전력 계통 안정성 향상을 위한 도시철도 역사의 고조파설비 적용 방안 연구

Abstract

지하철 역사 변전소는 1974년 개통한 수도권 1호선~2009년 9호선, 공항철도와 최근 준공한 김포 도시철도까지 지하철 역사에 각종 동력설비, 조명설비와 전열설비, 제어 및 통신설비에 전기를 공급하고 있다. 많은 승객이 이용하는 역사는 전력, 조명 및 통신, 방재설비등의 기본적인 사항을 기준한 기술을 시공 반영되어 있다. 에너지 부하저감, 고효율 에너지 설비, 대체 에너지 이용 관련에 적합한 자연친화적이며 경제성이 제고될 수 있는 설비로 설계하여야 한다. 전기 사고를 예방하고 피해구간의 계통 파급을 최소화하도록 계획하여야 하는 수전전력은 공공시설로서 22.9kV / 380~220V 범위이며 전력공급의 신뢰성 제고를 위한 공급 방안을 설계에 적용하고 있다. 지하철 역사의 전기설계 범위로 수변전설비, 예비전원설비, 전력간선설비, 동력설비(비상동력 포함), 조명설비(경관조명 포함), 전열설비, 접지 및 피뢰설비, 통신설비, 소방설비가 있으며 사용 부하의 전기용량은 적정 수용률 및 추후 증설에 대비하여 변압기 용량은 예비용량을 감안하며 변압기는 용도별로 뱅크를 분리하여 합리적이고 효율적인 운전이 가능하도록 설계되어 지고 있다. 고조파 성분 함유율은 국제적으로 규제하고 있고 전원의 고조파 영향으로 통신설비와 제어설비, 자동화설비 등에 기기 오동작 문제가 발생하고 있다. 이번 연구에서는 지하철 역사에 전력품질 향상을 위해 고조파 저감방안에 관한 검토를 하였다. 안정적 전력공급을 위하여 지하철 역사 수전설비에 가장 경제적이고 적합한 형태의 수동필터와 능동필터 시스템을 검토하여 기존 역사의 에너지절감을 위한 설비에 대하여 연구하고자 한다. 본 연구는 향후 지하철 역사의 에너지를 절감할 수 있는 설치기준에 대한 방안을 제시하였다.