우리나라의 교류전기철도 시스템은 전기차에 적정 전력을 변성하고 공급하기 위한 전철변전소와 전력을 전기차까지 공급하는 전차선로로 구성된 전기철도 운전을위한 육상 전기설비와 그 외에 차량기지, 변전소, 역사, 철도 신호 전원 등 지원 설비 시설에 조명, 냉·난방, 방재, 환기 등에 보조 전력을 공급하기 위한 3상 22.9kV 배전선로로 구성되어 있다. 이와 같은 보조전력용 22.9 kV 지중배전선로 (가교폴리에틸렌, XLPE)는 대부분 2회선 (1회선은 상시부하용, 나머지 1회선은 예비선로용)으로 포설하여 공급하는 방식을 채택하고 있다. 또한 정상 시에는 배전선로(NO.1)로 공급 하다가 수전전기실(A)의 고장이나 역사 등의 전기설비 사고 등으로 수전을 받지 못할 때 예비선로(NO.2)로 절체 하여 또 다른 수전전기실(B)에서 전원을 공급 받을 수 있도록 선로를 구성한다. 이들 배전선로의 길이는 전기공급 구역을 역간을 기준함에 따라 지중배전선로 길이가 수 십 km에 이른다. 따라서 지중배전선로의 길이가 길어짐에 따라 경부하 또는 무부하시에 케이블의 대지 커패시턴스에 의한 진상 무효전력(전류가 전압보다 위상이 앞선 상태)이 크게 증가하게 되며, 이로 인해 해당 전기실의 변압기 2차측 단자의 전압이 상승함과 동시에 전력계통에 다량의 진상 전력이 발생된다. 따라서 이 과다한 진상 전력은 수용가 측에도 동시에 과전압에 의한 전기설비들의 절연열화, 화재, 수명 단축, 한국전력공사와 진상 역률에 대한 추가 요금 문제 등을 일으킬 수 있다. 따라서 이를 확인 및 보완하기 위하여 지중배전선로(22.9 kV)의 구간을 정하고, 측정구간의 현장 조사 및 해당 수전 전기실에서 전력분석 측정을 실시하여 대지 커패시턴스를 보상하고, 변압기 2차측 전압상승을 억제할 수 있는 적정한 분로 리액터 용량을 선정 하는 방법에 대해 설명하고자 한다.
Electric Railway System of Alternating Current(AC) in Republic of Korea consists of traction power supply to transform and supply appropriate electric power to electric vehicles, ground electrical equipment for electric railway operation consisting of catenary system that supply electric power to electric vehicles, and three-phase 22.9KV distribution line to supply auxiliary power to lighting, heating and cooling, disaster prevention, ventilation, etc. in supporting facilities such as vehicle depot, substations, stations, railway signal power, etc. most of 22.9 kV underground distribution lines for the auxiliary power supply(cross-linked polyethylene, XLPE) of AC electrical railways are supplied by laying them in redundancy (one line is for regular loading and the other line is for reserve). In normal times, electricity is supplied through the power distribution line (NO.1). However, in the event of a failure of the receiving electric station (A) or an accident of electrical facility such as a station, another electric room (B) shall be connected automatically through the reserved power line (NO.2) to receive the electric power. The length of the supply distribution line reaches tens of kilometers as the length of these electric distribution lines are based on the distance between stations. Thus, as the length of the underground distribution line increases significantly, the leading reactive power (the state in which the phase of the current is ahead of the voltage) is increased significantly and the voltage at the secondary terminal of the transformer in the corresponding electrical room increases, and a large amount of leading reactive power is generated in the power system as a result. Therefore, this excess leading reactive power may cause insulation deterioration of electrical equipment by overvoltage, fire, shortened lifespan, and additional charges for the leading power factor with the Korea Electric Power Corporation. Therefore, in order to verify and supplement this, I would like to explain how to select the proper capacity of the shunt reactor to compensate for the ground capacitance and to suppress the voltage rise on the secondary side of the transformer by the determination of the underground distribution line (22.9 kV), the field survey of the measurement section and power analysis measurement are performed in the receiving electric power room.
요약 ⅰ표목차 ⅱ그림목차 ⅲ기호설명 ivI. 서 론 11. 연구의 배경 및 목적 12. 연구의 범위1II. 이론적 고찰 31. 배전선로(XLPE)의 선로정수(IEC기준) 32. 분로리액터 53. 절연 케이블용 도체 94. 지중배전선로 (XLPE 케이블) 특성 12III.현장조사 및 측정 181. 목적 182. 현장조사 및 측정방법 183. 지중배전선로의 측정개념도 20IV.적정 분로리액터 용량 선정 211. “B”수전전기실 NO.1(A) 대지 커패시턴스 계산 212. NO.1(A)의 대지 커패시턴스 비교 검토 313. “A”수전전기실 NO.1(C) 대지 커패시턴스 계산 394. NO.1(C)의 대지 커패시턴스 비교 검토 47V. 결 론 52참고문헌 55영문초록(Abstract) 57감사의글 59