초록 ▼

가. 연구개발의 최종목적
도시철도 건설 및 운영의 효율화를 위해 급전시스템의 표준모델을 개발하고 도시철도 전력설비의 설계/시공지침을 정립
? 도시철도 전력시스템 표준사양 작성
- 직류 1500V용 전력시스템 표준 설계/시공지침
- 교류 25kV용 전력시스템 표준 설계/시공지침(안)
- 도시철도 전력품질 관리기준 및 제어대책
? 도시철도 전력시스템 표준화 기준서 작성
- 도시철도 급전시스템 성능시험기준(시스템 대상 )
- 도시철도 급전시스템 안전기준
- 도시철도 급전시스템 품질인증기준(

가. 연구개발의 최종목적
도시철도 건설 및 운영의 효율화를 위해 급전시스템의 표준모델을 개발하고 도시철도 전력설비의 설계/시공지침을 정립
? 도시철도 전력시스템 표준사양 작성
- 직류 1500V용 전력시스템 표준 설계/시공지침
- 교류 25kV용 전력시스템 표준 설계/시공지침(안)
- 도시철도 전력품질 관리기준 및 제어대책
? 도시철도 전력시스템 표준화 기준서 작성
- 도시철도 급전시스템 성능시험기준(시스템 대상 )
- 도시철도 급전시스템 안전기준
- 도시철도 급전시스템 품질인증기준(주요용품 대상 )
? 도시철도 전력분야 핵심장치 국산화 기술 개발
- 직류 1800V급 고속도차단기 개발
- 직류 보호시스템 개발
? 도시철도 전력시스템 설계 검증/시험용 시뮬레이터 구축
- PSCAD/EMTDC를 이용한 설계 검증용 S/W 모듈 구축
나. 연구개발의 필요성
최근 도심교통의 혼잡이 심화되면서 대도시 지자체에서의 도시철도 확충수요가 대폭 증가되었고 도시의 균형적인 발전 필요성 때문에 이 추세는 계속될 것으로 전망된다. 실제로 우리나라의 경부선, 호남선등 주요 간선의 전철화 및 고속화사업과는 별도로 광역시 도시철도사업이 대대적으로 계획되어 진행 중에 있다. 따라서 전철변전소, 전차선로, 차량기지 등 도시철도용 전력시설의 설계와 건설에 대한 수요가 증가일로에 있다.
도시철도 구간에서의 누설전류가 전식을 일으켜 차량의 베어링부분을 손상, 탈선 사고 발생시킬 위험성을 가질 뿐만 아니라 인접한 가스관 등을 부식, 대형사고 유발의 가능성을 내포하고 있다. 또한 도심내부를 운행하고 있는 차량 및 급전시스템의 경우, 전자파 또는 전자기 유도현상에 대한 국민의 관심이 높아져 민원 발생, 도시철도 건설의 장애요소로 작용하고 있다. 실제 전력을 공급하고 있는 한국전력공사는 고조파규제 강화방침을 갖고 있어 향후 건설될 대규모 수용가는 대책제시 후 조건부 전력공급을 허용하고 있다.
더구나, 광역시 도시철도사업의 일환으로 추진되는 각 노선마다 별도의 기준으로 진행된다면 설계의 일관성을 잃거나 중요 고려사항에 대한 검토가 누락 또는 개략적으로 이루어져 설비소요 개수나 그 용량이 과소/과대하게 평가될 여지가 있다.
반면에 급전시스템의 구성과 각 설비의 용량 및 개수가 표준설계지침에 의해 적절하게 평가되어 적용되면 전철급전계통 전체의 운용의 신뢰성이 확보되면서도 투자비는 저렴하게 되므로 효과적인 경영개선을 기할 수 있다.
한편 도시철도 전력분야의 핵심장치라 할 수 있는 직류고속도 차단기와 직류보호시스템은 아직도 국외의 기술에 전적으로 의존하여 해당단위제품은 물론이고 시스템 전체에까지 국외 기술에 종속되는 실정에 놓여 있다. 국내 기술개발이 미흡한 이 분야는 도시철도 건설단계에서의 제품 구매 시에 정밀비교 또는 공정경쟁의 후보가 되는 국내제품이 없어 고가매입이 불가피하고 부속품의 조달에 시간적, 경제적으로 한계가 있어 운용상의 어려움을 겪고 있다. 따라서 국내의 기술개발이 이루어지지 않은 직류고속도 차단기와 직류보호시스템 분야는 국산화 기술개발이 매우 시급하다.

목차 Contents

• 제출문 ...1
• 요약문 ...2
• 목차 ...18
• 표목차 ...21
• 그림목차 ...24
• 제1장 서론 ...30
• 제2장 국내.외 기술개발 현황 ...33
• 제1절 도시철도 전력시스템 표준화 기준 ...33
• 제2절 도시철도 전력시스템 핵심장치 ...34
• 1. 직류고속도차단기 ...34
• 2. 직류보호시스템 ...37
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ...40
• 제1절 표준사양 ...40
• 1. 일반사항 ...40
• 2. 표준사양 ...46
• 3. 표준사양 해설서 ...87
• 제2절 안전기준 ...351
• 1. 일반사항 ...351
• 2. 안전기준 ...357
• 3. 안전기준 해설서 ...369
• 제3절 품질인증기준 ...439
• 1. 일반사항 ...439
• 2. 품질인증기준 ...442
• 3. 품질인증기준 해설서 ...588
• 제4절 성능시험기준 ...663
• 1. 일반사항 ...663
• 2. 성능시험기준 ...667
• 제5절 직류급전계통 설계검증용 소프트웨어 개발 ...834
• 1. 직류급전시스템 모델링 ...834
• 2. 사례 연구 ...843
• 제6절 직류고속도차단기 기술개발 ...868
• 1. 직류 1,800V급 고속도차단기 ...868
• 2. 성능평가 ...876
• 3. 직류고속도차단기반 기술사양 ...880
• 4. 직류고속도차단기반 제작 ...889
• 5. 직류고속도차단기반 시험 ...896
• 6. 성능개선 및 실용화 ...898
• 제7절 직류보호시스템 기술개발 ...900
• 1. 도시철도 직류보호계전기 정격 및 성능 ...900
• 2. 도시철도 직류보호계전기 환경성능 및 평가 ...944
• 3. 도시철도 직류보호계전기 현장 실계통 테스트 ...955
• 제8절 도시철도 전력분야 기술교류 및 홍보 ...959
• 1. 도시철도 전력분야 기술교류 ...959
• 2. 전력시스템 핵심장치 개발품 홍보 ...966
• 3. 기술기준 검증을 위한 현장 측정 ...967
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 ...984
• 제1절 도시철도 전력시스템 표준화 기준 ...984
• 1. 표준사양 ...984
• 2. 안전기준 ...985
• 3. 품질인증기준 ...986
• 4. 성능시험기준 ...987
• 5. 기술교류 ...988
• 제2절 도시철도 전력분야 핵심장치 국산화기술개발 ...989
• 1. 직류 1800V급 고속도차단기 개발 ...989
• 2. 직류보호시스템 개발 ...994
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ...997
• 제1절 도시철도 전력시스템 표준화 기준 ...997
• 제2절 도시철도 전력시스템 핵심장치 ...997
• 1. 직류고속도차단기 ...997
• 2. 직류보호시스템 ...999
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ...1000
• 제1절 도시철도 전력시스템 표준화 기준 ...1000
• 제2절 도시철도 전력시스템 핵심장치 ...1002
• 1. 직류고속도차단기 ...1002
• 2. 직류보호시스템 ...1004
• 제7장 참고문헌 ...1009