[논문]철도차량기지용 단권변압기의 전압강하에 대한 이론적 고찰

유기성; 김재문

doi:10.5370/kiee.2018.67.12.1723

철도차량기지용 단권변압기의 전압강하에 대한 이론적 고찰
A Theoretical Study on Voltage Drop of Auto-Transformer for Railway Vehicle Base 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.67 no.12, 2018년, pp.1723 - 1728

유기성 (Dept. of Transportation System Engineering, Korea National University of Transportation) , 김재문 (Dept. of Transportation System Engineering, Graduate School of Transportation, Korea National University of Transportation)

Abstract ▼ AI-Helper

In order to investigate the voltage drop compensation effect of AT for domestic railway vehicle base, the parameters of AT voltage drop of railroad car base are Z3 (Impedance of feeder line), Xn ( Distance from railroad vehicle to AT to SS), and Dn (distance between both ATs of railway vehicle).In addition, when installed in a SSP for a railway vehicle base, there is no AT and feeder line in the railway vehicle base except for the SSP for the main line and the SSP for the railway vehicle base, so that if zero or ignored, the AC single-phase two- It can be confirmed that it becomes a form.

주제어

표/그림 (15)

그림 그림 2 AT 급전계통의 등가회로 Fig. 2 Equivalent circuit of AT feed system
그림 그림 1 AT 급전방식의 급전계통도 Fig. 1 Feeding scheme of AT feeding method
그림 그림 3 AT 급전회로의 임피던스 등가회로 Fig. 3 Impedance equivalent circuit of AT feeding circuit
그림 그림 4 AT 급전회로의 전기철도차량의 부하분포 Fig. 4 Load distribution of electric railway vehicle in AT feeding circuit
그림 그림 5 SS에 설치된 기지용AT 결선도 Fig. 5 AT wiring diagram for vehicle base installed in SS
그림 그림 6 본선SSP에 설치된 기지용AT 결선도 Fig. 6 AT wiring diagram for vehicle base installed in mainline SSP
그림 그림 7 기지SSP에 설치된 기지용AT 결선도 Fig. 7 Wiring diagram for vehicle base installed in vehicle base SSP
그림 그림 8 SS에 설치된 기지용AT의 급전계통의 등가회로 Fig. 8 Equivalent circuit of feed system of vehicle base AT installed in SS
그림 그림 9 본선SSP에 설치된 기지용AT의 급전계통의 등가회로 Fig. 9 Equivalent circuit of the feed system of vehicle base AT installed in the main line SSP
그림 그림 10 기지SSP에 설치된 기지용AT의 급전계통의 등가회로 Fig. 10 Equivalent circuit of feed system of vehicle base AT installed in vehicle base SSP
그림 그림 11 SS에 설치된 기지용AT의 임피던스의 등가회로 Fig. 11 Equivalent circuit of the impedance of vehicle base AT installed in the SS
그림 그림 12 본선SSP에 설치된 기지용AT의 임피던스 등가회로 Fig. 12 Equivalent circuit of the impedance of vehicle base AT installed in the main line SSP
그림 그림 13 기지SSP에 설치된 기지용AT의 임피던스의 등가회로 Fig. 13 Equivalent circuit of the impedance of vehicle base AT installed in vehicle base SSP
그림 그림 14 SS의 기지용AT 설치유무에 따른 전압강하 보상여부 Fig. 14 Whether or not voltage drop compensation according to presence or absence of Auto-Transformer for railway vehicle base of SubStation
그림 그림 15 기지SSP의 기지용AT 설치유무에 따른 전압강하 보상여부 Fig. 15 Whether SSP of a railway vehicle base compensates for voltage drop with or without Auto-Transformer installed for a railway vehicle base

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문은 국내에서 운용되고 있는 AT 급전방식에서 기지용 AT의 설치장소별 형태에 따른 기지용AT의 전압강하 보상효과를 고찰하였다. 이를 위해 급전회로 임피던스 등가회로계산법을 해석하여 기지용AT가 전압강하 보상에 영향 미치는 변수(요인)는 Z₃(급전선 임피던스), X_n(전기차에서 SS방면의 AT까지의 거리), D_n(전기차 양쪽의 AT간격)임을 확인하였고, 기지용AT는 기지SSP에 설치된 경우의 본선SSP~기지SSP 구간을 제외하고는 기지말단측에는 없고 기지입구측에만 설치되어 있어 기지구내에는 AT와 급전선(F)이 없으므로 변수를 0 또는 무시하면 전차선(T) 과 레일(R)로만 구성된 한 점에서 전원을 공급하는 교류 단상 2선식 배전선로와 같은 형태가 된다.

제안 방법

한편 본 논문에서 다루고자 하는 국내 철도차량기지용AT(이하 기지용AT)는 철도차량기지 검수고 등 말단측에는 없고 SS, SSP, 기지SSP 등 입구측에만 설치되어 있는 기지용AT의 설치장소별 형태를 AT 급전회로 임피던스 계산식을 해석하여 기지용AT의 전압강하에 대한 이론적 고찰을 하였다.

대상 데이터

2018년 기준으로 국내 기지용AT는 15개소로 본선용AT과 같은 장소에 10개소(SS에 3개소, 본선SSP에 7개소), 다른 장소에 5개소를 설치하여 운용하고 있다.

이론/모형

국내 기지용AT는 기지 입구측 SS나 본선SSP 또는 기지SSP에 3가지 형태로 설치되어 있고, 말단측에는 설치되어 있지 않다. 이렇게 설치되어 있는 기지용AT의 전차선로 전압강하 보상효과를 알아보기 위하여 AT 급전회로 임피던스 계산법을 준용하여 전압강하에 대한 이론적 고찰을 하였다.

성능/효과

본 논문은 국내에서 운용되고 있는 AT 급전방식에서 기지용 AT의 설치장소별 형태에 따른 기지용AT의 전압강하 보상효과를 고찰하였다. 이를 위해 급전회로 임피던스 등가회로계산법을 해석하여 기지용AT가 전압강하 보상에 영향 미치는 변수(요인)는 Z₃(급전선 임피던스), X_n(전기차에서 SS방면의 AT까지의 거리), D_n(전기차 양쪽의 AT간격)임을 확인하였고, 기지용AT는 기지SSP에 설치된 경우의 본선SSP~기지SSP 구간을 제외하고는 기지말단측에는 없고 기지입구측에만 설치되어 있어 기지구내에는 AT와 급전선(F)이 없으므로 변수를 0 또는 무시하면 전차선(T) 과 레일(R)로만 구성된 한 점에서 전원을 공급하는 교류 단상 2선식 배전선로와 같은 형태가 된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	AT 급전방식이란 무엇인가?	전철변전소로부터 공급된 급전전압은 급전거리와 부하용량에 비례하여 강하되므로 국내에 적용되는 AT 급전방식은 8~10km마다 전차선과 급전선 사이에 병렬로 단권변압기(Auto Transformer, 이하 AT)를 연결하여 AT 권선의 중성점을 Rail에 접속하는 방식이다. Rail에 흐르는 전차선 귀선전류는 전기철도차량을 중심으로 양쪽 AT 각각 반대방향으로 흐르기 때문에 근접 통신선에 대한 유도장해가 적게 되는 장점이 있다.
	AT 급전회로는 어떻게 구성되는가?	전기철도 AT 급전회로의 전압강하를 계산하기 위해서는 먼저 회로의 임피던스를 계산하여야 하는데 AT 급전회로는 일반 송.배전선로와는 달리 전차선(T)/조가선(M), 레일(R)/보호선(PW), 급 전선(F)으로 구성된 망상회로로 전류분포가 매우 복잡하여 회로 계산이 용이하지 않다.
	AT 급전방식의 장점은 무엇인가?	전철변전소로부터 공급된 급전전압은 급전거리와 부하용량에 비례하여 강하되므로 국내에 적용되는 AT 급전방식은 8~10km마다 전차선과 급전선 사이에 병렬로 단권변압기(Auto Transformer, 이하 AT)를 연결하여 AT 권선의 중성점을 Rail에 접속하는 방식이다. Rail에 흐르는 전차선 귀선전류는 전기철도차량을 중심으로 양쪽 AT 각각 반대방향으로 흐르기 때문에 근접 통신선에 대한 유도장해가 적게 되는 장점이 있다.

참고문헌 (6)

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Korea Railway Authority, "Railway design manuals and guidelines(Electric Power manual : KR E-02040 Spacing and location of substation Rev.5)", 2014.
Baeg Kim, "Electric Power Engineering", Book publisher GIDALI, pp. 116-123, 2006.
Seung-Hyeog Choe, "A Study on the Effect of the Auto Transformer for the Terminal Supplementary Feeding Class in the Electric Railway Feeding System", Seoul National University of Science and Technology Graduate School of Railway Master Thesis, 2011.

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