KDS 설계기준 473040 배전선로와 터널전력 설비

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1. 일반사항

1.1 목적

• 본 기준은 철도 배전선로와 터널 전력 설비에 대한 조사, 계획, 설계, 시공, 유지관리에 필요한 기술적 사항을 제시합니다.

1.2 적용범위

• 내용 없음

1.3 참고기준

• 내용 없음

1.4 용어의 정의

• 내용 없음

1.5 기호의 정의

• 내용 없음

1.6 해석과 설계 원칙

1.6.1 설계 단계별 업무

1.6.1.1 기본설계

• 시스템 결정 및 실시 설계 지침을 설정하고 개략 공사비를 산정하여 예산을 예측합니다.
• 주요 내용은 다음과 같습니다.
  • 설계 조건 조사: 설계 기준, 설계 도면, 건설 계획, 설비 방식, 변전소 위치, 전차선로 선종, 기후 환경 조사, 열차 운영 계획 등
  • 전원 공급 계통 조사 및 수급 방안 검토
  • 전철 급전 계통 구성 방안 및 건설 방식 검토
  • 전기 방식 및 급전 방식 검토
  • 전철 전원 설비 건설 위치 검토
  • 관련 기관 협의

1.6.1.2 실시설계

• 기본 설계에서 선정된 시스템과 설계 지침을 검토하여 공사 발주를 위한 실질적인 설계를 수행합니다.
• 설계 보고서, 계산서, 설계 도면, 설계 설명서, 설계 내역서, 수량 산출서, 단가 산출서, 공사 시방서, 지장물 도면 및 조서, 철도 용품 표준 규격, 기타 설계 자료 등을 포함합니다.
• 주요 내용은 다음과 같습니다.
  • 관련 자료 수집 및 검토 (기본 설계 검토)
  • 기본 조사 및 측량
  • 급전 계통도 및 변전소 위치
  • 지지물 및 기초, 가공 전선 이도, 지중 관로 검토
  • 전차선로 평면도, 표준도 및 상세도 작성
  • 공사비 예산서 및 공정표, 공사 시방서 등 시공에 필요한 성과물 작성
  • 운행 전 전차선로 시공 품질 검사 대가 산출
  • 관계 기관 협의 내용, 총 사업비 자료, 인허가 서류 작성

1.6.2 설계 조사

1.6.2.1 자료 조사

• 운행 차량 특성 및 운행 조건
• 타당성 조사 및 기본 계획
• 토목, 궤도 및 건축 분야 설계 도서
• 운행선의 경우 철도 공사의 시설물 현황

1.6.2.2 현장 조사

• 한전 전력 수급 관련 현장 조사
• 배전선로 위치 및 선로 연변 부하 조사
• 터널, 교량, 과선교, 곡선 반경, 구배 현황, 방음벽 등 선로 현황
• 설계 대상 지역의 공해, 염해, 분진 등 환경 조건
• 설계 대상 지역의 지진 발생 현황
• 설계 대상 지역의 기온, 풍속, 적설량 등 기후 조건
• 자재 및 장비 운반 사항
• 타 공작물 (도로, 한전 선로 등) 횡단 현황
• 대관, 대민 협의 사항
• 토목, 궤도 선로 설비
• 신호, 정보 통신 등 기타 전기 설비 현황 및 계획
• 설계 대상 지역의 기존 시설물 간섭 현황

2. 조사 및 계획

• 내용 없음

3. 재료

• 내용 없음

4. 설계

4.1 배전선로 설계

• 한전 변전소에서 수전하여 선로를 따라 산재한 역사, 신호소, 차량 기지, 보수 기지 등 철도 운영에 필요한 전력을 안정적으로 공급하기 위해 배전선로를 설계합니다.
• 노선, 선로, 역사, 열차 운행 계획, 전압 강하, 선로 정수, 장래 부하 증감, 기타 전력 수요를 고려하여 안정적인 전력 공급을 위한 배전 계통을 구성합니다.
• 수전 배전소 위치는 전기적 부하 중심을 우선적으로 고려하여 수전점 개수를 최소화하여 경제적으로 설계합니다.
• 배전소는 무인 운용을 원칙으로 하며, 설비 운용과 안전성 확보를 위해 원격 감시 및 제어 방법 등을 고려합니다.
• 배전 기기 및 자재는 내구성, 안전성, 시공성, 경제성 등을 고려하여 선정하며, 친환경 제품과 에너지 절감 제품을 우선적으로 적용합니다.
• 태양광 발전 설비, 풍력 발전 설비, 연료 전지 설비 등 신재생 에너지를 검토하여 적용합니다.

4.1.2 배전 용량

• 공급 구간의 부하 설비 용량에 대해 사용 상태에 따라 수용률, 부하율, 부하 증가율, 부등률 등을 고려하여 최대 부하에 따른 적정 용량을 선정합니다.
• 비상시 연장 급전을 위해 인접 구간 부하량을 고려하여 용량을 산정합니다.
• 연장 급전 시 전력 공급 우선 순위에 따른 계통 운영 방안을 제시하여 용량 절감 가능성을 검토합니다.

4.1.3 배전 계통 구성

• 수배전 계통은 3상 4선식 22.9 kV 직접 접지 방식을 원칙으로 하며, 필요시 다른 방식을 적용할 수 있습니다.
• 한전 등으로부터 2회선 수전함을 원칙으로 하고 자동 절체 회로를 구성하여 배전 계통으로 연결합니다.
• 비상시 인근 수전 배전소에서 연장 급전이 가능하도록 설계합니다.
• 배전 선로는 이중화된 전원을 사용하도록 구성하는 것을 원칙으로 하며, 다중 회선 가설 루트는 분리하는 것을 원칙으로 합니다.
• 불가피하게 동일 루트를 사용하는 경우에는 상호 격벽에 의해 보호되어야 합니다. 단, 불연성 또는 난연성 재료로 피복한 케이블의 경우에는 예외로 할 수 있습니다.
• 2회선 이상으로 시설할 경우 가공 선로 1회선, 지중 선로 1회선으로 구성하며, 터널 및 교량이 60% 이상일 때에는 지중 선로로 구성합니다.
• 역 구내, 터널, 교량 구간은 케이블로 시설하는 것을 원칙으로 합니다.
• 배전 선로를 케이블로 구성할 경우 정전 전류를 고려하여 설계합니다.
• 열차 운행과 직접적으로 관련된 부하는 변압기를 별도로 구성합니다.
• 계통 내 각종 사고 또는 고장 시 파급 등을 방지하기 위해 적절한 보호 방식을 제시합니다.

4.1.4 공동 관로

• 공동 관로는 전철 전력 분야, 신호 제어 분야, 정보 통신 분야에서 공동으로 사용하도록 설계합니다.
• 배전 선로를 케이블로 구성할 경우 공동 관로 내에 수용하며, 전선로 분기, 접속 및 유지 보수를 위해 일정 구간에 지중함을 설치해야 합니다.
• 철도를 횡단하는 개소에는 예비 관로를 설계에 반영해야 합니다.
• 공동 관로 형태는 철도 노반 형태에 따라 노반 설계자와 협의하여 결정합니다.
• 공동 관로에 수용하는 케이블은 난연성 케이블로 선정해야 하며, 옥외 구간은 방수 효과가 우수한 케이블을 사용하고 옥내 구간은 저독, 난연에 우수한 케이블을 사용해야 합니다.

4.1.5 접지

• 접지 방식은 공통 접지 방식을 원칙으로 합니다.
• 수전, 배전소 및 연락 배전소 등의 경우 망상 접지 또는 구조체 접지로 하고 공통 접지에 연결합니다.

4.2 터널 전력 설비 설계

4.2.1 터널 전선로

• 터널 내 조명을 밝히고 비상용 동력을 제공하기 위해 고압 배전 선로, 변전 설비, 저압 간선 설비, 조명 설비, 콘센트 설비, 비상 조명등, 유도 표지등 등으로 설계합니다.
• 터널 내 공급하는 전력 용량은 전력 설비 부하와 터널 방재 설비 (제연 설비, 스프링클러 등) 전체 부하량을 고려하여 산정합니다.
• 터널 내에 설치되는 전기 시설물은 난연 재료를 사용하여 보호합니다.
• 터널 전기 설비의 전원 공급은 철도 이중화 전원 계통에서 공급이 가능하도록 해야 합니다. (단, 이중화 전원 계통에서 공급되지 않는 구간은 전용 1회선과 예비 전원을 확보하여 이중화로 구성해야 합니다.)

4.2.2 터널 조명

• 다음 각 호에 해당되는 터널에는 조명 설비를 갖추어야 합니다.
  • 직선 구간: 단선 철도 120m 이상, 복선 철도 150m 이상, 속도 등급 350 킬로급 이상 전용선 200m 이상
  • 곡선 반경 600m 이상 구간: 단선 철도 100m 이상, 복선 철도 130m 이상, 속도 등급 350 킬로급 이상 전용선 200m 이상
  • 곡선 반경 600m 미만 구간: 단선 철도 80m 이상, 복선 철도 110m 이상
• 1km 이상 길이의 철도 터널 및 비상 탈출구에는 거리를 표시한 유도등을 편측 100m (지그재그 50m) 마다 설치해야 하며, 설치 위치는 0.5m 이내로 합니다.
• 터널 바닥면 평균 조도는 5 lx 이상으로 합니다.
• 터널 길이가 500m 이상 (속도 등급 200 킬로급 이하 선로의 경우는 1km 이상) 터널 조명은 자동 또는 수동에 의해 점/소등 할 수 있도록 설계합니다.
• 풍압, 내구성, 방수성 등을 검토하여 적합한 조명 기구를 적용합니다.

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