1. 일반사항
1.1 목적
- 철도건설법 제19조에 따라 철도 전철전력설비의 설계 기준을 정함.
- 한국전력공사 등으로부터 수전하여 철도 차량 및 시설에 필요한 전원을 공급하는 설비와 운행 및 작업 통제를 위한 원격감시제어설비의 설계 기준을 정함.
1.2 적용범위
- 철도 차량 운행 및 철도 관련 시설의 전원 공급에 필요한 전철전력설비에 적용.
- 변전소 인입구부터 인출구까지의 전선로 및 구조물(전철전원 설계)
- 변전소 인출구부터 전차선로까지의 전선로 및 구조물(전차선로 설계)
- 한전 등의 수전책임분기점에서부터 저압전원 사용하는 조명, 동력, 부하설비까지의 전선로 및 구조물, 신재생에너지설비(일반전력 설계)
- 전철변전소 등, 전차선설비, 역사전기실 및 배전소 등의 급전계통 감시 및 제어를 위한 SCADA 시스템, 소규모 원격감시제어설비, 데이터 통신 설비(원격감시제어설비 설계)
1.3 참고기준
- 국내법: 개인정보 보호법, 산업안전보건법, 소방기본법, 엔지니어링산업진흥법, 기술사법, 전기사업법, 전기설비기술기준의 판단기준, 건축전기설비 설계기준, 전력기술관리법, 철도의 건설 및 철도시설 유지관리에 관한 법률, 철도안전법, 폐기물관리법, 항공안전법
- 국외 기준: IEC, IEEE, UIC, EN, ANSI, CENELEC (단, 국내 법령과 상충되는 경우 참고사항으로 고려)
- 국제표준 및 기술적 근거가 있을 경우 다른 법규 및 규정을 준용 가능.
1.4 용어의 정의
- 가공전차선: 합성전차선, 곡선당김장치, 건넘선장치, 장력조정장치, 구분장치, 급전분기장치, 균압장치, 흐름방지장치 등을 포함하는 총칭
- 건축한계: 차량 안전 운행을 위한 궤도상의 일정한 공간
- 공동관로: 전력, 신호, 통신 케이블을 함께 사용하는 관로
- 공통접지방식: 모든 전기설비를 등전위 접지망으로 구성하여 레일 및 귀선을 연결하는 접지방식
- 구분장치: 정전구간 한정, 교류 전철화 구간 전원 구분 위한 장치. 동상구분장치(에어섹션, 애자섹션), 급전인출구, 절연구분장치(Neutral Section), 에어조인트(Air Joint), R-Bar조인트(Expansion Element), T-Bar조인트(Expansion Joint)로 분류
- 궤간: 레일 안쪽 간의 거리 중 가장 짧은 거리 (레일 윗면으로부터 14 mm 아래 지점 기준)
- 궤도: 레일, 침목, 도상 및 부속품으로 구성된 시설
- 귀선: 운전용 전기를 통하는 귀선레일, 중성선, 보호선용 접속선, 변전소 인입귀선 등을 포함하는 총칭
- 급전구분소 (Sectioning Post): 전철변전소간 전기 구분 또는 연장급전을 위한 개폐장치, 단권변압기 등을 설치한 장소
- 급전선: 합성전차선에 전기를 공급하는 전선
- 단말보조급전구분소 (Auto Transformer Post): 전차선로 말단에 전압강하 보상 및 통신유도장해 경감을 위한 단권변압기 등을 설치한 장소
- 도상: 레일 및 침목으로부터 차량 하중을 노반에 분산시키고 침목을 고정시키는 기능을 하는 자갈 또는 콘크리트 등의 재료로 구성된 구조부분
- 배전선로: 전철변전소 또는 수전실의 배전반 2차측부터 전기실 등 변압기 1차측까지의 전선로 및 부속 개폐장치 등 설비
- 병렬급전소 (Parallel Post): 전압강하 보상 및 통신유도장해 경감을 목적으로 상·하선을 병렬로 연결하는 개폐장치 등을 설치한 장소
- 보조급전구분소 (Sub Sectioning Post): 작업, 고장, 장애 또는 사고 시 정전구간 단축을 위한 개폐장치, 단권변압기 등을 설치한 장소
- 본선: 열차 운행에 상용할 목적으로 설치한 선로
- 선로: 차량 운행 위한 궤도와 노반 또는 인공구조물로 구성된 시설
- 설계속도: 해당 선로 설계 시 기준이 되는 상한속도
- 수전선로: 한전 등 변전소에서 전철변전소 또는 수전실 간의 전선로 및 부속 설비
- 스카다 (SCADA): 원방감시제어시스템으로서 전철변전소, 수전실, 전기실 등 원격지에 설치된 전기설비를 통신망으로 연결하여 감시, 제어통제 할 수 있도록 설치한 일체의 설비
- 시운전: 선로 신설 또는 중대한 보수 시, 전차선 이상 유무 확인 및 각종 설비 최종 확인
- 열차: 동력차에 객차 또는 화차 등을 연결하여 본선을 운행할 목적으로 조성한 차량
- 이중화 전원계통: 사고에도 전원공급 가능하도록 2회선으로 구성된 전용배전선로 전력계통
- 전기관제실: 원격감시제어(원제장치)를 통한 전철변전소, 전기실 등 감시제어, 설비 유지관리, 운용, 계통운용, 보호계전기 세팅치 정정 등 지시 및 통제를 하는 장소
- 전기설비: 수전, 변전, 전철, 배전, 전기사용을 위한 기계, 기구, 전선로, 보안 통신선로 등 설비
- 전기실 등: 전기수용설비 중 고압 또는 특별고압 전로를 개폐할 수 있는 설비와 변압기 등이 설치된 옥내/외 장소 (변압기만 설치된 장소 제외)
- 전선로: 전기사용장소 상호간의 전선 및 지지, 보장 시설물
- 전차선: 전기차량 집전장치에 접촉하여 전기를 공급하는 가공전선
- 전차선로: 전기차량에 전기에너지를 공급하기 위한 선로 시설물 (전선, 지지물, 관련 부속 설비 포함)
- 전철변전소 등: 전철변전소, 급전구분소, 보조급전구분소, 단말보조급전구분소, 병렬급전소를 포함하는 총칭
- 전철전력설비: 전기철도에서 수전선로, 변전설비, 스카다, 전차선로, 배전선로, 건축전기설비와 부속 설비를 포함하는 총칭
1.5 기호의 정의
(내용 없음)
2. 조사 및 계획
(내용 없음)
3. 재료
(내용 없음)
4. 설계
4.1 설계 단계
- 기본설계: 기본설계도서 작성, 개략 공사비 파악
- 실시설계: 실시설계도서 작성, 공사비 적산
4.2 설계 방향
- 설비, 기기, 시스템 등이 설계 조건 하에서 생애주기 동안 요구된 기능을 적정하게 수행하도록 설계
- 열차 운행 및 시설물, 사람의 안전 확보 및 경제적인 설비 구현
- 성능 향상 및 기술 진보에 따른 호환성 확보
- 내구성이 양호하고 유지보수가 용이한 설비 구현
- 에너지 이용 효율성 및 환경 친화성 고려
- 공익적 기능 및 국민 편익 고려
4.3 설계 조건
4.3.1 설계속도
- 해당 선로 설계 시 기준이 되는 상한속도.
- 노반 및 궤도의 최고 설계속도를 기준으로 하되, 경제성, 유지보수성 등을 고려하여 결정.
4.3.2 기상조건
- 온도 조건: 기상청 자료 참조, 최저/최고/표준값 적용 (내륙: -25℃/-5℃/40℃, 해안: -20℃/-5℃/40℃, 터널: -5℃/15℃/30℃)
- 풍속 조건: 최근 40년간 최대 풍속 기록 (10분 평균값) 기준 또는 표의 값 적용 (터널: 초속 40m)
- 강수량, 홍수위: 최근 40년간 여름철 태풍 중 가장 큰 값 적용
- 적설량: 최근 40년간 겨울철 최대 적설량 기준
- 지형상태 고려: 공해, 염해, 지진, 착빙 등 환경 조건 고려
4.3.3 건축한계 및 차량한계
- 철도건설규칙 제14조 및 철도의 건설기준에 관한 규정 제13조 준수
- 차량한계에 저촉되지 않도록 설계
4.3.4 선로 조건
- 궤간: 표준 치수 1,435 mm
- 궤도 방식, 선로 곡선반경, 기울기, 시공기면의 폭, 도상두께, 궤도중심간격 등 고려
4.3.5 차량 조건
- 차량 속도, 제원, 전기차량 방식, 집전장치 등 고려
4.3.6 시공 조건
- 신설선: 지형, 공법, 시공 가능성, 안전, 지장물 조치계획 고려
- 운행선 개량: 열차 운행 현황, 차단 현황, 단계별 시공 계획 고려하여 열차 운행 지장 최소화 및 작업자 안전 고려
4.4 전기 방식
4.4.1 수전전압
- 한전 등과 협의하여 공칭전압 선정 (22.9 kV, 154 kV, 345 kV)
- 운행선 개량 또는 주변 수전전압이 공칭전압을 만족하지 못하는 경우 66 kV 수전 가능
4.4.2 전기방식
- 원칙적으로 AC 25 kV 60 Hz AT 전기방식 적용
4.4.3 급전전압
- 급전선과 전차선간 공칭전압: 50 kV
- 급전선과 레일간, 전차선과 레일간 공칭전압: 25 kV, 정격전압(연속 최고 전압): 27.5 kV, 연속 최저전압: 19 kV
- 5분간 허용되는 최고 전압: 29 kV, 2분간 허용되는 최저전압: 17.5 kV
- 직류방식 시행 시: 1.5 kV 기준
4.4.4 배전전압
- 원칙적으로 AC 3상4선식 22.9 kV 60Hz 방식 적용
- 개량선의 경우 6.6 kV 적용 가능