전기설비기술기준›전기철도설비

전기철도차량 설비 (공사)

Railway Vehicle Electrical System

왜 차량 전기설비 기준이 필요한가?
🚃 전기철도차량 = 이동하는 전기설비
①고전압(1,500V / 25,000V)이 차량 내부에 존재 → 감전 방지
②수백~수천 명 탑승 → 화재·전기사고 시 대형 참사 위험
③절연·접지·보호장치 기준이 차량 안전의 핵심
DC vs AC 차량 주회로 비교

DC vs AC 전기철도차량 주회로 비교

📊DC vs AC 주회로 비교
항목DC 1,500V (도시철도)AC 25kV (KTX·일반)
집전팬터그래프 DC 1,500V팬터그래프 AC 25kV
1단계필터리액터 (고조파 제거)주변압기 (25kV→2kV)
2단계—컨버터 (AC→DC)
3단계VVVF 인버터 (DC→3φ AC)VVVF 인버터 (DC→3φ AC)
전동기유도전동기(IM)PMSM (영구자석동기기)
보조전원SIV (DC→AC 380V)SIV (DC→AC 380V)
핵심 차이주변압기 없음 (단순)주변압기+컨버터 필요 (복잡)
🔑 공통 핵심: VVVF 인버터
①DC·AC 차량 모두 VVVF 인버터로 3상 교류를 생성
②가변전압·가변주파수 제어 → 속도·토크 정밀 제어
③DC 차량은 직접 인버터 투입, AC 차량은 주변압기→컨버터 거친 후 투입
차량 전기설비 핵심 기준
차체 접지
차체·대차 프레임 → 레일 접지
차체 전위 상승 방지, 접지 브러시(carbon brush)로 연결

차량 절연시험 기준

📋절연시험 기준
주회로
AC 2,500V (1분)
보조회로
AC 1,500V (1분)
제어회로
500V 메가 시험
견인전동기
유도전동기(IM) → PMSM 전환 추세
PMSM: 효율 96%↑, 소형경량, KTX-이음 등 적용
보조전원장치(SIV)
DC→AC 3φ 380V, 용량 150~300kVA
냉난방·조명·공기압축기·제어전원 공급
제동과 안전 시스템

전기철도 제동 방식 분류

🌳제동 방식
과전압 보호
피뢰기(LA) + 서지흡수기(SA)
낙뢰·개폐서지로부터 차량 전기설비 보호
화재 방호
난연 재료 + 자동소화장치 + 비상환기
차량 내장재 난연 기준: EN 45545 / KS R 9134
시험 포인트 총정리
DC 차량
1,500V→인버터→IM
도시철도
AC 차량
25kV→TR→컨버터→인버터
KTX·일반철도
🎯 시험 포인트
①DC vs AC 차량: 주회로 구성 차이 (주변압기 유무)
②VVVF 인버터: 가변전압 가변주파수 제어의 핵심
③회생제동: 에너지 회수 → 전차선으로 반환
④차체 접지: 접지 브러시 → 레일 → 대지
⑤절연시험: 주회로 2,500V / 보조 1,500V / 제어 500V
📝 대표 기출문제
①[기출유형] DC·AC 전동차 주회로 차이를 설명하시오. (답: DC는 직접 인버터, AC는 주변압기→컨버터→인버터)
②[기출유형] VVVF 인버터의 역할을 쓰시오. (답: 가변전압·가변주파수 3상 교류 생성, 견인전동기 구동)
③[기출유형] 회생제동의 원리를 설명하시오. (답: 전동기→발전기 운전, 운동에너지→전기에너지 변환·전차선 회생)