KR100881086B1 - 철도차량 전원공급시스템 - Google Patents

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구준서
이기철
김동일
최재성
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Abstract

본 발명은 철도차량 전원공급시스템으로서, 철도차량의 배터리가 완전히 방전되었더라도 MCB에 제어전원을 공급할 수 있는 장치를 따로 구비함으로서 배터리 방전 유무에 상관없이 철도차량을 기동할 수 있는 철도차량 전원공급시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량전원공급선으로부터 철도차량으로의 전기공급을 ON/OFF하는 MCB(Main Circuit Break:주전원개폐장치)와, 상기 차량전원공급선의 통전여부를 확인하는 PT(Potential Transformer:계기용변압기)와, 상기 MCB에 제어전원을 공급하는 배터리를 포함하는 철도차량 전원공급시스템으로서, 상기 PT의 출력단에 설치되며 상기 PT의 출력을 정류하여 상기 MCB를 제어할 수 있는 제어전원을 생성하는 PTPS(Potential Transformer Power Supply:계기용변압기 전원공급장치)를 구비함으로써, 상기 배터리의 방전시 상기 PTPS로부터 상기 MCB에 제어전원이 공급될 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
철도차량, 배터리, 방전

Description

철도차량 전원공급시스템 { POWER SUPPLY SYSTEM FOR TRAIN }
본 발명은 철도차량 전원공급시스템으로서, 보다 구체적으로는 배터리가 방전된 철도차량을 기동시킬 수 있는 철도차량 전원공급시스템에 관한 것이다.
철도차량의 배터리는 철도차량 내의 여러장치들을 제어하기 위한 제어전원을 공급하는 역할을 한다.
이러한 철도차량의 배터리는 정전이나 철도차량의 장기간 미운행 등으로 인해 일정기간 전원을 공급받지 못하면 방전되어 버리는데, 통상적으로 철도차량의 배터리는 충전이 되고 있지 않은 상태에서 철도차량의 비상 방송장비나 형광등을 한시간 정도만 작동시키면 완전히 방전된다.
종래의 철도차량 전원공급시스템을 살펴보면, 도2에 도시된 바와 같이 철도차량의 배터리(242)는 철도차량의 보조전원장치(Static Inverter Var Compensation:SIV)와 연결되어 상기 SIV(241)의 동작에 필요한 제어전원을 공급하며, SIV(241)는 다시 배터리(242)를 충전시키게 된다.
또한, 차량전원공급선(210)으로부터 철도차량의 집전기(Pantograph)(200)를 거쳐 제공되는 전기가 철도차량에 필요한 전압로 변환되는 주변압기(Main Transformer:MTR) (240)의 전단부에 설치되어 상기 차량전원공급선(210)으로부터 상기 MTR(240)로 전기가 공급되는 것을 제어하는 주전원개폐장치(Main Circuit Breaker:MCB)는 상기 배터리(242)로부터 제어전원을 공급받아 작동되며 상기 MCB(230)가 ON되면 차량전원공급선(210)으로부터 철도차량의 MTR(240)로 고압교류전기가 공급된다.
그리고 상기 MTR(240)을 통해 생성된 저압교류전기는 철도차량의 전동기(미도시)와 SIV(241)로 공급되어 차량을 기동시키며 SIV(241)도 충전하게 된다.
그런데, 상기한 종래의 철도차량 전원공급시스템은 철도차량의 배터리(242)가 완전히 방전되어 버리면 철도차량의 MCB(230)와 SIV(241)에 제어전원을 공급할 수 없기 때문에 철도차량의 기동이 불가능하게 된다. 이경우 철도차량의 배터리를 충전하기 위해 외부에서 배터리 전원을 충전할 수 있는 장소로 철도차량을 견인해야만 하기 때문에 철도차량의 운행을 정상화하는데 많은 시간이 소요된다.
본 발명은 전술한 종래의 철도차량 전원공급시스템의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 철도차량의 배터리가 완전히 방전되었더라도 MCB에 제어전원을 공급할 수 있어서 배터리 방전 유무에 상관없이 철도차량을 기동할 수 있는 철도차량 전원공급시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 차량전원공급선으로부터 철도차량으로의 전기공급을 ON/OFF하는 MCB(Main Circuit Break:주전원개폐장치)와, 상기 차량전원공급선의 통전여부를 확인하는 PT(Potential Transformer:계기용변압기)와, 상기 MCB에 제어전원을 공급하는 배터리를 포함하는 철도차량 전원공급시스템으로서, 상기 PT의 출력단에 설치되며 상기 PT의 출력을 정류하여 상기 MCB를 제어할 수 있는 제어전원을 생성하는 PTPS(Potential Transformer Power Supply:계기용변압기 전원공급장치)를 구비함으로써, 상기 배터리의 방전시 상기 PTPS로부터 상기 MCB에 제어전원이 공급될 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
이를 통하여 철도차량의 밧데리가 방전되었을때 상기 PTPS를 통해 상기 PT의 출력을 정류하여 제어전원을 생성하고 상기 제어전원을 상기 MCB에 제어전원으로 공급하여 상기 MCB를 ON시킬 수 있다.
또한, 상기 PTPS는 상기 PT의 교류출력전기를 직류전기로 바꾸어 주는 AC-DC컨버터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이를 통하여 PT의 출력을 이용하여 주전원개폐기를 제어할 수 있는 최소전원을 생성할 수 있다.
또한, 상기 PTPS는 철도차량 운전실에 구비된 PTPS스위치로 동작되는 것을 특징으로 한다.
이를 통하여 기관사는 철도차량의 배터리가 완전히 방전되었을때 철도차량의 운전실에서 상기 PTPS스위치 조작을 통해 상기 PTPS를 동작시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 차량전원공급선의 통전여부를 확인하는 PT의 출력을 정류하여 상기 MCB의 제어에 필요한 제어전원을 생성할 수 있는 PTPS를 구비함으로써, 배터리 방전시 상기 PTPS로부터 MCB로 제어전원이 공급될 수 있도록 할 수 있으므로 배터리 충전을 위해 구원차량으로 철도차량을 견인하여 배터리를 충전할 수 있는 장소로 이동할 필요없이 현장에서 곧바로 철도차량을 기동시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시 예는 단지 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상 내에서 다양한 변형이 가능하며, 본 발명으로 한정하는 것이 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 철도차량 전원공급시스템을 도시한 구성도이다.
본 발명에 따른 철도차량 전원공급시스템은 철로를 따라 설치되어 있는 차량 전원공급선(110)과 접촉되어 철도차량에 필요한 전원을 공급받는 집전기(Pantograph)(100)와 상기 차량전원공급선(110)으로부터 상기 집전기(100)를 거쳐 제공된 고압교류전기를 철도차량에 필요한 저압교류전기로 변압하는 MTR(Main Transformer:주변압기)(140)을 구비하고 있다.
또한, 상기 MTR(140)로부터 충전을 위한 저압교류전기를 제공받는 SIV (Static Inverter Var Compensation:보조전원장치)(141)와 상기 SIV(141)와 연결되어 충전을 위한 직류전기를 제공받는 배터리(142)와, 상기 집전기(100)와 상기 MTR(140) 사이에 설치되어 집전기(100)로부터 MTR(140)로 전달되는 전기를 ON/OFF하는 역할을 하며 상기 배터리(142)로부터 제어전원을 제공받아서 동작하는 MCB(130)를 구비하고 있다.
그리고, 상기 집전기(100)와 상기 MCB(130)사이에 연결되어 차량전원공급선(110)의 통전여부를 확인하는 장치인 PT(Potential Transformer:계기용변압기)(120)와 상기 PT(120)의 출력단에 설치되며 상기 PT(120)의 출력을 정류하여 상기 MCB(130)를 제어할 수 있는 직류제어전원을 생성하는 PTPS(121)와, 상기 PTPS(121)를 ON/OFF할 수 있는 PTPS스위치(122)를 포함하고 있다.
상기 PTPS(121)는 상기 PT(120)의 출력을 정류하고 직류제어전원을 생성하여상기 MCB(130)로 제공한다.
상기 MCB(130)는 상기 배터리(142) 및 상기 PTPS(121)와 연결되어 상기 배터리(142) 및 상기 PTPS(121)로부터 선택적으로 제어전원을 제공받을 수 있다.
상기 PTPS스위치(122)는 철도차량의 운전실에 설치되어 기관사가 배터리 계 기판을 통해 배터리 방전을 확인하고 PTPS스위치(122)를 ON하면 상기 PTPS(121)가 ON되어 상기 MCB(130)로 제어전원이 공급된다.
다음으로, 본 발명에 따른 철도차량 전원공급시스템의 동작과정에 대해 구체적으로 설명한다.
철도차량의 배터리(142)가 완전히 방전되어 상기 SIV(141)와 MCB(130)에 제어전원을 공급할 수 없게 되면 기관사는 운전실 배터리 계기판을 통해 배터리(142) 방전을 확인하고 철도차량 운전실에 구비된 PTPS스위치(122)를 조작하여 상기 PTPS(121)가 상기 PT(120)로부터 저압교류전기를 제공받아 저압직류전기로 바꾸어 상기 MCB(130)에 제어전원으로 공급하게 한다.
이를 통해 상기 MCB(130)가 ON되면 차량전원공급선으로부터 집전기(100)를 거쳐 공급된 고압교류전기가 MTR(140)을 통해 저압교류전기로 바뀌어 철도차량의 전동기와 SIV(141)로 공급되어 철도차량이 기동할 수 있게 되고, SIV(141)도 충전 된다. 상기 SIV(141)는 MTR(140)로부터 전원을 공급받으면 제어전원을 자체생산하여 가동되는 방식이며, 상기 SIV(141)가 가동되면 상기 배터리(142)를 충전하게 된다.
도 1은 본 발명의 철도차량 전원공급시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 종래의 철도차량 전원공급시스템을 도시한 구성도이다.
*도1의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100:집전기(Pantograph)
110:차량전원공급선
120:계기용변압기(Potential Transformer:PT)
121:계기용변압기 전원공급장치(Potential Transformer Power Supply:PTPS)
122:PTPS스위치
130:주전원개폐장치(Main Circuit Breaker:MCB)
140:주변압기(Main Transformer:MTR)
141:보조전원장치(Static Inverter Var Compensation:SIV)
142:배터리

Claims (3)

  1. 차량전원공급선으로부터 철도차량으로의 전기공급을 ON/OFF하는 MCB(Main Circuit Break:주전원개폐장치)와, 상기 차량전원공급선의 통전여부를 확인하는 PT(Potential Transformer:계기용변압기)와, 상기 MCB에 제어전원을 공급하는 배터리를 포함하는 철도차량 전원공급시스템으로서,
    상기 PT의 출력단에 설치되며 상기 PT의 출력을 정류하여 상기 MCB를 제어할 수 있는 제어전원을 생성하는 PTPS(Potential Transformer Power Supply:계기용변압기 전원공급장치)를 구비함으로써, 상기 배터리의 방전시 상기 PTPS로부터 상기 MCB에 제어전원이 공급될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 철도차량의 전원공급시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 PTPS는,
    상기 PT의 교류출력전기를 직류전기로 바꾸어 주는 AC-DC컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량 전원공급시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 PTPS는 철도차량 운전실에 구비된 PTPS스위치로 동작되는 것을 특징으로 하는 철도차량 전원공급시스템.
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