중 량 비 교	82	82	82	유입 변압기 대비 (개략치)
체 적 비 교	42	42	45	유입 변압기 대비 (개략치)
손 실 비 교	80	100	185	24시간 100% 부하(개략치)

 

 

2. 22.9㎸ 교류 차단기반 선정

1) 검토내용

구 분		진공 차단기 (VCB)	가스절연 진공차단기 (GIS with VCB)	가스 차단기 (GCB)
전 기 적 특 성	모선절연방식	공 기 중	SF6 가스	공 기 중
	소호방식	진공 Bulb	진공 Bulb	SF6 가스
	차단기조작방법	Spring or Motor	Spring or Motor	Spring or Motor
	절연영향	주위 영향 있음	주위 영향 있음	주위 영향 있음
	SURGE 발생	S․A 부착	S․A 부착	적 다
	내전압특성	보 통	보 통	보 통
안 전 성	도전부노출	반내 노출	완전 차폐	반내 노출
	방 재 성	좋 음	좋 음	좋 음
	소화장치	불 필 요	불 필 요	불 필 요
유 지 보 수 및 관 리	외관형상	폐쇄형 배전반	폐쇄형 배전반	폐쇄형 배전반
	소 음	보 통	보 통	보 통
	차단기교환	용 이 함	GAS 제거 후 가능	용 이 함
	보수점검	진공벌브 점검요	SF6 가스 압력 점검	SF6 가스 압력 점검
	크기 및 중량	크 다	아주작다(타 종의 약 1/3)	작 다
경 제 성		100 %	300 %	120 %
선 정		◉

 

2) 검토결과
특고압 차단기 형식으로 지하철 및 경전철에 널리 적용되고 있으며, 가격 및 성능이 우
수한 VCB를 선정

 

 

3. 배전반 형식 선정

1) 검토내용

구 분	일반 폐쇄배전반 [컴팩트형]	컴팩트형 배전반 [MCSG]	고체절연배전반 [SIS]
형태
외형치수	1400[W]×2500[D]×2550[H]	800[W]×2000[D]×2350[H]	600[W]×2300[D]×2000[H]
절연매질	절연거리유지	AIR	Epoxy
외함재질	압연강판	압연강판	압연강판
정격전압	24㎸	24㎸	25.8㎸
정격전류	630A, 1250A, 2000A	630A, 1250A, 2000A	630A, 2000A
특징	∙ 중성선과 접지간 전위차를 실시간 감시하여 전력상태 이상 발생시 컨디션 램프에 의한 설비관제	∙ 완벽한 내부 격벽처리 ∙ 확장성 좋음	∙ 주회로 고체절연 및 구조 간단 ∙ DS절연에 따른 SF Free ∙ 확장성 낮음
유지관리	∙ 보수나 교체가 매우 쉬움 ∙ 용량 증설시 작업이 가능	∙ 각 부품 오손상태 점검 필요 ∙ 판넬내 부분 작업 가능	∙ 각부품 상태점검 불필요 ∙ 보수나 교체가 매우 어려움 ∙ 절연물의 열화감시 필요
안전성	∙ 전기설비 실시간 컨디션을 산 업안전기준 색상, 청각, 점멸 표시를 통한 재난예방 ∙ 중성선 단선의 지속적인 감시 상황을 컨디션램프에 표시	∙ Cubicle 내부 Arc사고 파급 방 지 구조[내아크 검증제품] ∙ Metal-Shutter 및 Shutter Padlock ∙ 전자식보호제어장치 채용	∙ 상분리구조/외부 절연층 접지 -내부고장 아크 발생 영향 없음 -상간 단락/지락 사고 발생 영 향 없음 ∙ 전자식보호제어장치 채용
보호등급	IP43, IP3X	IP 4X	IP 65, IP 4X 이상
초기투자비	80%	100%	130%
환경규제	제한 없음(친환경)	제한 없음(친환경)	제한 없음(친환경)
적용사례	∙수원-인천복선전철사업 ∙대야미역 외 5개소정거장 ∙서울메트로-서초변전소	∙ 대구 3호선 ∙인천 2호선 ∙우이신설 경전철	∙서울 메트로
선 정		◉

 

2) 검토결과
친환경 배전반 제품 중에서 기능실 면적, 경제성 및 유지관리성을 고려하여 MCSG 배전반으로 선정.

 

 

4. 저압차단기
1) 개 요
저압 차단기는 부하전류를 개폐할 필요가 있는 개소에 시설하여야 하며, 간선의 전원측 및 분기 개소에는 과전류 차단기를 시설하여야 한다. 저압 차단기로 사용되고 있는 MCCB와 ACB를 비교 검토하여 저압 주 차단기와 간선용 차단기를 선정

2) 저압차단기 형식 및 특성비교

항 목		M C C B	A C B
정격	전 압	600V	600V
	전류 Frame	100AF ~ 600AF	600AF 초과 ~ 3200AF
	차단전류	2.5 ~ 65㎄	30 ~ 65㎄
	비 교	.차단전류는 정격전류 Frame에 의하여 달라지므로 소용량의 적용장소에 따라 환류형, 고차단형, 전동기용, 일반용 등을 선별 선택하여야 함	.차단전류는 저압 계통에서 충분하므로 대전류 계통에 적합
개페 회수	무 통 전	4000 ~ 2000	5000 ~ 3500
	통 전	6000 ~ 500	1500 ~ 300
	비 교	.소용량이고, 개폐 빈도 높은 장소에 적합	-
조작방법		Lever - 수동조작 - 원격 Trip        ┐ - 개폐상태 표시 │ Option - 부족전압 Trip ┘	.Motor Spring Charge - 전동 / 수동 조작 - 원격 개폐 - 개폐상태 표시 - 보호 System과 연계 용이
적용	주차단기	-	.특고압 계통과의 보호협조가 용이한 ACB(W/OCR, OCGR, TR 중성선용 OCNR) 선정
	간 선 용 차 단 기	.주차단기	-
	분 기 용 차 단 기	.일반형 MCCB를 선정	-
검토결과		.주차단기는 정격전류 1,000A 전후, 단락용량은 25㎸ 정도, 간선용 차단기는 정격전류 100A 전후, 단락용량 20㎄ 정도, 분기용 차단기는 정격전류 50A 사용 .변압기 2차 주차단기는 ACB, 2차측은 MCCB로 선정 .간선용 MCCB 150AT 이상은 가조정형으로 선정하고 분전반용은 메인을 제외하고 ELB로 동력용은 4P로 반영

 

 

5. ATCB
1) 적용
ATCB(Automatic Transfer Circuit Breaker)는 정격전압이 AC 690V를 초과하지 않으며, 주파수 60Hz의 3상 교류회로에 사용한다.

2) 적용규격
가) KSC 4501 : 고압용 부하 개폐기
나) 한국전기공업협동조합 표준규격 : KEMC-1112 비상용 전력전환 스위치
다) IEC 60947-6-1

3) ATCB 정격 및 특성

구 분			정격 및 특성	비고
정격사용전압 (VAC) Ue			∙ 690
정격절연전압 (VAC) Ui			∙ 1000
정격임펄스내전압 Uimp			∙ 8000
프레임전류 (AF)			∙ 630/800/1000/1250/1600
정격전류 (A)			∙ 630/800/1000/1250/1600
중성극전류 (A)			∙ 630/800/1000/1250/1600
극 수			∙ 3P OR 4P
정격차단전류 (O-CO-CO)	380 - 220V		∙ 85
정격투입전류 (㎄, peak)	~ 500V		∙ 143
정격단시간전류(㎄)	1 sec		∙ 65
동작시간	"A" Power	전차단 시간	∙ 30ms 이하(Less than)
		투 입 시 간	∙ 70ms 이하(Less than)
	"B" Power	전차단 시간	∙ 30ms 이하(Less than)
		투 입 시 간	∙ 100ms 이하(Less than)
조작전류	Closing coil current	"A" Power	∙ DC 110V,125V = 3A, AC 110V = 3A, ∙ AC 220V = 5A
		"B" Power	∙ DC 110V,125V = 7A, AC 110V = 7A, ∙ AC 220V = 10A
	Trip coil current		∙ DC110V,125V = 3A, AC110V = 3A, ∙ AC220V = 5A
정격개폐회수	통 전		∙ 5,000
	무 통 전		∙ 20,000
스프링 축세시간 (sec)			∙ 8
스프링 축세전류 (A)			∙ DC 110V, 125V = 3A, AC 110V = 3A ∙ AC 220V = 5A

 

 

6. 예비전원설비
1) 축전지설비

구 분	친환경 연축전지	니켈-수소 축전지	NI-CD BATTERY
형 태
공 칭 전 압 (V / Cell)	∙ 2V	∙ 1.2V	∙ 1.2V
부 동 전 압 및 균등충전주기	∙ 2.27V이며 균등충전 필 요(년4회 정도)	∙ 1.25V이며 균등충전 필 요(년2회 정도)	∙ 1.25V이며 1.45V의 균 등충전 필요 (년2회 정도)
방 출 공 해	∙ 무보수 밀폐형 Gas 발생 이 안됨 (환기 불필요)	∙ 거의 Gas 발생이 안됨 (환기 불필요)	∙ 재래식 연축전지보다 적 으나 Gas 발생 (환기요)
상 용 상 태 시 전 해 액 보 충	∙ 무보수 밀폐형으로 불필요	∙ 불 필 요	∙ 필 요
액누출 가능성	∙ 누출 가능성 없음	∙ 누출 가능성 없음	∙ 충전시나 기울일시 액  누출
전 해 질	∙ 교체 불필요	∙ 교체 불필요	∙ 교체 필요
수 명	Floating 운행시 4~5년 ∙ Cycle 운행시 50% ∙ 300Cycle	Floating 운행시 20년 ∙ Cycle 운행시 70% ∙ 1500Cycle	∙ Floating 운행시 4~5년 ∙ Cycle 운행시 50% ∙ 300Cycle
중량 및 크기	∙ 중량 : 100/설치면적 : 100	∙ 중량 : 100/설치면적 : 90	∙ 중량 : 100/설치면적 : 90
점 검 용 이 도	∙ Rack에 설치하므로 점 검 및 유지보수 어려움	∙ Cubicle이나 Rack에 설 치하므로 점검 및 유지 보수 어려움	∙ Rack에 설치하므로 점 검 및 유지보수 어려움
비 고	∙ 장수명이고 유지보수비 가 필요 없음.	∙ 국내 제작품 외에 외국에 서 성능이 우수한 완제 품 등이 납품되고 있어 급속한 기술 개발을 촉 진하고 있음	∙ 초기 투자비가 비싸며, 특성은 좋으나 유지보 수에 따라 수명이 좌우
선 정	◉

 

2) 적용결과
환경오염 물질배출 없고, 배전반내 수납 가능하며 유지보수 용이성, 신뢰성을 감안, 친환경성의 무보수밀폐형 연축전지 선정

 

출처- 광주도시철도 2호선 1단계