1. 교류차단기

 

(1) 일반사항
① 교류차단기는 전선로에 발생한 사고전류를 확실히 차단할 수 있어야 한다.
② 차단기는 진공차단기 및 가스차단기 중 설치장소의 환경과 회로의 조건에 의해 기기의 특징을 활용하여 선정한다.

 

(2) 차단기의 정격표준치

 

차단기 정격의 표준치

정격전압
(kV)
정격차단
전 류
(kA, rms)
정 격 전 류
(A, rms)
정격투입
전 류
(kA, rms)
정격차단
시간
(cycle)
60㎐기준
72.5 (12.5) (12.5)       32.5 5
20 1,250 2,000     52
31.5 1,250 2,000 (3,150) (4,000) 82
170 31.5 1,250 2,000     82 3
(40) (1,250) (2,000) 3,150 (4,000) 130
50 1,250 2,000 3,150 (4,000) 130
63   2,000   4,000 164

(주) 괄호안의 숫자는 특수한 장소나 미래의 계통용량 변동에 대비한 비표준품임

 

(3) 교류차단기의 특징

구분 진공차단기 가스차단기 (단일 압력식)
소호부분 단순 단순
조작기구 단순 단순
기 타   가스압력 검출회로 필요
취 급 조작기구의 점검만 일정기간 조작기구를 제외하고 무점검
가능
발 생 음 작음 작음
내 오 손 밀봉형도 가능하므로 용이 가스밀봉장치 혹은 부싱형이 가능하므로 용이
차 단 용 량
가 격 가스차단기와 동등 부싱형은 동일 용량의 공기차단기보다
저가

 

(4) 동작책무
변전소의 급전측에는 급전구간의 단락전류를 자동적으로 차단하는 차단기를 설치하고 용량은 전원의 장래계획을 감안하여 결정하며, 기종과 동작책무 및 차단시간은 다음 표에 의한다.

정격전압(KV) 종류 정격
  표준 동작책무 차단시간
25.8 가스차단기 (GIS) O-0.3초-CO-15초-CO 5 사이클
72.5 O-0.3초-CO-3분-CO 3 또는 5 사이클
170 O-0.3초-CO-3분-CO 3 사이클

(5) 차단기 적용상의 주의사항
① 차단용량은 장래의 전원계통의 확장을 고려한다.
② 교류급전용 차단기는 표준동작책무가 고속도 재투입용으로 한다. 재투입 시간은 전차선로의 무전압 시간이 0.5초가 되도록 계전기 동작시간을 포함하여 고려한다

 

 

2. 단로기

 

단로기는 장기간의 사용에 의한 접촉면의 거칠어짐이나 접촉저항의 변화를 적게 해야 한다.
(1) 단로기의 정격은 표에 의한다.
(2) 정격 단시간전류는 계통의 단락전류를 계산하여 결정한다.
(3) 동력조작은 전동조작 혹은 공기조작방식으로 한다

(4) 변압기의 큰 여자전류를 개폐하는 경우는 아크접촉자를 설치한다.

 

단로기의 정격

정격전압
(kV)
단시간정격전류
(kA)(rms)
정격전류 (A)(rms)
72.5 12.5
20
31.5
1,250
1,250
1,250

2,000
2,000


3,150


4,000
170 31.5
40
50
63
1,250
1,250
1,250

2,000
2,000
2,000
2,000


3,150


4,000
4,000

 

3. 고장점 표정장치(Locator)

 

고장점 표정방식 비교

구 분 흡상전류비 방식 리액턴스 방식 거리계전기 방식
표정원리 S/S, SP, SSP의 중선선 전류를 측정 비교하여 고장점까지의 거리 계산 및 표정 사고시 전압, 전류를 측정하여 임피던스 계산 및 표정 사고시 전압, 전류를 측정하여 임피던스 계산 및 표정
설치개소 AT설치 개소
(S/S, SP, SSP)
S/S S/S, SP
장단점 - 고장점 위치를 정확히 표정
- 시설비 고가
- AT급전방식 특성상 임피던스가 거리에 비례하지 않기 때문에 표정값이 부정확함.
- 흡상전류방식에 비해 저가
-거리계전기(21)내에 고장점 표정에 대한 기능이 포함되어 있어 별도의 고장점 표정장치가 필요없음.
-(주)별도설치.
사용실적 국내 수도권
일본
국내 기존선
일본(BT방식)
유럽(신개발품)

(주) 변전소 및 구분소에 고장점 표정반, 고장점 표정장치, 프로토콜 컨버터 등를 별도 설치한다.

 

(1)고장점 표정장치 주요기기

설치장소 변전소 구분소 보조구분소
측정장치[MU(SS)]    
측정장치[MU(AT)]  
계산장치[CU]    
자동중계장치[RA]  
자동중계장치[RB]    
자동중계장치[RC]  
피뢰기[Ar]

 

(2) 주요설비 기능
① 측정장치(MU, Measuring Unit)(SS)
중성점 고장전류 및 부하전류를 디지털 신호로 표시하며, 이를 직렬 신호로 변환하여 연산장치(CU)로 전송하는 기능을 한다.
② 측정장치(MU, Measuring Unit)(AT)
중성점 고장전류를 측정하여 디지털 신호로 표시하며, 이를 직렬 신호로 변환하여 변전소의 측정장치(MU)로 전송하는 기능을 한다.

③ 연산장치(CU, Calculator Unit)
변전소, 구분소 및 보조구분소 각각의 중성점 고장전류 및 변전소의 부하전류를 취합하여 이들의 전류치에 의하여 고장전류 및 사고 위치의 거리를 표정 및 연산하여 이 위치 정보를 중앙감시장치에 전송하는 기능을 한다.
④ 자동중계장치(RA, Repeater A)
전송선로와의 분리 역할을 하며 기동신호를 수신하여 측정장치(MU)로 시작 신호전송 및 연산장치(CU)로 데이터 신호를 전송하는 기능을 한다.
⑤ 자동중계장치(RA, Repeater B)
전송선로와의 분리를 하고 시작신호를 수신하여 측정장치(MU)로 시작신호 전송, 데이터신호 수신, 연산장치(CU)로 데이터 신호를 전송하는 기능을 한다.
⑥ 자동중계장치(RA, Repeater C)
전송선로와의 분리를 하고 시작 신호를 생성(발생)하여 시작신호를 전송하는 기능을 한다.
⑦ 피뢰기(LA, Lightning Arrester)
전송선로와 뇌 서어지로부터 기기를 보호하는 기능을 한다.

 

 

출처-국가철도공단 KRE-02070

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○ 가스절연 개폐장치

 

(1) GIS의 내장 기기
① 차단기(Gas Circuit Breaker)
② 모선(Main Bus)
③ 단로기(Disconnecting Switch)
④ 접지 개폐기(Earthing Switch)
⑤ 피뢰기(Lightning Arrester)
⑥ 계기용 변압기(Potential Transformer)
⑦ 계기용 변류기(Current Transformer)

⑧ 케이블 단말장치(Cable Sealing End, 지중선로인 경우)
⑨ 에어 부싱(Air Bushing, 가공선로인 경우)


(2) GIS의 특징
① 설치 면적의 축소화
절연내력이 우수한 SF6 가스를 이용하여 개폐 장치를 대폭 축소하였고, 장치의 입체 배치, 접속되는 기타 기기 및 송전 계통과의 관계를 고려하면 종전의 변전 설비에 비해 설치 면적이 약1/4 정도로 축소되고 옥내 설치도 가능하여 건물 및 부지의 비용 절감 효과가 매우 크다.
② 높은 안정성
모든 충전부는 접지된 탱크 내에 내장되고 SF6 가스로 절연되어 있으므로 감전에 대한 위험이 없다. 더구나 SF6 가스는 불연성이기 때문에 화재의 위험이 없으며 안정성이 대폭 향상되어 인구 밀도가 높은 도심지에 아주 적합하다.
③ 고도의 신뢰성
도전부, 절연부, 접속부 등의 충전부가 전부 가스로 충전된 금속 용기에 완전히 밀폐되어 있으므로 염해, 먼지 등에 의한 오손이나 강풍, 뇌 등의 외부 환경에 영향을 받지 않으며, 만일 내부 사고가 발생하더라도 가스 구획이 구분되어 있어 사고 확
대가 방지되는 등 신뢰성이 대단히 높다.
④ 보수 점검의 성력화
절연물 접촉자 등이 안정성이 높은 SF6 가스 중에 설치되어 있으므로 열화나 마모가 적어 모선이나 단로기 등의 보수가 필요 없으며, 차단기의 점검은 5∼6년에 1번 정도면 충분하므로 보수 유지가 상당히 간편하다.
⑤ 설치기간의 단축
수송 및 포장을 고려하여 가능한 한 각 유닛별로 완전히 조립한 상태로 공급하므로 설치가 간편하고 설치 기간이 단축된다.
⑥ 저소음
차단기를 포함한 개폐 장치 모두가 탱크 내에 완전 밀폐되어 있으므로 조작 중의 소음이 적고 라디오 방해 전파를 줄일 수 있다.


(3) 일반구조
GIS의 구조는 전기적, 기계적으로 충분한 내구성을 갖고, 각 구성기기의 조작은 원활 확실하고, 보수 점검은 안전, 용이하도록 제작되어야 한다. 개별기기 및 GIS의 사용 실적에서 특히 다음 사항을 고려하여야 한다.
① 기계적 충격이 가해지는 장소에 사용하는 부품은 오랜 기간에 손상이나 변형이 없어야 하고, 연결부는 장기간 사용에 의한 이완이 되지 않는 구조로 한다.
② 각종 패킹은 사용개소에 의해 내열성, 내유성, 기후 등을 고려하고, 장기간 사용에 대한 충분한 성능을 유지하는 것을 사용한다. 특히 탱크플랜지실(tank flange seal) 면 등은 우수(雨水)등에 의한 녹이 생기지 않도록 하여야 한다.
③ 옥외용GIS의 가스 감시반등은, 먼지나 우수의 침입이 안 되는 구조로 하고, 결로나 녹 등에 의하여 지장이 없는 구조로 한다.


(4) 시스템 구성
GIS는 증설이나 사고복구 시에 정지범위를 국한시키는 동시에 작업의 효율화와 신뢰성, 안전성을 기할 수 있도록 시스템구성상 고려되어야 한다. 또한 교환이 필요한 각 부품, 구성기기는 부품 또는 작은 블록마다 호환성이 있으며, 상당한 조정을 하지 않고 교체가 되도록 되어야 한다.


(5) 모선
모선은 주모선과 접속모선으로 분류되고 필요한 개소에 가스구분 절연 칸막이를 설치한다. 또한 설치, 열신축, 상대 변위 등을 고려한 구조로 하고, 필요한 경우에는 신축 이음매를 시설하여 필요에 의해 보수용 착탈장치를 설치한다.


(6) 다른 기기와의 접속부
GIS는 변압기ㆍ전력케이블 등의 다른 기기와 접속 가능하도록 한다. 또한 접속부는 접속작업성, 사고시의 작업성을 고려한 구조로 함과 동시에 기기 상호간의 전기적, 기계적, 열적 영향에 의해 각각의 기기에 실용상 지장을 주지 않도록 고려해야 한다. 접속부는 전기적, 기계적으로 충분한 강도가 있고, 장기간의 사용에 견디어야 한다. 또한
접속부의 조립 치수 및 제작, 시공의 접합구분은 당사자간의 협의에 의해 결정한다.
접속부에서 기기 상호간에 미치는 영향의 예는 아래와 같다.

① 전기적영향

ㆍ GIS와 다른 기기와의 탱크간을 절연하지 않는 경우 탱크간에 전자유도에 의한 순환전류 및 지락에 의한 사고전류가 흐
른다.
ㆍ GIS와 다른 기기와의 탱크간을 절연하는 경우 탱크간의 절연접속부에 주회로의 뇌서어지, 개폐서어지 등에 의한
유도전압이 발생한다.

② 기계적영향

ㆍ GIS와 다른 기기의 기초가 다른 경우는 기초분할부에서 상대변위가 생길 수 있다.
ㆍ GIS를 변압기 또는 리액터와 직결한 경우는 변압기, 리액터의 여자 진동이 GIS에 전파할 수 있다.

③ 열적영향

ㆍ GIS를 케이블과 접속하는 경우는 GIS도체에서 케이블도체에, 역으로 케이블도체에서 GIS도체로 열이 전달된다.
ㆍ 탱크의 열신축에 의해 기기에 기계적 응력을 발생시킬 수 있다.

 

변전설비 접속개소중 고조파저감설비, 전차선로 지중인출, GIB(GOB로 연결된 변압기)는 Cable Plug-In 접속재를 적용한다

 

(7) 기계적 강도
GIS각부는 아래의 하중에 견딜 수 있는 충분한 강도를 갖는 것으로 해야한다.
① 차단기 또는 단로기 등의 조작시의 충격하중, 단락시의 전자력에 추가하여 4.9㎨에서 일정한 수평가속도의 정적하중의 중첩.
② 차단기 또는 단로기 등의 조작시의 충격하중, 단락시의 전자력에 추가하여 40m/s의 풍압의 중첩
③ 지진파를 정현파로서 가대 하단을 진동을 추가한 때 공진 시의 동적하중. 다만, 당사자간의 협의에 의해 정해진 사이클 이내에서의 공진 시의 하중으로 한다. 또한 변압기 등의 진동성격이 틀린 다른 기기와의 접속부나, 과도응답특성이 다른
복수의 분할기초상에 GIS를 설치하는 경우의 인접기기간의 접속부는 그 응답특성이 다른 것을 고려한 내진구조로 할 필요가 있다.


(8) 탱크강도
사용 상태에서 압력이 가해지는 부분은 최고 사용압력에 충분히 견디도록 소정의 기준에 맞도록 제작되어야 한다. 또한 GIS내부 고장에 대하여 탱크의 강도는 주 보호 계전기에 의한 고장제거시간까지의 가스압력 상승에 견디어야 한다.


(9) 가스구분 및 가스의 순도
① 가스구분
GIS에서 구분할 필요가 있는 부분은 독립된 가스구분으로 하지만, 가스구분을 가능하게 해야 한다. 또한 각 가스구분에 수분 또는 분해가스를 흡착하는 흡착제를 구비해야 한다.
② 가스감시구분
가스구분은 하나 혹은 복수를 통합하여 GIS의 운용, 보수 등에 필요한 가스감시구분을 구성해야 한다. 가스감시구분은 대기 혹은 인접 가스감시구분에 가스 누설이 없도록 적절한 기밀구조를 갖추어야 한다. 대기로의 가스 누설양은 1wt%/년 이하로 한다. 또한 각 가스감시구분에는 가스감시장치를 설치해야 한다.
③ 가스의 밀도
가. SF6가스의 순도는 GIS에 봉입한 상태에서 95wt%/년 이상으로 한다.
나. SF6가스중의 수분량은 GIS에 봉입한 상태에서 표 이하로 한다

 

SF6가스중의 수분량

기 기 기준치
전류를 개폐하지 않는 기기 500 vol ppm
전류를 개폐하는 기기 0 vol ppm

 

(10) 접지방식
GIS의 탱크 및 지지대는 모두 접지할 수 있는 구조라야 한다. 또한 GIS구조의 구분에 의해 접지방식은 표와 같이 한다.

 

 GIS의 구조구분과 접지방식

구조구분 접지방식
3상일괄형 다점접지방식
상분리형 다점접지방식 혹은 일점접지방식
3상일괄형과 상분리형이 섞인 경우 다점접지방식과 일점접지방식을 병용

 

(11) 제어 감시장치
① 조작
제어 감시장치의 조작은 안전, 원활 확실히 하는 것이어야 한다.
② 개폐표시
차단기, 단로기 및 접지개폐장치에는 개폐상태를 확인할 수 있도록 기계적, 혹은 전기적 개폐표시장치를 설치한다.
③ 경보와 쇄정
가) 가스압력 저하경보
가스압력이 최저 보증압력 및 경보가스압력으로 되었을 경우에 경보를 울린다. 다만, 정격가스압력>경보가스압력≥최저보증가스압력으로 하여 구체적인 값은 당사자간의 협의에서 결정한다. 또한 GIS의 기본성능이 SF6가스의 밀도에 의존하기 때문에 20℃로 환산한 압력, 결국 밀도로 관리하는 방법이 적절하다.
나) 조작쇄정
차단기의 가스밀도 혹은 조작압력이 최저 보증치 이하로 되는 경우는 차단기를 조작할 수 없도록 쇄정하는 것으로 한다. 또한 전류 개폐능력을 필요로 하는 차단기, 접지 개폐기의 쇄정의 필요 여부에 대해서는 당사자간의 협의에 의한다.


(12) 정격
① 정격전압
정격전압은 GIS에 부과될 수 있는 사용회로 전압의 상한을 말하며 계통의 공칭전압에 따라 표를 표준으로 한다.

 

 정격전압의 표준치

공칭전압(kV) 정격전압(kV)
27.5 29
66 72.5
154 170

② 절연강도
GIS의 절연강도는 표에 의한다.

 

 GIS의 절연강도(170kV이하)

정격전압
(kV, rms)
상용주파수내전압 (kV, 실효치) 뇌임펄스전압 (kV, 파고치) 1.2/50㎲
대지 및 극간, 상간 DS극간 대지 및 극간, 상간 DS극간
29 110 110 220, 250 220
72.5 140 160 325 375
170 325 375 750 860

③ 정격주파수
정격주파수는 이 GIS가 규정의 조건에 적합하도록 설계된 주파수를 말하며 60㎐로 한다.
④ 정격전류
주회로의 정격전류는 정격전압, 정격주파수하에서 규정된 온도상승한도를 초과하지 않고 그 회로에 연속적으로 흘릴 수 있는 전류한도를 말하며 표를 표준으로 하고 표시방법은 다음과 같다.
가) 회로 단위에 있어 분기회로의 정격전류와 모선의 정격전류가 다른 경우
(예) 분기 1,250A/모선 2,000A
나) 정격전류가 다른 여러 개의 회로단위로 구성될 경우
(예) 분기 1,250/2,000/4,000A/모선 4,000A
다) 정격전류가 다른 여러 개의 회로단위로 구성되어 전체 정격전류를 약칭할 필요가 있는 경우는 분기 또는 모선의 정격전류 최대의 것으로 표시한다.
⑤ 정격단시간 전류
가) GIS의 정격단시간 전류(rms)를 1초간 그 장치에 흘렸을 때 이상이 발생하지 않는 전류의 최대한도를 말하며 표를 표준으로 한다.

나) 정격단시간 전류의 최대 파고치는 정격치의 2.6배로 한다.

 

 GIS의 정격표준치

정격전압(kV) 정격단시간전류 (kA, rms) 정격전류(A) 비 고
29 20 630, 200  
72.5 20
31.5
1,200 2,000
1,250 2,000
 
170 31.5
50
(63)
1,250 2,000
1,250 2,000 3,150 (4,000)
(2,000) (4,000)
 

⑥ 정격조작전압, 조작압력 및 제어전압의 변동범위는 표와 같다.

장치 및 기구별 정 격 치 변동범위
조작장치 전자조작의 정격조작전압   투입 : 정격치의 85 ∼ 110%
트립 : 정격치의 60 ∼ 125%
전동스프링조작의 정격조
작전압
DC 110V
또는 AC단상 220V
또는 3상220V, 380V
투입 : 정격치의 85 ∼ 110%
유압조작방식의 정격조작
압력
- 정격치의 85 ∼ 110%
제어장치 정격제어전압 DC 110V 투입 : 정격치의 75 ∼ 125%
트립 : 정격치의 60 ∼ 125%
AC 단상 220V 투입 : 정격치의 85 ∼ 110%
트립 : 정격치의 60 ∼ 125%
정격제어압력   정격치의 85 ∼ 110%

 

(13) 수송ㆍ설치
① 수송
GIS의 수송방식은 기기의 정격 및 구성에 의해 다르지만 일괄수송방식과 분할수송 방식이 있다. 기기의 형태와 수송제한을 고려하여 수송방법을 선정한다.
가) 일괄수송방식
일괄수송방식이라는 것은 각 회로 단위에서 구성기기와 부속품을 완전 장착한 상태로 수송하는 방법이다.
나) 분할수송방식
분할수송방식은 각 회로 단위를 어느 정도의 구성기기그룹으로 분할하여 수송하는 방식이다.
② 설치
설치된 상태의 GIS는 외기의 영향을 받지 않고, 높은 신뢰성이 있다. 설치 시에도 그 신뢰성을 확보하기 위한 작업관리는 중요하고, 특히 현장 도킹작업에는 GIS의 기본 성능에 영향을 미치는 먼지나 수분 등에 주의하여 작업을 할 필요가 있다. 가스의 충진에 있어서는 기기 내부를 진공으로 유지하고 건조한 후 SF6가스를 규정 압력 까지 충진한다.

 

출처-국가철도공단 KRE-02070

 

 

 

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1. 변전소 등의 형식

(1) 변전소등은 옥내형으로 하며, 다음 각 호의 어느 하나에 해당하는 경우에는 옥외형으로 할 수 있다.
① 주택 등과 멀리 떨어져 민원발생 등의 우려가 적은 지역의 경우
② 공해ㆍ 염해 등의 우려가 적은 지역의 경우
③ 인구밀집지역이 아닌 지역의 경우
④ 그 밖에 옥내형으로 건설이 곤란한 경우
(2) 변전기기는 수전측으로부터 급전측까지 일관되고 합리적으로 배치하고, 급전측이 선로방향이 되도록 한다.
단, 급전선이 지중으로 인출될 경우에는 예외로 한다.
(3) 변전소등의 건물설계를 위하여 GIS 등 기기들의 하중과 시공시 필요 공간, 소음 및 진동기준 등 인터페이스 조건을 고려하여야 한다.
(4) 시공 및 유지보수를 위해 필요한 진입로와 장래증설을 고려하여 여유 부지를 확보하도록 설계한다.
(5) 변전소의 용량증설 및 노후 등으로 설비개량이 필요할 경우 1뱅크를 시설 할 수 있는 여유 공간의 확보를 고려한다.
(6) 옥외 변전소의 경우 철구와 기기가대 등은 지반 및 하중을 고려하여 강재 또는 철제 비임 및 철근콘크리트주 등을 이용한 적절한 구조로 한다.

 

 

2.  변전소 등의 설비

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 장ㆍ단점이 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
(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.

 


3. 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 단권변압기만의 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.

 

 

4. 가선최대장력

  송전인류철구 구내가선철구 급전인출철구
22∼77kV
주 회 로
경동연선 55㎟
경알루미늄연선
200∼55㎟
4900∼9800N/조
경동연선
55∼150㎟
1960N/조
경동연선
150㎟
경알루미늄연선
95㎟
2940∼4900N/조
110kV∼154kV
주 회 로
강심알루미늄연선
7840∼9800N/조
경동연선
200∼300㎟
1960N/조
 
가 공 지 선 강 연선
22∼38㎟
3920∼4900N/조
강 연선
22∼38㎟
980N/조
 

 

5. 풍압하중

풍압을 받는 구분 구성재의 수직 투영면적 1㎡에 대한 풍압
목 주 588Pa
철 주 원형의 것 588Pa
삼각형 또는 마름모형의 것 1411Pa
강관에 의하여 구성되는 4각형의 것 1117Pa
기타의 것 복제가 전후면에 겹치는 경우에는
1627Pa, 기타의 경우에는 1784Pa
철근
콘크리트주
원형의 것 588Pa
기타의 것 588Pa
철 탑 단주 (완 철류는 제외함) 원형의 것 588Pa
단주 (완 철류는 제외함) 기타의 것 1117Pa
강관에 의하여 구성되는 것(단주는
제외함)
1254Pa
기타의 것 2156Pa
전선
기타 가접선
다도체(구성하는 전선이 2가닥마다 수평으로 배열되고 또한 그 전선 상호간의 거리가 전선의 바깥지름의 20배 이하인 것에 한한다. 이하 같다)를 구성하는 전선 666Pa
기타의 것 745Pa
애자장치(특별 전선용의 것에 한한다) 1039Pa
목주ㆍ철주(원형의 것에 한한다) 및 철근 콘크리트주의 완금속
(특별고압 전선로용의 것에 한한다)
단일재로서 사용하는 경우에는
1196Pa, 기타의 경우에는 1627Pa

 

1) 전선의 피빙 및 빔(Beam)의 적설하중
전선에 빙설을 고려하는 경우는 가선 각조의 주변에 동축원통상의 두께 6㎜의 얼음이 붙어있는 것으로 하고, 피빙의 중량은 0.9 g/㎤로 한다. 빔의 적설중량은 빔 위에 관설(冠雪)이 있는 경우만 고려하고 기둥은 그 영향이 적으므로 무시한다.

 

2) 지진력
지진에 대한 학문이나 공학이 정립되기 이전에는 지진의 발생으로 인한 지상 구조물의 피해는 자연재해의 필연으로 받아들여졌고, 지진으로 인한 지반의 불규칙한 운동으로 구조물은 진동하게 되며, 지진력은 구조물의 기반에 작용하게 된다.
구조물의 상층에 작용하는 전단력은 구조물의 동적 거동의 결과에 따라 다르게 되고, 어느 특정지역에서 예상할 수 있는 지반운동의 크기와 특성을 알아내는 데는 한계가 있고 구조물이 지진에 대하여 잘 견딜 수 있는 능력은 탄성한계를 넘어 비탄성 범위내에서 발휘할 수 있기 때문에 파괴를 일으키지 않고 비선형적으로 에너지를 분산시킬 수 있도록 구조물의 연성을 갖도록 하는 것이 바람직하다.
기기가 설치되지 않는 철구는 일반적으로 지진력에 의한 하중보다 풍압하중 쪽이 가혹하기 때문에 지진력은 고려하지 않는다. 기기가 탑재되는 철구는 지진력에 의한 하중과 풍압하중과 비교하여 가혹한 쪽의 조건으로 한다.

 

 모선의 높이 및 경간

[단위 : m]

전 압 철구경간 모선높이 모선 간격
인 류 구 내
22kV 4.0 6.0 1.2 0.7
33kV 5.0 7.0 1.5 0.9
44kV 5.0 7.0 1.5 1.1
66kV 7.0 7.0 2.0 1.5
77kV 7.0 7.0 2.0 1.7
110kV 9.0 9.0 2.5 2.3
154kV 12.0 10.0 3.5 3.0

 

 빔(beam)의 크기 및 철주의 지면폭

전압종별 빔(beam)의 크기 철주의 지면폭
하중방향 하중과 직각 하중방향 하중과 직각
22∼33kV 400~500 300~400 700~800 400~800
66∼77kV " " " "
110kV 500 400~500 700~1,000 500~1,000
154kV 700 700~1,000 700~1,000 700~1,000

 

 허용응력도표

재질 두께 또는
지름 t(㎜)
항복점
(N/㎟)
인장
강도
(N/㎟)
허용응력도(N/㎠)
인장 압축 전단 지압
강재 볼트
SS400 t≤16 245 401.8 16,170 16,170 16,170 9,310 11,760 26,950
16<t≤40 235 401.8 15,680 15,680 15,680 8,820 11,270 25,480
SS490 t≤16 285 490 18,620 18,620 18,620 10,780 13,230 30,870
16<t≤40 275 490 18,130 18,130 18,130 10,290 12,740 29,890
STK400   235 401.8 15,680 15,680 15,680 8,820 11,270 25,480

 

 콘크리트의 부착응력도

콘크리트(재령28일)의
압축강도(MPa)
부 착 응 력 (MPa)
형강ㆍ평강 봉 강 이형봉강
17.7이상 20.6미만 0.34 0.69 1.37
20.6이상 23.5미만 0.36 0.74 1.37
23.5이상 0.39 0.78 1.37

(전기설비기술기준의 판단기준 표65-2)

 

 

 철근의 장기허용응력도

종 별 허 용 응 력 도 N/㎠
인장 및 압축 전단 보강
SR235 15,680 15,680
SR295 15,680 19,600
SD235 15,680 15,680
SD295 19,600 19,600
SD345 21,560(19,600) 19,600
SD390 21,560(19,600) 19,600

(주) 1. D29이상을 사용하는 경우는 ( )내의 수치로 한다.
2. SD295, SD345, SD390의 경우 콘크리트강도 δ274.4가 1960N/㎠에 미치지 못하면 15680N/㎠로 한다.

 

 

출처-국가철도공단 KRE-02050

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1. 변전설비


변전실비는 가공 또는 지중 수전선로를 통하여 수전한 154kV의 전원을 전기차량 운행에 필요한 전력으로 변성하기 위하여 필요한 설비들을 총칭한다.
(1) 변전소는 일반적으로 그 형태에 따라 철구형 변전소, GIS형 변전소 및 혼합형(Hybrid) 변전소로 분류한다.
(2) 변전설비는 급전계통 구성에 따라 전철변전소, 급전구분소, 보조급전구분소, 병렬급전소, 단말보조급전구분소로 구성한다.
(3) 변전설비는 170kV GIS, 72.5kV GIS, 단권변압기, 전철제어반, 소내전원설비, 고장점 표정반, 원격진단장치, 전력품질개선장치 등으로 구성한다.

 


2. 급전계통


(1) 교류전철화 구간에는 방면별로 급전하며, 각 변전소의 중간에 급전구분소를 시설하여 차단기 등의 보호장치와 함께 절연구분장치를 설치한다.
(2) 절연구분장치는 각 변전소의 급전전압의 위상이 다른 경우 계통을 구분하기 위하여 설치한다.
(3) 보통의 급전상태는 양단변전소에서 급전구분소의 절연구분장치까지 단독으로 급전하지만 사고와 작업 등의 경우에는 급전구분소에서 인접 변전소까지 급전을 연장한다.
(4) 변전소의 간격이 비교적 긴 경우 보수작업이나 사고 시에 급전구간을 구분하는 목적으로 보조급전구분소를 시설한다.
(5) 종래에는 BT급전방식을 사용하였으나 부하용량의 증가로 최근에는 AT방식으로 전환하고 있으며 신설 설비는 AT급전방식을 표준으로 한다.
(6) 급전방식은 교류 단상 2만5천볼트 단권변압기 비절연보호방식을 표준으로 한다.
(7) 수전측의 상불평형을 최소화하기 위하여 급전용변압기는 스코트 결선을 사용하며, 급전용변압기 2차측의 M, T상은 단권변압기를 통하여 변전소에서 선로를 향할 때 좌 또는 우방향으로 급전구분소까지 공급한다.
(8) 변전소에서 전기차량까지 구성되는 회로의 전압보상을 위하여 단권변압기를 적절하게 분산배치하며, 단권변압기의 중성점과 매설접지선, 보호선, 궤도를 연결하여 전류를 변전소까지 귀환시켜 통신 유도장해와 사고파급을 최소화 되도록 설계한다.
(9) 각종 사고 또는 고장시 파급 등을 방지하기 위한 적절한 보호방식을 제시하여야 한다.
(10) 전차선로의 상하선 구분 없이 방면별 급전되도록 회로를 구성한다.
(11) 3개 이상의 선로에 급전하는 경우 적정하게 부하가 분담되도록 회로를 구성한다.

(12) 부하측에서 발생되는 고조파의 크기를 검토하여 필요시 저감방안을 제시하여야 한다.

 


3. 변전소 건설방식(옥내, 옥외)


1) 기기 건설방식에 의한 분류
변전설비의 기기건설은 차단설비의 건설방식에 의해 구분되는데 공기절연형과 SF6가스 절연형이 있다. 현재 건설되는 한전, 한국철도공사 및 운영중인 경부고속철도 우선개통구간(서울~부산)의 변전소 기기는 공기절연형에 비해 염해등 외부환경 또는 이물질 접촉에 의한 사고가 없고, 유지보수 작업자의 안전을 도모한다. 각 기기가 표준화된 조립방식에 의하므로 대량생산이 가능하고, 제작공장에서 조립한 상태로 수송하기 때문에 현장 설치작업의 공기가 단축 및 보수 점검 업무가 불필요하기 때문에 운전경비가 절감되며 설치면적 축소가 가능한 GIS(SF6가스 절연형)방식으로 건설되고 있다.


2) 건축물 건설방식에 의한 분류
변전설비의 각종기기(변압기 및 차단설비등)는 옥외에 설치하고 배전반 및 각종 감시 장비만 옥내에 설치하는 옥외방식과 변전설비의 모든 기기를 건축물내에 설치하는 옥내 방식이 있으며, 이를 비교하면 다음과 같다. 옥내GIS방식은 초기투자비가 다소 불리하나 국토이용효율의 극대화와 설비의 기능성, 유지보수성, 보안성, 기기의 내구성, 민원 해소를 감안할 때 옥내GIS가 가장 유리한 건설방식이다. 특히, 최근에는 경제성장과 함께 삶의 질을 추구하는 국민의식 변화에 따라 자기주변의 변전설비에 대한 거부감을 갖고 있어 집단민원발생으로 건설에 어려운 실정이므로 한전에서도 기존 설비(옥외철구형)를 옥내GIS방식으로 개량하고 있으며, 철도 전철화시 변전설비도 옥내GIS형으로 건설하고 있는 추세이다.

 

 

4. 변전설비 하중표 조사 (샘플)

 

(1) 옥내 전철S/S

구 분 산 출 비 고
1층 M.TR 100.6[t] x 2 = 201.2[t] (30/40MVA기준)
AT 15.1[t] x 5 = 75.5[t] (7,500kVA기준)
배전반 1[t] x 6 = 6[t] 6면 기준
소계 282.7[t]  
2층 무근 35.6[㎡] x 2.3[t/㎡] = 81.88[t] -
제어반 11[면] x 1[t]=11[t] 11면 기준
소계 92.88[t]  
3층 무근 100.8[㎡] x 2.3[t/㎡] = 231.84[t] -
72.5㎸ GIS 정하중 : 94.5[tf]
동하중 : 112[tf]
동하중
소계 343.84[tf]  
4층 무근 131[㎡] x 2.3[t/㎡] = 301.3[t] -
170㎸ GIS 정하중 : 68[tf]
동하중 : 82[tf]
동하중
소계 383.3[tf]  
옥상 전력품질개선장치 9[t] x 2 = 18[t] 55㎸ 1SET
기준(M상, T상)
무근 50[㎡] x 2.3[t/㎡] = 115[t]  
소계 133[t]  

 

(2) 옥내SP

구 분 산 출 비 고
1층 AT 15.1[t] × 4 = 60.4[t] (7,500kVA기준)
2층 72.5㎸ GIS 정하중 : 54 [tf]
동하중 : 62 [tf]
동하중 기준
  제 어 반 1[t] × 3면 = 3[t]  
  배 전 반 1[t] × 5 = 5[t]  
  무근콘크리트 74.85[㎥] × 2.3 = 172.155[t]  
  소 계 302.555[t]  
옥상 R-C BANK 2[t] × 4 = 8[t]  

 

(3) 옥내SSP

구 분 산 출 비 고
1층 AT 15.1[t]× 2=30.2[t] (7,500kVA기준)
2층 72.5㎸ GIS 정하중 : 32 [tf]
동하중 : 36 [tf]
동하중 기준
  제 어 반 1[t]× 2면=2 [t]  
  배 전 반 1[t]× 5 = 5 [t]  
  무근콘크리트 28.65[㎥]× 2.3= 65.895 [t]  
  소 계 139.095[t]  

 

 

5. 변전설비 강제 통풍량 계산

 

종 류 용 량[㎸A] 효 율[%] 손 실[㎾] 공기소요량
[㎥/min]
배기팬모터
[HP]
단권변압기 5,000 99.3 35 387.8 5
7,500 99.3 52.5 581.7 7.5
주변압기 30,000 99.53 141 1,562.28 15
40,000 99.4 240 2,659.2 25
50,000 99.45 275 3,047 40

 

출처-국가철도공단 KRE-02030

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1. 서지흡수기의 시설


구내선로에서 발생할 수 있는 개폐서지, 순간과도전압 등으로 이상전압이 2차기기에 악영향을 주는 것을 막기 위해 서지흡수기를 시설하여야 한다.

 

 

2.  설치위치 및 적용범위
서지흡수기 설치위치는 보호하고자 하는 기기전단으로 개폐서지를 발생하는 차단기 후단 부하 측 사이에 설치 운용한다.

 

서지흡수기의 설치위치도

 

서지흡수기의 적용

차단기 종류 V C B
전 압 등 급
2차보호기기 3[㎸] 6[㎸] 10[㎸] 20[㎸] 30[㎸]
전 동 기 적 용 적 용 적 용 - -
변 압 기 유 입 식 불필요 불필요 불필요 불필요 불필요
몰 드 식 적 용 적 용 적 용 적 용 적 용
건 식 적 용 적 용 적 용 적 용 적 용
콘 덴 서 불필요 불필요 불필요 불필요 불필요
변압기와 유도기기와의
혼용 사용시
적 용 적 용 - - -

(주) 상기 표에서와 같이 VCB를 사용 시 반드시 서지흡수기를 설치해야 하나 VCB와 유입변압기를 사용 시는 설치하지 않아도 된다.

 


3. 접지
서지흡수기는 공통접지와 연결한다. 다만 비공통접지구간인 경우에는 제1종 접지공사를 하여야 한다

 

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1. 피뢰기 등의 시설


(1) 고압 또는 특별고압 가공전선로에서 공급을 받는 수용장소의 인입구 또는 이와 근접한 곳에는 피뢰기를 시설하여야 한다.

(2) 옥내에 시설하는 피뢰기는 주요부분을 자기제 등의 용기내부에 넣은 형식의 것을 사용한다.
(3) 피뢰기에 이르는 전선은 각 극에 전용의 단로기 또는 컷아웃스위치 등을 설치하여야 한다. 다만, 인입구 단로기 등의 부하 측 단자에서 있어서 쉽게 분리할 수 있도록 시설한 것. 또는 단로기 구조의 것, 혹은 기기내에 피뢰기가 내장되어 있는 것은 그러하지 아니하다.
(주) 컷아웃에는 퓨즈를 넣으면 안 된다.

 


2. 피뢰기의 접지
고압 또는 특별고압 전로에 시설하는 피뢰기는 공통접지와 연결한다. 다만 비공통접지구간은 제1종 접지를 한다.

 


3. 설치위치
(1) 피뢰기의 보호레벨과 피보호기 절연내력간의 협조를 이루기 위하여 필요한 위치선정은 다음 사항을 전제로 검토한다.
① 피보호기의 제1대상은 전력용 변압기이며, 가능한 한 이에 근접하도록 한다.
② 피뢰기의 접지도선은 가능한 한 짧게 한다.
(2) 변압기와 피뢰기의 거리
① 유효차폐 수변전 설비

1회선 수전의 경우 피뢰기와 피보호기기의 최대유효 이격거리

선 로 전 압 [㎸] 유 효 이 격 거 리 [m]
154
66
22
22.9
65
45
20
20

 

 

4. 정격전압의 결정

 

피뢰기의 정격전압

전 력 계 통 피뢰기의 정격전압 [㎸]
전압[㎸] 중성점 접지방식 변 전 소 배전선로
345
154
66
22
22.9
6.6
3.3
유효접지
유효접지
PC접지 또는 비접지
PC접지 또는 비접지
3상 4선 다중접지
비접지
비접지
288
138
75
24
21
7.5
7.5




18
7.5
7.5(4.2)

(주) 전압 22.9[㎸] 이하의 배전선로에서 수전하는 설비의 피뢰기 정격전압[㎸]은 배전선로용을 적용한다.

 


5. 피뢰기의 공칭 방전전류

 

설치장소별 피뢰기 공칭 방전전류

공칭방전전류 설치장소 적 용 조 건
10,000 A 변전소 1. 154㎸ 이상의 계통
2. 66㎸ 및 그 이하의 계통에서 Bank용량이 3,000kVA를 초과
하거나 특히 중요한 곳
3. 장거리 송전선케이블
(배전 “휘다” 인출용 단거리케이블은 제외) 및 정전축전기
Bank를 개폐하는 곳
5,000 A 변전소 66㎸ 및 그 이하의 계통에서 Bank용량이 3,000kVA 이하인 곳
2,500 A 선 로
변전소
배전선로
배전선 “휘다” 인출측
 

(주) 1. 전압 22.9[㎸] 이하 (22[㎸] 비접지 제외)의 배전선로에서 수전하는 설비의 피뢰기 공칭방전전류는 일반적으로 2,500[A]의 것을 적용한다.

 


2. 피뢰기의 정격

공 칭 방 전 전 류 [A] 피 뢰 기 의 정 격 전 압 [㎸]
10,000 288, 138(144), 75(72), 24, 21, 12, 7.5
5,000 75(72), 24, 21, 12, 7.5
2,500 18, 9, 7.5, (4.2)

 

 

6. 피뢰기의 설치장소


(1) 고압 및 특별고압의 전로 중 다음 각 호 또는 이에 근접한 곳에 설치한다. 다만, 가공지선이 설치된 구간은 생략할 수 있다.
① 변전소의 인입구 및 인출구와 수용장소(수전설비)의 인입구
② 가공전선로에 접속하는 신호용 변압기 또는 조명 및 동력용 주요변압기의 전원 측 50[m] 이내
③ 가공전선과 지중선로가 접속되는 곳
④ 가공지선의 시․종단부의 가공전선
(2) 피뢰기는 가능한 한 보호하는 기기와 가깝게 시설한다.

 


7. 피뢰기의 선정
피뢰기는 다음 각 호의 조건을 고려하여 선정한다.
(1) 피뢰기는 밀봉형을 사용하고 유효 보호거리를 증가하기 위하여 방전 개시전압 및 제한전압이 낮은 것을 선정한다.
(2) 유도뢰 서지에 대하여 2선 또는 3선의 피뢰기가 동시에 동작이 우려되는 변전소 근처의 단락전류가 큰 장소에는 속류 차단능력이 크고 또한 차단성능이 회로조건의 영향을 받을 우려가 적은 것을 사용한다.

 


8. 피뢰기의 접지
피뢰기에 시공하는 접지공사의 접지 저항치는 10[Ω] 이하로 한다.

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1. 지락 차단장치의 시설대상 선로


(1) 사람 등이 용이하게 접촉할 우려가 있는 장소에 시설하는 사용전압이 60[V]를 넘는 저압의 금속제 외함을 가지는 기계․기구에 전기를 공급하는 전로에는 전로에 지기가 생긴 경우에 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 시설하여야 한다. 다만, 다음 각호에 해당하는 경우에는 생략할 수 있다.
① 기계․기구를 구내 배전설비 등의 전기 취급자 이외의 자가 출입할 수 없는 장소에 시설하는 경우
② 기계․기구를 건조한 장소에 시설하는 경우
③ 대지전압이 150[V] 이하의 기계․기구를 물기가 있는 장소 이외의 장소에 시설하는 경우
④ 기계․기구에 시공하는 제2종 접지공사 또는 특별 제3종 접지공사의 접지저항이 3[Ω] 이하인 경우
⑤ 당해 전로의 전원 측에 절연 변압기(2차 전압이 400[V] 이하이고 정격용량이 3[kVA] 이하의 것)를 시설하고 당해전로를 접지하는 경우

⑥ 기계․기구가 고무․합성수지 기타의 절연물로 피복된 경우
⑦ 기계․기구가 유도전동기의 2차측 전로에 저항기가 접속된 경우
⑧ 기계․기구 내에 지락 차단장치를 시설하고 또한 전원의 인입부의 전선이 손상을 받을 우려가 없도록 시설하는 경우


(2) 저압 또는 고압의 전로에 있어서 비상용 조명장치, 비상용 승강기, 소방용 설비, 철도용 신호장치 기타 이것들의 사용정지가 공공의 안전 확보에 지장을 줄 우려가 있는 기계․기구에 전기를 공급하는 전로에는 3.1.1항에 규정하는 지락 차단장치 대신에 경보장치를 시설할 수 있다.
(3) 다음 각 호의 전로에는 지락 차단장치를 시설하여야 한다.
① 고압 또는 특별고압 전로와 변압기에 의하여 결합되는 400[V]를 넘는 저압전로
② 주택 옥내에 시설하는 대지전압 150[V]를 초과하고 400[V] 이하의 저압전로
③ 조영재에 고정하여 시설하는 전열보드 또는 전열 시트에 전기를 공급하는 전로
④ 욕실에 시설하는 콘센트에 전기를 공급하는 전로
⑤ 건설 공사용 등의 시설에 전기를 공급하는 전로
⑥ 옥측 또는 옥외에 시설하는 콘센트 설비

 


2. 지락 차단장치의 시설

(1) 지락 차단장치의 설치장소는 당해 기계․기구에 내장하는 경우를 제외하고는 분전반의 전원측 또는 분전반 내에 시설한다.
(2) 지락 차단장치는 인입 개폐기와 겸용할 수 있다.
(3) 영상변류기를 옥외의 전로에 시설하는 경우에는 방수형 변압기를 사용하거나 또는 방수함 등에 수용하여 시설한다.
(4) 지락 차단장치는 경보장치에 조작전원을 필요로 하는 경우에는 전용회선으로 한다.
(5) 전로에 접지 전용선이 있는 경우에는 변류기에 접지 전용선을 관통하지 아니하도록 설치한다.
(6) 저저항의 접지극을 사용하는 경우를 제외하고는 지락 차단장치로서 보호되는 전로와 보호되지 아니하는 전로에 시설하는 기기 등의 접지극은 공통하지 아니한다.

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(1) 분로리액터는 특고압(고압) 케이블 배전선로의 콘덴서작용량을 상쇄시켜 전선로를 안정적으로 운영하기 위하여 설치한다.
(2) 수전실-수전실 간 특고(고압)케이블 배전선로의 콘덴서 작용용량

품명 규격
[㎟]
도체.절연층 두께[㎜] 산출
정전용량값
[㎌/km]
비고
도체
외경
내부
반도전층
두께
절연층
두께
절연층
외경
22.9kV-Y
동심중성선
XLPE 절연 전력케이블
60 9.3 0.6 6.6 24.5 0.1639  
22kV XLPE 절연 전력
케이블
60 9.3 0.7 7.3 25.3 0.1614  

(3) 분로리액터의 용량산정은 평상시 배전 담당 수전실의 최대수요전력 규모, 전력 역률 및 상시 배전구간 케이블 배전선로의 합산 콘덴서 용량 등을 종합적으로 고려하여 산정하되 상시 배전구간 케이블 배전선로의 합산콘덴서 작용 용량 값의 85~95[%] 범위 내에서 결정한다.
※ 5~15[%]는 역률개선용 콘덴서 역할로 활용
(4) 수전실 간 특고(고압)케이블배전선로는 케이블 콘덴서작용 용량 550[kVAR] 이상의 투입/개방 변화가 생기지 않도록 분로리액터를 분산 설치하여야 하며 전선로 상에 분로리액터 1대를 개방하더라도 상용전압(220[V]) 기준 전압 변동 폭이 4.36[%]를 초과하지 않도록 하여야 하고, 분로리액터 1대의 최대용량은 550[kVA]를 초과할 수 없다

 

분로리액터 용량산정(예시)

구 분 분로리액터
1대를
전선로에서
분리시
케이블 배전
선로의
콘덴서작용용량
변화 제한값
[kVAR]
분로리액터 1대로
담당할 수 있는 케이블
배전선로의 최대
분로리액터
1대의 제작
최대용량
[kVAR]
비 고
콘덴서 
작용용량
[kVAR]
환산 거리
[km]
22.9kV
XLPE 60SQ
3조 1회선
케이블배전
선로의
콘덴서작용
용량 중
5%를
역률개선용으로
활용 시
550 579 17.877 550  
10%를
역률개선용으로
활용 시
550 611 18.865 550  
15%를
역률개선용으로
활용시
550 647 19.977 550  

 

(5) 분로리액터는 전철전원설비 장소구내 반입/반출이 용이한 장소에 옥외 큐비클형으로 설치하되 자연 통풍이 용이하고 쥐 등 소 동물이 침입하지 못하는 구조로 제작한다.
(6) 분로리액터는 용량을 가변시키는 탭(Tap)이 취부된 제품을 사용한다.
(7) 분로리액터는 고장률이 적고, 전력손실이 작으며 소음이 적은 타입을 선정한다.

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1. 진상용 콘덴서의 시설방식


(1) 특별고압 및 고압 수전설비의 수전단 역률 개선을 위해 진상용 콘덴서를 설치하는 경우는 다음에 의한다.
① 개선후의 역률은 95[%]를 표준으로 한다.
② 진상용 콘덴서의 설치위치는 부하상황, 역률 개선효과, 경제성 등을 고려하고 <표>에 의해 선정한다.

 

진상용 콘덴서 시설

설비위치 효과가 큰 경우 설 비 효 과
저압측 부하 개별 대용량․첨두전력 부하가 있고, 제어기기가 접속되어 있는 경우 기본요금
할 인
변압기의 여유
과부하 방지
동손 방지
선로전류,
전력손실경감
전 압 강 하
(변동)감소
변압기2차측 일괄 부하를 증설에 대해 변압기에 여유가 없는 경우  
고압측 일괄 설비에 대한 가동률이 낮고 수전역률이 낮은 경우    

 

(2) 콘덴서의 용량은 부하의 무효분보다 크게 하여서는 안 된다.
(3) 저압수전의 경우 진상용 콘덴서는 각각의 부하에 설치하는 것을 원칙으로 한다.
(4) 진상용 콘덴서의 결선은 △결선으로 한다.

 

 

2. 진상용 콘덴서


(1) 특별고압 및 고압 진상용 콘덴서를 설치하는 경우는 다음에 의한다.
① 콘덴서는 그 총용량이 300[kVA]를 초과하는 경우는 2군 이상으로, 600[kVA] 초과시 3군 이상으로 분할하고, 또한 부하의 변동에 적응하여 접속하는 콘덴서의 용량을 변화시킬 수 있는 시설로 한다. 단 부하의 성질상 접속하는 콘덴서의 용량을 변화시킬 필요가 없는 경우는 분할하지 않아도 된다.
② 콘덴서 회로에 개폐장치를 설치하는 경우는 다음 적용구분에 따라 시설한다.
③ 배전선로의 리액터 설치 시 특고케이블의 콘덴서 적용용량의 85~95[%]를 상쇄 시 콘덴서를 설치하지 않는다.

 

콘덴서 용량

콘덴서 용량 개폐장치
50[㎸A] 이하

50[㎸A] 초과
고압 COS 또는 이와 동등 이상의 것

부하개폐기 또는 이와 동등 이상의 것

④ 콘덴서는 본선에 직접 접속하고 특히 전용의 개폐기, 퓨즈, 유입차단기 등을 설치하지 말 것. 이 경우 콘덴서에 이르는 분기선은 본선의 최고 굵기보다는 적게 하지 말 것. 다만, 방전장치가 있는 콘덴서에는 개폐기(차단기 포함)를 설치 할 수 있으나 평상시 개폐는 하지 않음을 원칙으로 한다.
⑤ 콘덴서 회로에는 콘덴서 보호에 적합한 한류퓨즈를 시설한다. 다만, 콘덴서의 고장을 초기에 검출하여 콘덴서에 의한 2차 재해를 방지하도록 시설하는 경우에는 그러하지 아니하다.
⑥ 콘덴서 회로에는 방전저항․방전코일 또는 기타 개로 후에 잔류전하를 방전시키는 적당한 장치를 다음 각 호에 의하여 시설한다.

 

가. 방전장치는 콘덴서 회로에 직접 접속하거나 또는 콘덴서 회로를 개로한 경우 자동적으로 접속할 수 있게 시설하고, 또한 개로 후 방전저항의 경우에는 5분 이내에, 방전코일 기타의 경우에는 5초 이내에 콘덴서의 잔류전압을 50[V] 이하로 저하시키는 능력을 가진 것으로 한다.

 

나. 다음 각목의 경우에는 방전장치를 생략할 수 있다.
(가) 콘덴서가 조작개폐기로부터 부하 측에 직접 접속되어 있는 경우
(나) 콘덴서가 변압기 1차 측에 직접 접속되어 있는 경우
(다) 콘덴서를 설치함으로서 공급 회로의 고조파전류가 현저히 증대하거나 또는 돌입전류가 현저히 커서 유해한 경우에는 콘덴서 회로에 유효한 직렬리액터를 시설한다.

(라) 콘덴서의 외함은 공통접지와 연결한다. 다만, 비공통접지구간은 제1종 접지공사를 한다.

 

(2) 설치장소
① 저압진상용 콘덴서를 옥내에 시설하는 경우에는 습기가 많은 장소 또는 물기가 있는 장소(방수형의 것을 사용하는 경우에는 제외한다) 및 주위온도가 40[℃]를 초과하는 장소 등을 피하여 견고하게 설치하여야 한다.
② 저압진상용 콘덴서를 옥외에 시설하는 경우에는 옥외형 콘덴서를 사용하여야 한다. 다만, 방수구조의 함에 넣고 다음 각 호에 의하여 시설하는 경우에는 옥내형의 것을 사용할 수 있다.
가. 함은 외상을 받지 아니하는 장소를 선정하여 견고하게 설치할 것
나. 함은 견고하고 점검이 쉬운 것으로 하고 강판제의 것은 방청도료를 칠할 것
다. 전선인입구는 빗물이 스며들어가지 아니하게 하기 위하여 함의 하부 등에 설치할 것
(주) 전용의 개폐기는 가급적 동일 함 속에 넣을 것

 


3. 저압 진상용 콘덴서


(1) 저압 진상용 콘덴서를 개개의 부하에 시설하는 경우에는 다음 각 호에 의한다.
① 콘덴서는 현장조작개폐기 또는 이에 상당하는 것의 부하 측에 시설한다.
② 간선으로부터 분기하여 콘덴서에 이르는 전로에는 개폐기 등을 시설하지 아니한다.
(2) 저압 진상용 콘덴서를 변압기 2차 측에 일괄하며 시설하는 경우에는 다음 각 호에 의한다.
① 부하 변동이 있는 경우에는 콘덴서의 용량을 부하의 변동에 따라 변화될 수 있도록 시설한다.
② 콘덴서에 개폐기를 설비하는 경우에는 콘덴서 전용의 개폐기로 한다.
(3) 콘덴서의 회로에는 방전저항․방전코일 또는 기타 개로 후의 잔류전하를 방전시키는 장치를 다음 각 호에 의하여 시설한다.
① 방전장치는 콘덴서 회로에 직접 접속하거나 또는 콘덴서 회로를 개로한 경우 자동적으로 접속할 수 있게 시설하고, 개로 후 3분 이내에 콘덴서의 잔류전압을 75[V] 이하로 저하시킬 수 있는 것으로 한다.
② 다음 각목의 경우는 방전장치를 생략할 수 있다.
가. 콘덴서가 현장조작개폐기로부터 부하 측에 직접 접속되고 또한 부하 기기의 내부에 개폐기류를 갖추지 아니하는 경우
나. 콘덴서가 변압기의 2차 측에 직접 접속되어 있는 경우

 

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1. 과전류차단기의 설계

(1) 전선 및 전기기구를 보호하기 위하여 전로 중에 필요한 장소에는 적정한 과전류차단기를 시설한다.

(2) (1)의 과전류차단기는 과부하 겸용 누전차단기를 시설한다. 다만, 부득이한 경우에는 배선용차단기를 시설할 수 있다.
(3) 과전류차단기의 차단용량은 설치장소를 통과하는 단락전류를 확실하게 차단할 수 있어야 한다.
(4) 고압 또는 특별고압의 과전류차단기는 그 동작에 따라서 개폐상태를 표시하는 장치를 구비하여야 한다.

 


2. 과전류차단기의 시설


(1) 과전류차단기는 다음 각 호에 의하여 점검 및 조작이 용이한 장소에 시설한다.
① 보호하는 전로 및 전력사용장치의 전원 측 각 극에 시설한다.
② 개폐기와 같이 시설하는 경우에는 그 부하 측에 시설하고, 다선식 전로의 중성선에는 과전류차단기를 시설하지 아니한다. 다만, 다극용차단기와 같이 각 극이 동시에 개로되는 것은 그러하지 아니하다.
(2) 대지전압이 150[V] 이하로서 접지측 이외의 전선에 시설하는 과전류차단기가 동작하는 경우로서 각 극이 동시에 차단되는 경우에는 그 전로의 접지측 전선의 과전류차단기는 생략할 수 있다.
(3) 분기회로용 배전반에 있어서 전원측의 각 극에 개폐기를 시설하는 경우 2회선식 분기회로의 접지 측 전선의 개폐기를 생략하는 전선에는 과전류차단기를 생략할 수 있다.
(4) 제2항 및 제3항 이외의 저압 2선식 전로에 시설하는 과전류차단기는 인입구장치의 과전류차단기, 간선의 과전류차단기 또는 분기회로의 과전류차단기를 제외하고는 단극으로 할 수 있다.

 


3. 배선용차단기의 규격

(1) 정격전류 1배의 전류로는 자동적으로 동작하여서는 안 된다.
(2) 정격전류의 구분에 따라 정격전류의 1.25배 및 2배의 전류가 통과하였을 경우에는 <표>에 명시한 시간 내에 자동적으로 동작하여야 한다.

 

배선용 차단기의 특성

정격전류의 구분 시 간
정격전류 1.25배의 전류가
흐를 때 (분)
정격전류 2배의 전류가
흐를 때 (분)
30A 이하
30A 초과 50A 이하
50A 초과 100A 이하
100A 초과 225A 이하
225A 초과 400A 이하
400A 초과 600A 이하
600A 초과 800A 이하
800A 초과 1000A 이하
1000A 초과 1200A 이하
1200A 초과 1600A 이하
1600A 초과 2000A 이하
2000A 초과
60
60
120
120
120
120
120
120
120
120
120
120
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24

 

 

4. 과전류차단기의 정격 및 조정치


과전류차단기의 정격 및 조정치는 보호하는 전로의 전선허용전류치를 초과하지 아니하는 범위에서 그 전선의 회로정격 또는 최대사용전류에 의하여 정한다. 다만, 소요치에 적합한 정격의 과전류차단기가 없을 때에는 그 전선의 허용전류치를 초과하지 아니하는 범위에서 소요치의 차 상위의 것을 선택할 수 있다.

 


5. 과전류차단기의 차단용량
저압전류에 시설하는 과전류차단기(퓨즈와 배선용차단기를 조합하여 한 개의 과전류차단기로서 사용하는 것을 포함한다)는 전로 중 이를 시설하는 곳을 통과하는 단락전류를 차단하는 능력을 가지는 것이어야 한다.

 


6. 과전류 보호

1) 과전류 보호
(1) 전선 및 전기기구를 보호하기 위하여 전로 중에 필요한 장소에는 적정한 과전류 차단기를 시설한다.
(2) 과전류 차단기는 과부하 겸용 누전차단기를 시설한다. 다만, 부득이한 경우에는 배선용 차단기를 시설할 수 있다.

 

2) 과전류 차단기의 정격 및 조정치
과전류 차단기의 정격 및 조정치는 보호하는 전로의 전선 허용 전류치를 초과하지 아니하는 범위에서 그 전선의 회로정격 또는 최대 사용전류에 의하여 정한다. 다만, 소요치에 적합한 정격의 과전류 차단기가 없을 때에는 그 전선의 허용 전류치를 초과하지 아니하는 범위에서 소요치의 차 상위의 것을 선택할 수 있다.

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