KR101359414B1 - The integrated single phase power supply system for electric railway - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a power supply system for supplying power to an electric railway and more specifically, to an integrated single-phase power supply system for an electric railway for converting three-phase main power into two-phase main power of a T-phase and an M-phase by a Scott transformer, converting one phase among the T-phase or the M-phase converted into the two-phase into the other single phase, integrating the converted single-phase power with existing single-phase power, and supplying the integrated single-phase power to an electric railway track. The integrated single-phase power supply system for an electric railway for converting three-phase main power into two-phase main power of a T-phase and an M-phase by a Scott transformer, converting one phase among the T-phase or the M-phase converted into the two-phase into the other single phase, and supplying the integrated single-phase power to an electric railway track comprises a first transformer and a second transformer which convert a voltage of input power into a predetermined voltage value and are connected to a T-phase power track and an M-phase power track, respectively; a first sensor and a second sensor which measure a current value and a voltage value of each phase for the T-phase and the M-phase, respectively; a single-phase power converter which converts and outputs one phase among the M-phase or the T-phase into the other single phase for supplying power to the electric railway track; a controller which controls the single-phase conversion operation of the single-phase power converter by receiving signals of the first sensor and the second sensor; and a control power unit which supplies power to the controller. [Reference numerals] (AA) T phase; (BB) M phase; (CC) First sensor unit; (DD) First transformer; (EE) First power breaker; (FF) First switch; (GG) DC converter unit; (HH) Inverter unit; (II) Second switch; (JJ) Second power breaker; (KK) Second transformer; (LL) Control unit; (MM) Control power unit; (NN) Conversion unit relay; (OO) Second sensor unit; (PP,QQ) Breaker; (RR) Line breaker

Description

전기철도 단상 통합 급전 시스템{The Integrated Single Phase Power Supply System for Electric Railway}The Integrated Single Phase Power Supply System for Electric Railway

본 발명은 전기철도에 전원을 공급하는 급전 시스템에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는, 스코트 변압기에 의하여 3상의 주전원을 T상 및 M상의 2상으로 변환하고, 상기 2상으로 변환된 T상 또는 M상 중 어느 하나의 상을 다른 하나의 단상으로 변환하며, 변환된 단상 전원을 기존 단상 전원과 통합한 후, 통합된 단상 전원을 전기철도 선로에 공급하는 전기철도 단상 통합 급전 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a power supply system for supplying power to an electric railway, and more particularly, a three-phase main power source is converted into two phases of a T phase and an M phase by a Scott transformer, and the T phase or The present invention relates to an electric railway single-phase integrated feeding system for converting any one phase of the M phase into another single phase, integrating the converted single phase power with the existing single phase power, and then supplying the integrated single phase power to the electric railway line.

종래 전력 기기들은 전압, 전류 및 주파수 등이 비교적 넓은 범위에서 변동하여도 잘 동작할 수 있었으나, 최근의 산업현장에서 사용되는 많은 전력 기기들은 제어용 전자 장치들을 많이 구비하고 있기 때문에 주파수와 전압 등의 변동에 대하여 매우 민감하게 반응하여 오동작을 유발하는 사례가 급증하고 있으며, 이에 따라 각종 전력 기기 또는 전력시스템에서의 전력보상 문제가 점차 크게 대두 되고 있는 실정이다.Conventional power devices can operate well even when the voltage, current and frequency fluctuate in a relatively wide range. However, since many power devices used in recent industrial sites have many electronic devices for controlling, variations in frequency and voltage etc. There is an increasing number of cases that cause a malfunction by reacting very sensitively to, and accordingly, power compensation problems in various power devices or power systems are gradually increasing.

이와 같은 전력보상 문제는 전기철도에 있어서도 예외가 아니다. 종래 전기철도의 급전 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 3상의 주전원을 스코트 변압기를 통해 M상 및 T상의 2상 전원으로 변환하고, 상기 변환시킨 M상 및 T상의 전원을 전기철도 선로를 구성하는 각 선로 구간별로 구분 공급하게 되며, 상기 M상 및 T상 의 구분 선로가 서로 만나는 지점은 공급되는 전원의 상 변화에 따른 절연구간이 존재하게 된다. 이처럼, 각 구간별로 공급되는 전원의 상이 달라 각 구간별 부하 차이에 따른 전압 불평형이 발생하게 되는데, 전기철도의 차량부하는 각 차량 운전간격의 단축, 고속화, 견인력 확대 등에 의해 계속 증가하는 추세에 있으며, 이로 인해 급전선로에서는 보다 많은 전류가 흐르기 때문에 전압강하 또한 크게 발생하며, 전압강하는 전기철도의 정상적인 운전을 저해할 뿐만 아니라 3상 전원 측에도 전압 불평형을 초래하고, 발생된 전압 불평형은 선간 전압 중에서 한 상의 전압은 저하하고, 다른 상의 전압은 상승하여 저전압과 고전압에 의한 피해를 동시에 일으키므로 에너지 소모 측면뿐만 아니라 기기 수명 측명에서도 피해가 발생되는 문제점이 있다.This problem of power compensation is no exception for electric railways. In the electric power feeding system of the conventional electric railway, as shown in FIG. 1, the three-phase main power is converted into two-phase power of M phase and T phase through a Scott transformer, and the converted M-phase and T-phase power is converted into an electric railway line. Each line section to be configured is supplied separately, and the separation line of the M-phase and T-phase meets each other, there is an insulation section according to the phase change of the power supplied. As such, the phase of power supplied to each section is different, resulting in voltage unbalance due to the load difference in each section. The vehicle load of electric railways continues to increase due to shortening the driving interval of each vehicle, speeding up, and increasing traction. As a result, more current flows in the feeder line, which causes a large voltage drop.The voltage drop not only impedes the normal operation of the electric railway, but also causes voltage unbalance on the three-phase power supply. Since the voltage of one phase is lowered and the voltage of another phase is increased to cause damage by low voltage and high voltage at the same time, damage occurs not only in terms of energy consumption but also in terms of device life.

이에 대한 해결방안으로 전력용 콘덴서를 설치하여 전압보상을 해왔으나 이것은 기계적인 스위칭 방식으로 응답속도가 느리고 과도현상이 발생하는 문제점이 있으며, 싸이리스터(Thyrister)를 고속스위치로 사용하면서 수동소자인 커패시터와 리액터에 연결하여 전력계통의 무효전력을 신속정확하게 연속적으로 보상하는 전력보상장치로 SVC(Static Var Compensator)나 STATCOM(STATic COMpensator)과 같은 인버터식 무효전력 보상장치가 개발되고 있으나, 이러한 보상 장치의 경우에는 에너지 저장용 직류 커패시터를 별도로 구비하여야 함으로, 그 설비의 증가와 제조원가가 상승하는 문제점이 있으며, 2상 전원의 선로 구간별 공급에 따른 전압 불평형을 근본적으로 해결하지 못하는 문제점이 있다.As a solution to this problem, voltage compensation has been performed by installing a power capacitor, but this is a mechanical switching method, which causes a slow response time and a transient phenomenon. A thyristor is used as a high-speed switch and is a passive element capacitor. Inverter type reactive power compensator such as static var compensator (SVC) or STATCOM (STATIC compensator) has been developed as a power compensator that quickly and accurately compensates reactive power of power system by connecting to the reactor and reactor. In this case, since the DC capacitor for energy storage must be provided separately, there is a problem in that the increase of the equipment and the manufacturing cost rise, and there is a problem that the voltage unbalance due to the supply of the line section of the two-phase power source cannot be solved fundamentally.

또한, 상기 M상 및 T상의 구분 선로가 서로 만나는 지점에서의 절연구간의 존재로 인해, 전기철도 차량의 운행 중 상기 절연구간을 통과하는 과정에서, 팬터그래프(Pantorgraph)의 노치(Notch)를 온(On)·오프(Off) 시켜야 하는 등의 운전 조작상의 불편함이 있으며, 운전 중 운전자의 피로도를 증가시켜 전기철도 차량의 안전 운행에 위험요소로 작용하고, 상기 절연구간의 진입 및 통과시 전기철도 차량을 감속 및 가속시키게 되어 전력 사용량 및 운행 시간을 현저히 증가시키는 문제점이 있다.
In addition, due to the existence of an insulation section at the point where the M-phase and T-phase separation lines meet each other, in the process of passing through the insulation section during operation of the electric railway vehicle, the notch of the Pantograph is turned on. There is inconvenience in driving operation such as On), Off, etc., and it increases the driver's fatigue while driving, which acts as a risk factor for safe operation of electric railway vehicle, and the electric railway when entering and passing the insulation section. Decelerating and accelerating the vehicle has a problem of significantly increasing the power consumption and running time.

따라서, 본 발명은 상기 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 종래 전기철도의 급전 시스템에서, T상과 M상의 각기 개별 상의 전원으로 분리해서 각 선로 구간별로 전원 공급함으로써 발생 되는 전압강하 현상 및 전력 불평형을 개선할 수 있도록 함과 더불어,Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, in the conventional electric power supply system of the electric railway, voltage drop phenomenon generated by supplying power to each line section by separating the power of each phase of the T phase and M phase and In addition to improving power imbalance,

M상 및 T상의 구분 선로가 서로 만나는 지점에서의 절연구간을 제거가능하도록 하여 전기철도 차량의 운행 중 절연구간을 통과하는 과정에서의 운전 조작상의 어려움을 해소하고, 정차역을 제외한 전 운행 구간을 동일 속도로 전기철도 차량을 운행할 수 있도록 하여 전력 사용량 및 차량 운행시간을 월등히 감소시킬 수 있도록 하며,It is possible to remove the insulation section at the point where the M-phase and T-phase separation lines meet each other, eliminating the difficulty of driving operation in the process of passing the insulation section during the operation of the electric railway vehicle, and all the sections except for the station stop are the same. It allows you to drive electric rail cars at speed, which greatly reduces power consumption and vehicle running time.

또한, 전 선로구간에 대해 단상의 전원이 공급되는 경우에, 각 구간별 급전선로 상에 사고전류 발생시, 사고전류 발생 지점을 용이하게 확인가능하도록 하여 복구조치를 신속하게 행할 수 있도록 하고, 사고전류의 발생 지점과 인접한 급전선로를 신속하게 차단시켜 사고전류의 전파에 따른 2차 사고 발생을 미연에 예방할 수 있도록 하며, 사고전류 발생 지점의 최근접 차단기의 오동작으로 인해 사고전류 차단이 실패되는 경우에도 다음 인접 차단기에서 신속하게 사고전류 전파를 차단할 수 있도록 하여 보다 안정적으로 급전선로를 운영할 수 있도록 한다.
In addition, when single-phase power is supplied to the entire line section, when an accident current occurs on the feeder line for each section, it is possible to easily identify the point of occurrence of the accident current so that recovery actions can be promptly performed. It is possible to prevent the occurrence of the second accident due to the propagation of the fault current by quickly disconnecting the feed line adjacent to the point of occurrence of the fault, and even if the fault current break is failed due to the malfunction of the nearest breaker at the point of the fault current occurrence. In the next breaker, it is possible to cut the propagation of accident current quickly so that the feeder line can be operated more stably.

상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 일 형태에서는, 스코트 변압기에 의하여 3상의 주전원을 T상 및 M상의 2상으로 변환하고, 상기 2상으로 변환된 T상 또는 M상 중 어느 하나의 상을 다른 하나의 단상으로 변환 통합하여 전기철도 선로에 전력을 공급하는 전기철도 단상 통합 급전 시스템에 있어서, 입력된 전원의 전압을 소정의 전압치로 변압시키고, T상 전원선로와 M상 전원선로에 각각 연결되는 제1변압부와 제2변압부; T상과 M상 전원에 대한 각 상의 전류치와 전압치를 각각 측정하는 제1센서부와 제2센서부; M상 또는 T상 중 어느 하나의 상을, 전기철도 선로에 전력을 공급하게 되는 다른 하나의 단상으로 변환하여 출력하는 단상 전원 변환부; 상기 제1센서부와 상기 제2센서부로부터 신호를 입력받아 상기 단상 전원 변환부의 단상 변환 동작을 제어하는 제어부; 및 상기 제어부에 전원을 공급하는 제어 전원부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기철도 단상 통합 급전 시스템을 제공한다.In order to solve the above problems, in one embodiment of the present invention, a three-phase main power source is converted into two phases of a T phase and an M phase by a Scott transformer, and any one phase of the T phase or the M phase converted to the two phases is changed. In an electric railway single phase integrated power feeding system which converts and integrates into another single phase to supply electric railway lines, the input voltage is transformed into a predetermined voltage value and connected to the T phase power line and the M phase power line, respectively. A first transformer unit and a second transformer unit; A first sensor unit and a second sensor unit measuring current and voltage values of respective phases for the T-phase and M-phase power supplies, respectively; Single phase power conversion unit for converting any one phase of the M phase or T phase to another single phase to supply electric power to the electric railway line; A control unit which receives a signal from the first sensor unit and the second sensor unit to control the single phase conversion operation of the single phase power conversion unit; And a control power supply unit for supplying power to the control unit.

본 발명의 일 형태에 따른 전기철도 단상 통합 급전 시스템에 있어서, 상기 단상 전원 변환부는, 입력되는 전원공급을 개폐시키는 제1개폐스위치; 상기 제1개폐스위치를 통과한 교류전원을 직류전원으로 변환하는 DC 컨버터부; 상기 DC 컨버터부를 통과한 직류전원을 입력받고 상기 제어부로부터 작동신호를 입력받아, 기존 단상 전원과 통합되는 출력전압을 교류전원으로 변환하여 전송하는 인버터부; 및 상기 인버터부로부터 전송되는 출력전압의 출력을 개폐시키는 제2개폐스위치;로 구성될 수 있으며,In the electric railway single-phase integrated power feeding system of one embodiment of the present invention, the single-phase power conversion unit includes: a first opening / closing switch for opening and closing an input power supply; A DC converter unit converting AC power passing through the first opening / closing switch into DC power; An inverter unit which receives the DC power passing through the DC converter unit, receives an operation signal from the controller, converts the output voltage integrated with the existing single-phase power source into an AC power source, and transmits the converted AC voltage; And a second opening / closing switch for opening and closing the output of the output voltage transmitted from the inverter unit.

바람직하게는, M상 또는 T상 중 어느 하나의 상의 전원이 상기 단상 전원 변환부로 입력되는 것을 차단하는 제1전원차단기 및, 상기 단상 전원 변환부를 통해 M상 또는 T상 중 다른 하나의 단상 전원으로 변환된 변환 단상 전원이 상기 단상 전원 변환부로부터 출력되어 외부로 공급되는 것을 차단하는 제2전원차단기;를 더 포함하여 구성되고, 상기 제어부는 상기 제1전원차단기와 상기 제2전원차단기의 개폐동작을 제어할 수 있고,Preferably, the first power circuit breaker to block the power of any one of the M phase or T phase input to the single-phase power converter, and the other single-phase power of the M-phase or T-phase through the single-phase power converter And a second power circuit breaker to block the converted single-phase power output from the single-phase power converter to be supplied to the outside. The control unit may be configured to open and close the first power circuit breaker and the second power circuit breaker. To control,

좀 더 바람직하게는, 상기 제1센서부와 상기 제2센서부로부터 신호를 입력받아 M상 및 T상의 전원선로의 사고발생 유무를 판단하고, 사고발생 유무에 대한 판단신호를 상기 제어부로 출력하며, 상기 제1전원차단기와 상기 제2전원차단기를 개폐시키는 변환부 계전기;를 더 포함하여 구성될 수 있으며,More preferably, by receiving a signal from the first sensor unit and the second sensor unit to determine the occurrence of accidents in the power line of the M phase and T phase, and outputs a determination signal for the occurrence of the accident to the controller And a conversion unit relay for opening and closing the first power breaker and the second power breaker.

더 바람직하게는, 상기 제어부가 입력받는 상기 제1센서부와 상기 제2센서부의 출력신호와, 상기 제어부가 외부로 출력하는 출력신호를, 전송받아 중앙제어실로 전송하는 통신부:를 더 포함하여 구성될 수 있다.More preferably, the communication unit for receiving the output signal of the first sensor unit and the second sensor unit received by the control unit, the output signal output by the control unit to the outside, and transmits to the central control room: Can be.

또한, T상 또는 M상 중 어느 하나의 단상의 전원으로 통합 공급되는 급전선로 상에 구비되는 다수의 변전소 사이의 각 급전선로 구간에, 소정간격을 두고 형성되는 다수의 선로 차단부;를 더 포함하여 구성되고, 상기 선로 차단부는, 급전선로의 통전을 차단하는 선로 차단기; 및, 상기 선로 차단기와 연결되는 인접 급전선로 상에 사고전류 발생시 이를 감지하고 상기 선로 차단기를 개폐시키는 선로 계전기;를 포함하여 구성될 수 있으며,The apparatus may further include a plurality of line blocking units formed at predetermined intervals in each of the feedline sections between the plurality of substations provided on the feedline line integrally supplied to the single-phase power supply of either T-phase or M-phase. Is configured to, the line breaker, a line breaker for blocking the power supply of the feed line; And a line relay configured to detect an occurrence of an accident current on an adjacent feeder line connected to the line breaker and to open and close the line breaker.

바람직하게는, 상기 선로 차단부의 선로 계전기는, 급전선로 상의 전방 및 후방에 각각 구비되는 다른 선로 차단부의 선로 차단기 개폐상태를 감지하고, 상기 다른 선로 차단부의 선로 차단기 개폐상태에 따라 상기 선로 차단부의 선로 차단기를 개폐시킬 수 있고,Preferably, the line relay of the line breaker senses the line breaker opening and closing state of the other line breaker respectively provided at the front and the rear of the feed line, and according to the line breaker opening state of the other line breaker. Can open and close the breaker,

좀 더 바람직하게는, 상기 선로 차단부의 선로 계전기는, 임피던스 계전기(Impedance Relay)로 형성될 수 있다.
More preferably, the line relay of the line breaker may be formed of an impedance relay.

본 발명에 따른 전기철도 단상 통합 급전 시스템은, 스코트 변압기에 의하여 3상의 주전원을 T상 및 M상의 2상으로 변환하고, 상기 2상으로 변환된 T상 또는 M상 중 어느 하나의 상을 다른 하나의 단상으로 변환하며, 변환된 단상 전원을 기존 단상 전원과 통합한 후, 통합된 단상 전원을 전기철도 선로에 공급할 수 있으며,In the electric railway single-phase integrated power supply system according to the present invention, a three-phase main power source is converted into two phases of T and M phases by a Scott transformer, and the other phase of any one of the T phase or M phases converted to the two phases is changed. It converts into single phase of and integrates the converted single phase power with the existing single phase power and supplies the integrated single phase power to the electric railway line.

이를 통해, 종래 전기철도의 급전 시스템에서 T상과 M상의 각기 개별 상의 전원으로 분리해서 각 선로 구간별로 전원 공급함으로써 발생 되던 전압강하 현상 및 전력 불평형을 개선할 수 있고, 종래 각 구간별로 공급되는 전원 상의 위상차에 따라 필요했던 M상 및 T상의 구분 선로가 서로 만나는 지점에서의 절연구간을 생략할 수 있으며, 상기 절연구간의 생략으로 전기철도 차량의 운행 중 절연구간을 통과하는 과정에서의 운전 조작상의 어려움을 해소할 수 있고, 정차역을 제외한 전 운행 구간을 동일 속도로 전기철도 차량을 운행할 수 있어 전기철도 운행의 안전성 및 전력 사용의 효율성을 증대시킬 수 있으며, 단상이 전 선로구간에 대해 급전되어 전 선로구간에 설치된 변전소 전력용량을 공유할 수 있게 되어 부분 선로구간별 부하 증가에 따른 해당 변전소의 전력용량 증설 등을 최소화할 수 있다.Through this, it is possible to improve the voltage drop phenomenon and the power unbalance generated by separating the power supply for each line section by separating the power supply of each of the T phase and the M phase in the electric power supply system of the conventional electric railway, According to the phase difference of the phase, the insulation section at the point where the necessary separation line of M phase and T phase meet each other can be omitted, and the operation section in the process of passing the insulation section during the operation of the electric railway vehicle by omitting the insulation section. It is possible to solve the difficulties, and to operate electric railway vehicles at the same speed in all sections except for stop stations, which can increase the safety of electric railway operation and the efficiency of electric power use, and the single phase is fed to all line sections. It is possible to share the substation power capacity installed in all line sections, so that the solution is caused by the increase of load by partial line section. The capacity expansion of the substation can be minimized.

또한, 전 선로구간에 대해 단상의 전원이 공급되는 경우에도, 각 구간별 급전선로 상에 사고전류 발생시, 사고전류 발생 지점을 용이하게 확인가능하여 복구조치를 신속하게 행할 수 있고, 사고전류의 발생 지점과 인접한 급전선로를 신속하게 차단시켜 사고전류의 전파에 따른 2차 사고 발생을 미연에 예방할 수 있으며, 사고전류 발생 지점의 최근접 차단기의 오동작으로 인해 사고전류 차단이 실패되는 경우에도 다음 인접 차단기에서 신속하게 사고전류 전파를 차단할 수 있어 보다 안정적으로 전기철도 급전선로를 운영할 수 있다.
In addition, even when single-phase power is supplied to the entire line section, when an accident current occurs on the feeder line for each section, it is possible to easily identify the point of occurrence of the accident current so that recovery actions can be promptly performed and an accident current can be generated. Quickly cut off the feed line adjacent to the point to prevent the occurrence of secondary accidents due to the propagation of the fault current, and even if the fault current breaker fails due to the malfunction of the nearest breaker at the point of the fault current, the next adjacent breaker It is possible to cut off the propagation of accident current quickly in order to operate the electric feeder line more stably.

도 1은 종래 스코트 변압기를 이용한 전기철도의 2상 급전 시스템을 나타내는 개략적인 구성도;
도 2는 본 발명에 따른 전기철도 단상 통합 급전 시스템을 나타내는 개략적인 구성도; 및,
도 3은 본 발명에 따른 전기철도 단상 통합 급전 시스템에 있어서, 사고전류의 전파 확대를 방지하기 위해 다수의 선로 차단부가 구비되는 것을 나타내는 개략적인 구성도;이다.
1 is a schematic configuration diagram showing a two-phase power supply system of an electric railway using a conventional Scott transformer;
2 is a schematic configuration diagram showing an electric railway single phase integrated power supply system according to the present invention; And
Figure 3 is a schematic configuration diagram showing a plurality of line breakers are provided in the electric railway single-phase integrated power supply system according to the present invention to prevent the spread of accident current propagation.

이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
Hereinafter, embodiments of the present invention in which the above object can be specifically realized will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the embodiments, the same names are denoted by the same reference numerals, and further description thereof will be omitted below.

도 2는 본 발명에 따른 전기철도 단상 통합 급전 시스템(100)을 나타내는 개략적인 구성도이며, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기철도 단상 통합 급전 시스템(100)은 크게, 스코트 변압기에 의하여 3상의 주전원이 M상 및 T상의 2상으로 변환되어 전기철도에 전원이 공급되는 급전시스템이 구비되어 상기 T상 전원선로와 M상 전원선로에 각각 연결되는 제1변압부와 제2변압부가 마련되고, 상기 T상과 M상 각각의 전원선로에 대한 전류치와 전압치를 각각 측정하는 제 1센서부와 제 2센서부가 구비되며, T상 또는 M상 중 어느 하나의 상을 전기철도 선로에 전력을 공급하게 되는 다른 하나의 단상으로 변환하여 통합되게 공급하는 단상 전원 변환부(10)가 마련되고, 상기 제1센서부와 상기 제2센서부로부터 신호을 입력받아 상기 단상 전원 변환부(10)의 단상 변환 동작을 제어하는 제어부가 구비되며, 상기 제어부에 전원을 공급하는 제어 전원부가 마련된다.
2 is a schematic configuration diagram showing an electric railway single phase integrated power supply system 100 according to the present invention, and as shown in FIG. 2, the electric railway single phase integrated power supply system 100 according to the present invention is largely a Scott transformer. The first power supply unit and the second transformer connected to the T-phase power line and the M-phase power line, respectively, are provided with a power feeding system for converting three-phase main power into two phases of M and T phases to supply electric power to the electric railway. The first sensor unit and the second sensor unit for measuring the current value and the voltage value for each of the power line of each of the T phase and the M phase are provided. A single phase power converter 10 is provided to convert and integrate the other single phase to supply electric power. The single phase power converter 10 receives a signal from the first sensor unit and the second sensor unit. Of Is equipped with a control unit for controlling the conversion operation, the control power supply for supplying power to the control unit is provided.

상기 스코트 변압기는 통상의 전기철도의 급전 시스템에 있어서 3상의 주전원을 M상과 T상의 2상으로 변환하여 전원선로에 전원을 공급하며, 상기 제1변압부와 상기 제2변압부는 각각 본 발명에 따른 전기철도 단상 통합 급전 시스템(100)의 입력단과 출력단으로서 각각 T상과 M상의 전원선로에 연결되어 입력된 전원의 전압을 소정의 전압치로 변압시켜서 출력하게 된다. 일 실시예로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1변압부는 T상에서 입력된 전압을 상기 단상 전원 변환부(10)로 감압시켜 출력하고, 상기 제2변압부는 상기 단상 전원 변환부(10)에서 변환되어 출력되는 변환 단상 전원 즉, 변환된 M상 전원을 승압시켜 기존 단상 전원 즉, 상기 스코트 변압기에서 출력된 기존 M상 전원에 통합되어 전기철도의 급전선로에 공급되게 된다.
The Scott transformer converts three-phase main power into two phases of M and T in a normal electric railway power supply system, and supplies power to the power line, wherein the first transformer and the second transformer are respectively provided in the present invention. As the input terminal and the output terminal of the electric railway single-phase integrated power supply system 100 according to the present invention, the voltage of the input power is converted into a predetermined voltage value by being connected to the power lines of the T phase and the M phase, respectively. In an embodiment, as shown in FIG. 2, the first transformer unit outputs the voltage input from the T phase by reducing the voltage to the single phase power converter 10, and the second transformer unit 10 outputs the single phase power converter 10. In step 1), the converted single-phase power source, that is, the converted M-phase power source, is boosted and integrated into the existing single-phase power source, that is, the existing M-phase power source output from the Scott transformer, and is supplied to a feed line of an electric railway.

상기 제1센서부와 상기 제2센서부는 각각 T상과 M상의 전원선로에 연결되어 상기 각 상의 전류치와 전압치를 실시간으로 측정하게 되며, 전류치는 CT(Current Transformer)를 이용하여 측정할 수 있으며, 전압치는 PT(Potential Transformer)를 이용하여 측정할 수 있다. 상기 제1센서부와 상기 제2센서부를 통하여 T상과 M상의 전원선로의 전력상태를 감시할 수 있게 된다.
The first sensor unit and the second sensor unit are connected to the power lines of the T phase and the M phase, respectively, to measure the current value and the voltage value of each phase in real time, and the current value can be measured using a CT (Current Transformer). Voltage value can be measured using PT (Potential Transformer). Through the first sensor unit and the second sensor unit it is possible to monitor the power state of the power line of the T-phase and M-phase.

상기 단상 전원 변환부(10)는 T상 또는 M상 중 하나의 상에 대한 전원을 공급받아 다른 하나의 상으로 변환하며, 변환된 단상 전원이 변환되지 않은 기존 단상 전원과 통합될 수 있도록 전압 위상차 등을 맞춰 변환하게 된다. 바람직하게는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 단상 전원 변환부(10)는 상기 제어부의 개폐신호를 전달받아 입력되는 전원공급을 개폐시키는 제1개폐스위치와, 상기 제1개폐스위치를 통과한 교류전원을 직류전원으로 변환하는 DC 컨버터부와, 상기 제어부의 제어신호를 입력받아 상기 DC 컨버터부를 통과한 직류전원을 입력받고 상기 제어부로부터 작동신호를 입력받아 기존 단상 전원과 통합가능한 상 전원으로 변환시키고 변환한 단상 전원을 교류전원으로 변환하여 전송하는 인버터부 및, 상기 상기 인버터부로부터 전송되는 출력전압의 출력을 상기 제어부의 개폐신호를 전달받아 개폐시키는 제 2개폐스위치로 구성되며, 상기 제1개폐스위치와 상기 제2개폐스위치의 개폐동작은 동시에 이루어질 수 있도록 구성할 수 있다.
The single-phase power converter 10 receives power for one of the T-phase or M-phase and converts it into the other phase, and the voltage phase difference so that the converted single-phase power can be integrated with an unconverted existing single-phase power. And so on. Preferably, as shown in Figure 2, the single-phase power conversion unit 10 is passed through the first opening and closing switch and the first opening and closing switch for opening and closing the power supply received by receiving the opening and closing signal of the control unit The DC converter unit converts AC power into DC power, and receives the control signal of the control unit, receives the DC power passing through the DC converter unit, receives the operation signal from the control unit, and converts the phase power into an integrated single phase power source. And an inverter unit for converting and converting the converted single-phase power into AC power, and a second opening / closing switch for opening and closing the output of the output voltage transmitted from the inverter unit by receiving an opening / closing signal of the control unit. The opening and closing operation of the open / close switch and the second open / close switch may be configured to be performed at the same time.

상기 제어부는 상기 제1센서부와 상기 제2센서부로부터 각각 T상 및 M상에 대한 전류치와 전압치를 실시간으로 전송받으며, T상 또는 M상 중 어느 하나의 상을 다른 하나의 단상으로 상 변환 시키기 위한 단상 전원 변환부(10)의 작동을 제어하게 되고, 일 실시예로, 도 2에 도시된 바와 같이, T상을 M상으로 단상 통합하기 위해, T상 전원이 입력되는 제1개폐스위치를 개로 시키게 되고, T상을 M상으로 상 변환시키기 위한 제어신호를 상기 단상 전원 변환부(10)의 인버터부로 전송하게 된다.The controller receives a current value and a voltage value for the T phase and the M phase in real time from the first sensor unit and the second sensor unit, respectively, and converts any one phase of the T phase or the M phase to the other single phase. To control the operation of the single-phase power conversion unit 10 to make, as an embodiment, as shown in FIG. 2, the first opening and closing switch to which the T-phase power is input to integrate the T-phase into the M-phase Is opened, and a control signal for phase-converting the T-phase to the M-phase is transmitted to the inverter section of the single-phase power converter 10.

즉, 상기 제어부는 공지의 기술인 PLL회로를 이용하여 M상 측 선로전압을 90°위상지연필터를 거쳐 M상과 90°를 이루는 하나의 전압을 생성하고 이를 마치 3상 전압을 Park's 변환을 통해 90°차를 갖는 정지 좌표상의 전압으로 가상하여 위상각을 계산한다. 상기 PLL회로를 사용하여 계산된 위상각을 사용하여 M상 선로전압의 기준주파수를 결정하고 기준 정현파를 출력한다. 이후, 소정의 이득값을 기준 정현파에 곱하여 M상 전원선로에 대한 기준선로전압치를 형성하고, 상기 제어부는 형성된 기준선로전압과 측정된 선로전압의 차를 구하여 이에 따른 제어신호를 단상 전원 변환부(10)의 인버터부로 보내어 상기 인버터부가 M상 전원선로로 유효전압을 공급하게 된다. 이때, 상기 제어부에는 PWM(Pulse Width Modulation)회로부를 두어 상기 보상되어야 할 전압치에 따른 게이트 신호를 상기 인버터부로 전송할 수도 있다. That is, the control unit generates a single voltage that forms 90 ° with the M phase through the 90 ° phase delay filter using the PLL circuit, which is a well-known technique, and then converts the three phase voltage to 90 through Park's conversion. The phase angle is calculated by simulating the voltage on the stationary coordinate with the difference. The reference frequency of the M-phase line voltage is determined using the phase angle calculated using the PLL circuit, and a reference sine wave is output. Thereafter, a predetermined gain value is multiplied by a reference sine wave to form a reference line voltage value for the M-phase power line, and the controller obtains a difference between the formed reference line voltage and the measured line voltage and converts the control signal according to the single-phase power conversion unit ( The inverter unit 10 supplies the effective voltage to the M-phase power line. In this case, the control unit may include a pulse width modulation (PWM) circuit unit to transmit a gate signal according to the voltage value to be compensated to the inverter unit.

또한, 상기 제어전원부는 상기 제어부에 전원을 공급하는 역할을 하게 된다.In addition, the control power supply unit serves to supply power to the control unit.

바람직하게는, 상기 제1변압부와 단상 전원 변환부(10) 사이에 제1전원차단기를 두고, 상기 제2변압부와 단상 전원 변환부(10) 사이에 제2전원차단기를 두며, 상기 제어부가 상기 제1전원차단기와 상기 제2전원차단기의 개폐동작을 제어하도록 하여 M상 또는 T상 과전압이 발생한 경우나 선로사고발생과 같은 비상시에 전원공급을 차단할 수 있도록 하며, 상기 제1센서부와 상기 제2센서부로부터 신호를 입력받아 M상 및 T상의 전원선로의 사고유무를 판단하고, 사고유무에 대한 판단신호를 상기 제어부로 출력하며, 사고발생시 상기 제1전원차단기와 상기 제2전원차단기를 개폐시키는 계전기가 구비되도록 한다.Preferably, a first power circuit breaker is disposed between the first transformer unit and the single-phase power converter 10, and a second power circuit breaker is disposed between the second transformer unit and the single-phase power converter 10 and the control unit. By controlling the opening and closing operation of the first power circuit breaker and the second power circuit breaker to cut off the power supply in case of an emergency such as M phase or T phase overvoltage or a line accident, and the first sensor unit The controller receives the signal from the second sensor unit and determines whether there is an accident on the power lines of the M phase and the T phase, and outputs a determination signal for the presence or absence of the accident to the controller. It is to be provided with a relay for opening and closing the.

즉, 계전기는 상기 제1센서부와 상기 제2센서부로부터 측정 전류치와 전압치를 입력받아 전원선로의 전류치가 정격전류의 1.5배 이상일 경우나 전압치가 정격전압의 80% 이하일 경우에 선로고장이나 단락사고로 인식하여 선로와 급전 시스템의 보호를 위해 상기 제1전원차단기와 상기 제2전원차단기를 작동시켜 회로를 개로 시키게 된다.That is, the relay receives the measured current value and the voltage value from the first sensor part and the second sensor part when the current value of the power line is 1.5 times or more of the rated current or when the voltage value is 80% or less of the rated voltage. The first power circuit breaker and the second power circuit breaker are operated to open the circuit to recognize the accident and protect the line and the power supply system.

또한, 상기 통신부(도시되지는 않음)를 마련하여 상기 제1센서부와 상기 제2센서부로부터 받은 출력신호와, 상기 제어부가 외부로 출력하는 출력신호를 전송받아 중앙제어실로 전송하도록 하여 전기철도 급전시스템에 대하여 운영자가 현장에서뿐만 아니라 원격지에 있는 경우라도 본 발명에 따른 전기철도 단상 통합 급전 시스템(100)을 감시할 수 있도록 한다.
In addition, the communication unit (not shown) is provided to receive the output signal received from the first sensor unit and the second sensor unit, and the output signal output by the control unit to the outside to transmit to the central control room electric railway With respect to the power supply system, the operator can monitor the electric railway single-phase integrated power supply system 100 according to the present invention even in the field as well as in a remote place.

본 발명에 따른 전기철도 단상 통합 급전 시스템(100)의 작동을 좀 더 상세하게 설명하면, 전기철도 급전 시스템의 스코트 변압기는 154kV의 3상의 주전원을 50kV의 M상과 T상의 2상으로 변환하여 전원선로에 전원을 공급하며, 상기 제1변압부와 상기 제2변압부는 각각 단상 변환장치(1)의 입력단과 출력단으로서 각각 T상과 M상의 전원선로에 연결되고, 상기 제1변압부는 T상의 전원선로에 연결되어 50kV의 선로전압을 소정의 전압치로 감압시켜 제1전원차단기로 전하며, T상이나 M상의 전원선로에 단락 등의 선로사고가 발생되는 등의 비상시가 아닌 통상적인 상태에서는 상기 제1전원차단기는 폐로 상태로 유지되어 전원을 단상 전원 변환부(10)로 통전 시키고, 상기 제어부는 상기 단상 전원 변환부(10)의 제1개폐스위치와 제2개폐스위치를 폐로 시켜 통전 시키게 된다.Referring to the operation of the electric railway single-phase integrated power supply system 100 according to the present invention in more detail, the Scott transformer of the electric railway power supply system converts the main power supply of three phases of 154kV into two phases of M and T phases of 50kV Supplying power to the line, wherein the first transformer unit and the second transformer unit is connected to a power supply line of T phase and M phase, respectively, as an input terminal and an output terminal of the single phase converter 1, and the first transformer unit is a T phase power source. It is connected to the line and reduces the line voltage of 50kV to a predetermined voltage value and transfers it to the first power circuit breaker, and the first power source in a normal state other than an emergency such as a line accident such as a short circuit occurs in a power line of T phase or M phase. The circuit breaker is maintained in a closed state to energize power to the single-phase power conversion unit 10, and the control unit closes and energizes the first open / close switch and the second open / close switch of the single-phase power conversion unit 10. It is.

상기 감압된 전원을 전달받은 DC 컨버터부는 교류전원을 직류전원으로 변환시키며, 상기 제 2센서부로부터 M상의 전류치와 전압치를 입력받은 제어부는 PLL회로를 통해 위상각을 계산하게 되고, 상기 전술한 바와 같이, 인버터부가 보상전압에 해당하는 출력전압을 출력하도록 하는 제어신호를 상기 인버터부로 전달하여 상기 인버터부는 교류전원을 가지는 출력전압을 상기 제2전원차단기를 통하여 상기 제2변압부로 전달하게 되며, 상기 제2변압기는 전달받은 전압을 승압시켜 기존 M상의 전원선로로 통전시켜 변환된 M상의 전원을 기존 M상의 전원과 통합한 후, 전기철도의 선로로 급전시키게 된다.
The DC converter receiving the reduced power converts AC power into DC power, and the controller which receives the current value and the voltage value of M phase from the second sensor part calculates a phase angle through a PLL circuit. As such, the control unit transmits a control signal for causing the inverter unit to output an output voltage corresponding to the compensation voltage, so that the inverter unit transfers an output voltage having AC power to the second transformer unit through the second power circuit breaker. The second transformer boosts the received voltage to energize the power line of the existing M phase, integrates the converted M phase power with the existing M phase power, and then feeds the power to the electric railway line.

단상 전원으로 급전시에는 종래 T상과 M상이 만나는 지점에서의 절연구간이 존재하지 않으므로, 일부 선로에서 과전류 등의 사고가 발생되는 경우에는 전 선로가 영향을 받게 되는 문제점이 있게 되는데, 본 발명에 따른 전기 철도 단상 통합 급전 시스템(100)의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 급전선로 상에 구비되어 단상 전원을 공급하는 다수의 변전소 사이의 각 급전선로 구간에 소정간격을 두고 다수의 선로 차단부(20)를 구비시킴으로써, 일부 선로에서 사고전류의 발생시 사고전류가 발생된 사고선로를 신속하게 차단시키고, 사고선로에서 발생된 과전류 등이 인근 급전선로를 따라 전파되어 2차 피해가 확산되는 것을 방지할 수 있게 된다.
Since there is no insulation section at the point where conventional T-phase and M-phase meet when the power is supplied to a single-phase power supply, there is a problem that the electric line is affected when an accident such as an overcurrent occurs in some lines. In the electric railway single phase integrated power supply system 100 according to the present invention, as shown in FIG. 3, a plurality of lines are blocked at predetermined intervals in each feed line section between a plurality of substations provided on the feed line and supplying single phase power. By providing the part 20, it is possible to quickly cut off the accident line in which an accident current is generated when an accident current is generated in some lines, and the overcurrent generated in the accident line is propagated along a nearby feed line to spread secondary damage. It becomes possible to prevent it.

도 3은 본 발명에 따른 전기철도 단상 통합 급전 시스템(100)에 있어서, 사고전류의 전파 확대를 방지하기 위해 다수의 선로 차단부(20)가 구비되는 것을 나타내는 개략적인 구성도이며, 바람직하게는, 상기 선로 차단부(20)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 급전선로의 통전을 차단해 급전선로 상의 사고구간을 분리하기 위한 선로 차단기 및, 상기 선로 차단기와 연결되는 인접 급전선로 상에 사고전류 발생시 이를 감지하고 상기 선로 차단기를 개폐시키는 선로 계전기(21)를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 선로 차단부(20)의 선로 계전기(21)는, 급전선로 상의 전방 및 후방에 각각 구비되는 다른 선로 차단부(20)의 선로 차단기 개폐상태를 감지하고, 상기 다른 선로 차단기 개폐상태에 따라 상기 선로 차단부(20)의 선로 차단기를 개폐시킬 수 있도록 한다.3 is a schematic configuration diagram showing that a plurality of line breakers 20 are provided in the electric railway single-phase integrated power supply system 100 according to the present invention in order to prevent the propagation of an accident current. The line breaker 20 is a line breaker for disconnecting an accident section on a feed line by blocking the energization of the feed line as shown in FIG. 3, and an accident on an adjacent feed line connected to the line breaker. It may be configured to include a line relay 21 for detecting this when the current is generated and opening and closing the line breaker, the line relay 21 of the line breaker 20, the other is provided in front and rear on the feed line, respectively The line breaker opening and closing state of the line breaker 20 is sensed, and the line breaker of the line breaker 20 can be opened and closed according to the other line breaker opening and closing state.

또한, 상기 선로 차단부(20)의 선로 계전기(21)는 전류 및 전압을 동시에 감시 요소로 하는 임피던스 계전기(Impedance Relay)로 구성하여, 전류 또는 전압 중 하나만을 감시 요소로 하여 사고전류 발생를 판단하는 종래 계전기에 비해, 보다 정밀하고 정확하게 사고전류 발생을 감지해 낼 수 있도록 한다.
In addition, the line relay 21 of the line breaker 20 is composed of an impedance relay having an electric current and a voltage as a monitoring element at the same time to determine the occurrence of an accident current by using only one of the current or voltage as a monitoring element. Compared with the conventional relay, it is possible to detect the occurrence of accident current more precisely and accurately.

상기 선로 계전기(21)가 설치된 당해 선로와 인접한 전방 및 후방 선로 차단부의 선로 차단기의 개폐 여부 판단은 상호 통신망을 통해 감지할 수도 있으나, 상기 선로 차단기를 차단 제어하게 되는 사고전류의 임피던스 값에 따른 선로 계전기(21)의 차단 동작시간을 단계별로 사용자가 각각의 선로 계전기(21)가 설치된 선로 상황에 맞게 미리 설정해 두고, 사고 전류 발생시 해당 임피던스 값에 따른 선로 차단기의 동작 시간 경과 후 상기 선로 차단기를 차단 동작시킬 수 있도록 한다.Determining whether the line breakers of the front and rear line breakers adjacent to the line where the line relay 21 is installed may be opened or closed may be detected through an intercommunication network, but the line according to the impedance value of the accident current that cuts off the line breaker is controlled. The user sets the blocking operation time of the relay 21 step by step according to the line situation in which each line relay 21 is installed, and blocks the line breaker after the operation time of the line breaker according to the impedance value when an accident current occurs. Make it work.

일 예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 사고지점에서 사고전류가 발생한 경우, 사고 전류 발생지점에서 가장 인접한 좌우측 1번 선로 계전기(21)는 가장 낮은 임피던스 값을 측정함과 동시에 해당 임피던스 값에 대한 가장 빠른 동작 제어시간으로 선로를 차단하게 되며, 이때 사고지점 우측 1번 선로 계전기(21)는 동작 제어시간에 맞게 선로 차단기를 차단 동작시켜 우측 선로 방향으로 사고전류가 전파되는 것을 방지하게 되나 좌측 1번 선로 계전기(21)는 오류발생으로 선로 차단기를 차단 동작시키지 못한 경우에, 다음 좌측 2번 선로 계전기(21)는 좌측 1번 선로 계전기(21)보다는 상대적으로 높은 사고 임피던스 값을 측정하게 되며 그에 따른 동작제어시간 또한 좌측 1번 선로 계전기(21)보다는 길어 미리 설정된 그 각각의 동작 제어시간의 차이만큼 지연된 제어 동작시간으로 좌측 2번 선로 차단기를 차단동작제어하여 선로를 차단 시키게 되고, 이와 같은 좌측 1번과 2번 선로 계전기(21) 사이의 보호 협조에 의해 사고전류가 좌측 3번 선로 계전기(21)가 구비된 선로 구간으로 전파 확대되는 것을 막을 수 있게 되는 것이다.
For example, as illustrated in FIG. 3, when an accident current occurs at an accident point, the left and right line 1 relays 21 which are closest to the accident current occurrence point measure the lowest impedance and simultaneously The line is cut off at the earliest operation control time, and at this time, the line relay 21 on the right side of the accident point cuts the line breaker according to the operation control time to prevent the accident current from propagating in the direction of the right line. When the line relay 21 fails to cut off the line breaker due to an error, the next left line relay 21 measures a higher impedance value than the left line line relay 21. The operation control time is also longer than the left line 1 relay 21 and is delayed by the difference of the respective operation control time. By operating time, the left line 2 breaker is controlled to cut off the line, and as a result of the protection cooperation between the left side 1 and 2 line relay 21, the fault current is left 3 line relay 21 It is possible to prevent the radio waves from expanding to the provided line section.

상기 전술한 바와 같은 구성에 의해 본 발명에 따른 전기철도 단상 통합 급전 시스템(100)은, 2상으로 변환된 T상 또는 M상 중 어느 하나의 상을 다른 하나의 단상으로 변환하여 변환된 단상 전원을 변환되지 않은 기존 단상 전원과 통합한 후, 통합된 단상 전원을 전기철도 선로에 공급할 수 있으며,By the above-described configuration, the electric railway single-phase integrated power supply system 100 according to the present invention is a single-phase power source converted by converting any one phase of T phase or M phase converted to two phases into another single phase. Can be integrated with existing unconverted single-phase power, and then the integrated single-phase power can be supplied to the electric railway lines.

단상 전원을 전기철도의 차량에 공급할 수 있게 됨으로써, 종래 전기철도의 급전 시스템에서 T상과 M상의 각기 개별 상의 전원으로 분리해서 각 선로 구간별로 전원 공급하여 발생 되던 전압강하 현상 및 전력 불평형을 개선할 수 있고, 종래 각 구간별로 공급되는 전원 상의 위상차에 따라 필요했던 M상 및 T상의 구분 선로가 서로 만나는 지점에서의 절연구간을 생략할 수 있으며, 상기 절연구간의 생략으로 전기철도 차량의 운행 중 절연구간을 통과하는 과정에서의 운전 조작상의 어려움을 해소할 수 있고, 정차역을 제외한 전 운행 구간을 동일 속도로 전기철도 차량을 운행할 수 있어 전기철도 운행의 안전성 및 전력 사용의 효율성을 증대시킬 수 있으며, 단상이 전 선로구간에 대해 급전되어 전 선로구간에 설치된 변전소 전력용량을 공유할 수 있게 되어 부분 선로구간별 부하 증가에 따른 해당 변전소의 전력용량 증설 등을 최소화할 수 있다.Since single-phase power can be supplied to a vehicle of an electric railway, it is possible to improve voltage drop and power unbalance caused by supplying power for each line section by separating the power of each phase of a T-phase and M-phase in a conventional electric power feeding system. It is possible to omit the insulation section at the point where the separation lines of the M-phase and T-phase, which have been necessary according to the phase difference of the power supply conventionally supplied for each section, can be omitted, and the insulation section can be omitted during operation of the electric railway vehicle. It can solve the difficulty of driving operation in the process of passing the section, and can operate the electric railway vehicle at the same speed in all the driving sections except the stop station, thereby increasing the safety of electric railway operation and the efficiency of electric power use. The single phase is fed to all line sections so that the substation power capacity installed in all line sections can be shared. Therefore, it is possible to minimize the power capacity expansion of the substation according to the load increase by the partial line section.

또한, 전 선로구간에 대해 단상의 전원이 공급되는 경우에도, 각 구간별 급전선로 상에 사고전류 발생시, 사고전류 발생 지점을 용이하게 확인가능하여 복구조치를 신속하게 행할 수 있고, 사고전류의 발생 지점과 인접한 급전선로를 신속하게 차단시켜 사고전류의 전파에 따른 2차 사고 발생을 미연에 예방할 수 있으며, 사고전류 발생 지점의 최근접 차단기의 오동작으로 인해 사고전류 차단이 실패되는 경우에도 다음 인접 차단기에서 신속하게 사고전류 전파를 차단할 수 있어 보다 안정적으로 전기철도 급전선로를 운영할 수 있게 된다.
In addition, even when single-phase power is supplied to the entire line section, when an accident current occurs on the feeder line for each section, it is possible to easily identify the point of occurrence of the accident current so that recovery actions can be promptly performed and an accident current can be generated. Quickly cut off the feed line adjacent to the point to prevent the occurrence of secondary accidents due to the propagation of the fault current, and even if the fault current breaker fails due to the malfunction of the nearest breaker at the point of the fault current, the next adjacent breaker In this way, it is possible to block the propagation of accidental current quickly so that the electric railway feed line can be operated more stably.

위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 여러 다른 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.It is to be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in many other forms without departing from the spirit and scope of the invention,

따라서, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포함된다.
Accordingly, the above-described embodiments are to be considered illustrative and not restrictive, and all embodiments within the scope of the appended claims and their equivalents are intended to be included within the scope of the present invention.

1 : 단상 변환장치 10 : 단상 전원 변환부
20 : 선로 차단부 21 : 선로 계전기
100 : 전기철도 단상 통합 급전 시스템
1: single phase inverter 10: single phase power converter
20: line breaker 21: line relay
100: Electric Railway Single Phase Integrated Feeding System

Claims (8)

스코트 변압기에 의하여 3상의 주전원을 T상 및 M상의 2상으로 변환하고, 상기 2상으로 변환된 T상 또는 M상 중 어느 하나의 상을 다른 하나의 단상으로 변환 통합하여 전기철도 선로에 전력을 공급하는 전기철도 단상 통합 급전 시스템에 있어서,
입력된 전원의 전압을 소정의 전압치로 변압시키고, T상 전원선로와 M상 전원선로에 각각 연결되는 제1변압부와 제2변압부;
T상과 M상 전원에 대한 각 상의 전류치와 전압치를 각각 측정하는 제1센서부와 제2센서부;
M상 또는 T상 중 어느 하나의 상을, 전기철도 선로에 전력을 공급하게 되는 다른 하나의 단상으로 변환하여 출력하는 단상 전원 변환부;
상기 제1센서부와 상기 제2센서부로부터 신호를 입력받아 상기 단상 전원 변환부의 단상 변환 동작을 제어하는 제어부; 및
상기 제어부에 전원을 공급하는 제어 전원부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기철도 단상 통합 급전 시스템.
The Scott transformer converts the main power of three phases into two phases of T and M phases, and converts any one of the T phase or M phases converted into two phases into the other single phase to integrate power into an electric railway line. In the electric railway single-phase integrated feeding system to supply,
A first transformer unit and a second transformer unit for converting the voltage of the input power source into a predetermined voltage value and connected to the T-phase power line and the M-phase power line, respectively;
A first sensor unit and a second sensor unit measuring current and voltage values of respective phases for the T-phase and M-phase power supplies, respectively;
Single phase power conversion unit for converting any one phase of the M phase or T phase to another single phase to supply electric power to the electric railway line;
A control unit which receives a signal from the first sensor unit and the second sensor unit to control the single phase conversion operation of the single phase power conversion unit; And
The electric railway single phase integrated power supply system, characterized in that it comprises a; control power supply for supplying power to the control unit.
제 1항에 있어서,
상기 단상 전원 변환부는,
입력되는 전원공급을 개폐시키는 제1개폐스위치;
상기 제1개폐스위치를 통과한 교류전원을 직류전원으로 변환하는 DC 컨버터부;
상기 DC 컨버터부를 통과한 직류전원을 입력받고, 상기 제어부로부터 작동신호를 입력받아 기존 단상 전원과 통합되는 출력전압을 교류전원으로 변환하여 전송하는 인버터부; 및
상기 인버터부로부터 전송되는 출력전압의 출력을 개폐시키는 제2개폐스위치;로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기철도 단상 통합 급전 시스템.
The method of claim 1,
The single phase power conversion unit,
A first opening and closing switch for opening and closing an input power supply;
A DC converter unit converting AC power passing through the first opening / closing switch into DC power;
An inverter unit receiving the DC power passing through the DC converter unit, receiving an operation signal from the control unit, and converting an output voltage integrated with an existing single-phase power source into an AC power source and transmitting the same; And
And a second opening and closing switch for opening and closing the output of the output voltage transmitted from the inverter unit.
제 2항에 있어서,
M상 또는 T상 중 어느 하나의 상의 전원이 상기 단상 전원 변환부로 입력되는 것을 차단하는 제1전원차단기; 및, 상기 단상 전원 변환부를 통해 M상 또는 T상 중 다른 하나의 단상 전원으로 변환된 변환 단상 전원이 상기 단상 전원 변환부로부터 출력되어 외부로 공급되는 것을 차단하는 제2전원차단기;를 더 포함하여 구성되고,
상기 제어부는 상기 제1전원차단기와 상기 제2전원차단기의 개폐동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 전기철도 단상 통합 급전 시스템.
3. The method of claim 2,
A first power circuit breaker which blocks power of any one of an M phase and a T phase from being input to the single phase power converter; And a second power circuit breaker which blocks the single-phase power converted to the other one of the M phase and the T phase through the single phase power conversion unit from being output from the single phase power conversion unit and supplied to the outside. Composed,
The control unit is an electric railway single-phase integrated power supply system, characterized in that for controlling the opening and closing operation of the first power circuit breaker and the second power circuit breaker.
제 3항에 있어서,
상기 제1센서부와 상기 제2센서부로부터 신호를 입력받아 M상 및 T상의 전원선로의 사고발생 유무를 판단하고, 사고발생 유무에 대한 판단신호를 상기 제어부로 출력하며, 상기 제1전원차단기와 상기 제2전원차단기를 개폐시키는 변환부 계전기;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기철도 단상 통합 급전 시스템.
The method of claim 3, wherein
Receiving a signal from the first sensor unit and the second sensor unit to determine whether there is an accident in the power line of the M phase and T phase, and outputs a determination signal for the occurrence of the accident to the controller, the first power circuit breaker And a conversion unit relay configured to open and close the second power circuit breaker.
제 4항에 있어서,
상기 제어부가 입력받는 상기 제1센서부와 상기 제2센서부의 출력신호와, 상기 제어부가 외부로 출력하는 출력신호를, 전송받아 중앙제어실로 전송하는 통신부:를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기철도 단상 통합 급전 시스템.
5. The method of claim 4,
And a communication unit for receiving an output signal of the first sensor unit and the second sensor unit, which are input by the control unit, and an output signal output by the control unit to the outside, and transmitting the received signal to a central control room. Electric railway single-phase integrated feeding system.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
T상 또는 M상 중 어느 하나의 단상의 전원으로 통합 공급되는 급전선로 상에 구비되는 다수의 변전소 사이의 각 급전선로 구간에, 소정간격을 두고 형성되는 다수의 선로 차단부;를 더 포함하여 구성되고,

상기 선로 차단부는,
급전선로의 통전을 차단하는 선로 차단기; 및,
상기 선로 차단기와 연결되는 인접 급전선로 상에 사고전류 발생시 이를 감지하고 상기 선로 차단기를 개폐시키는 선로 계전기;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기철도 단상 통합 급전 시스템.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
And a plurality of line breakers formed at predetermined intervals in each feedline section between a plurality of substations provided on a feedline line integrated with a single-phase power source of either T-phase or M-phase. Become,

The line blocking unit,
A line breaker to cut off energization of the feed line; And
And a line relay configured to detect an occurrence of an accident current on an adjacent feeder line connected to the line breaker and to open and close the line breaker. 2.
제 6항에 있어서,
상기 선로 차단부의 선로 계전기는,
급전선로 상의 전방 및 후방에 각각 구비되는 다른 선로 차단부의 선로 차단기 개폐상태를 감지하고, 상기 다른 선로 차단부의 선로 차단기 개폐상태에 따라 상기 선로 차단부의 선로 차단기를 개폐시키는 것을 특징으로 하는 전기철도 단상 통합 급전 시스템.
The method according to claim 6,
The line relay of the line breaker,
Electric rail single phase integration, characterized in that for detecting the line breaker opening and closing state of the other line breaker provided on the front and rear on the feed line, and opening and closing the line breaker of the line breaker according to the line breaker open and close state of the other line breaker. Feeding system.
제 7항에 있어서,
상기 선로 차단부의 선로 계전기는, 임피던스 계전기(Impedance Relay)로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기철도 단상 통합 급전 시스템.
8. The method of claim 7,
The line relay of the line breaker, the electric railway single-phase integrated power supply system, characterized in that formed by an impedance relay (Impedance Relay).
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