KDS 설계기준 473010 전철전력설계 일반사항

2024년 07월 21일 건설엔지니어

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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

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