전기철도 전원공급 안정화 계획 및 군포변전소 개량

유향복(Hyang-Bok Ryoo),김동철(Dong-Cheol Kim),손동식(Dong-Shik Son),이주한(Ju-Han Lee),최단비(Dan-Bi Choi) 한국철도학회 2020 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2020 No.7

우리나라의 전기철도는 1960년대 무연탄 수송을 목적으로 산업선으로부터 전기철도가 건설된 이후 1974년 수도권 1호선 전철망이 개통되면서 대도시 위주의 도시철도가 건설되었고, 1990년 중반부터 주요 간선의 전철화가 본격적으로 추진되었다. 대도시권에는 주로 전동차가 운행되었고 주요 간선에는 전기기관차의 운행을 목적으로 전철화가 진행되었고, 2004년 경부고속철도가 개통되면서 전원공급에서도 일반철도에 비해 대용량 부하로 변경되었다. 전기철도 건설 계획 당시의 전기차량 운행수요는 대도시권 인구집중화와 도시간 이동수요의 증가로 열차운행이 대폭적으로 증가하게 되어 전철전원 공급계통의 과부하를 초래하게 되었다. 또한 건설로부터 장기간 사용으로 인한 노후시설의 개량도 요구된다. 이에 따라 국가 전기철도망의 전철전원 공급계통에 대하여 전면적이며 순차적인 개량계획을 수립하여 우선 개량이 요구되는 노선부터 개량을 추진하고 있다. 수도권의 의정부변전소가 개량을 완료하였고, 서부권의 군포변전소를 금정변전소로 변경 신설하는 공사가 최근에 완료되었다. 아울러 경부고속철도시험선 구간의 변전설비에 대한 전면개량을 계획하고, 호남선 노안변전소, 중앙선 매곡변전소, 경인선주안변전소 등 간선구간의 변전용량 증설이 병행하여 진행되고 있다. 이러한 개량사업을 추진함으로서 전기철도망에 안정적으로 전원을 공급하여 열차안전운행과 여용객의 편의증진에 기여할 것이다. South Korea electric railways were constructed from industrial rail for the purpose of transporting anthracite coal in 1960s. And then, after metropolitan subway line 1 was opend in 1974, railways which were centered in the big city had been built and the major main lines are being to be electric railways from the mid-1990s. Electric locomotives have been mainly operated in the metropolitan area and electric railways were operating for the purpose of being electrified. After Gyeongbu High-Speed Railway was opened in 2004, power supply needs the large load comparing to conventional railways At the time of the construction plan of the electric railway, the demand for electric trains were greatly increased due to the population concentration in the metropolitan area and the increase in intercity movement demand, resulting in an overload of the train power supply system. Also improvement of facilities due to the long-term use from construction is required. Accordingly, by establishing a comprehensive and sequential improvement plan for the electric power supply system of the electric rail network, the improvement is being promoted from the priorities. Uijeongbu substation in metropolitan area were improved and Geumjeong substation in western area have been recently built for replacing the time-worn Gunpo substation. In addition, substation facilities will be planning to be improved in the test section of the Gyeongbu High-Speed railway, and also Noan substation in Honam line, Maegok substation in Jungang line and Juan substation in Gyeongin Line are being improved expanding substation capacity load in the main lines. By promoting the improvement project, it will contribute to safety operation and convenience by stably supplying power to the electric rail network.

국내 고속철도 증속을 위한 전차선로 요구조건 분석

유향복(Hyang-Bok Ryoo),박민주(Min-Ju Park),정상국(Sang-Gug Jeong),양인동(In-Dong Yang),박윤철(Yoon-Cheol Park) 한국철도학회 2016 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2016 No.10

우리나라의 고속철도 전차선로는 300km/h 급(경부), 350km/h 급(호남 및 수도권), 400km/h 급(호남)이 건설되어 운영되고 있다. 경부고속철도는 프랑스로부터 도입된 설비로 설계속도는 350km/h 이나 최고운행속도는 파동전파속도의 70% 수준인 308km/h 로 제한되고 있다. 호남고속철도는 설계속도와 최고운행속도가 동일하게 350km/h(400km/h 일부)로 건설되었다. 수도권고속철도는 350km/h 급으로 설계하였으나 TPS 결과에 따라 최고운행속도를 310km/h 수준으로 하여 가선장력을 20kN 으로 적용 설치하였다. 향후 수도권고속철도 선로조건에서 310km/h 이상 증속이 가능한 차량이 도입될 경우 전차선로의 일부 개량이 필수적으로 요구된다. 본 논문에서는 최고속도별 전차선로 동특성과 가선장력간의 관계를 분석하여 350km/h 로 증속시 전차선로의 시설개량에 대한 방안을 제시하고자 한다. The Catenary system of Korean High Speed Railways (HSR) is currently under operation at speeds of 300km/h (Gyeongbu HSR) and 350km/h (Honam HSR) in Korea. The Gyeongbu HSR(Seoul~Busan) adopted from the French TGV, was originally designed to run at speeds of 350km/h, but the maximum operating speed is limited to 308km/h, which is 70% of wave propagation speed of catenary system. The Honam HSR(Osong-Gwangju) was designed and constructed so that it can run up to speeds of 350km/h. Suseo-Pyeongtaek HSR is being constructed for the maximum operating speed of 310km/h lowering the tension of the catenary from 26kN to 20kN, even though the designed speed was 350km/h. If Korea adopts new rolling stock which can run at speeds over 310km/h under current railway conditions, we cannot delay the improvement of the catenary system. This paper is to suggest the best ways to improve the catenary facilities in order to accelerate the train speeds to 350km/h by analyzing the relationship between catenary system’s dynamic characteristics and tensions, where between electric car lines, depending on the various maximum speeds.

철도 건설선 분야별 인터페이스 관리의 필요성

유향복(Hyang-Bok Ryoo),최태수(Tae-Su Choi),강대열(Dae-Yeol Kang),전광주(Kwang-Joo Jeon),우철식(Cheol-Sik Woo),권순호(Soon-Ho Kwon),정준호(Joon-Ho Jeong) 한국철도학회 2018 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2018 No.10

철도의 건설은 새로운 노선을 만드는 것과 기존의 노선을 개량하는 것으로 구분하고 있다. 최근 신규 노선의 건설 기조는 준고속형 열차를 운행할 수 있도록 200km/h 이상으로 건설되고 있다. 고속철도는 300km/h급과 350, 400km/h까지 설치 운영되고 있다. 신규 건설선에서의 분야별 인터페이스는 철도의 장점인 안전을 확보하기 위한 일련의 절차와 공사시행의 과정이라 할 수 있다. 열차운행에 필요한 전기,신호,통신설비의 적절한 배치와 시공을 위하여 선행공정인 노반의 설계와 공사 진행중에 분야별 인터페이스가 필요하게 된다. 그 동안 개통되었거나 공사 진행중인 사업에서의 토목시공 전기설비 인터페이스 사례를 검토하여 향후 철도 건설선의 적정한 관리방안과 개선점을 도출하여 안정적인 전기분야 시스템 구축이 가능하도록 추진 할 필요가 있다. Construction of railways is divided into creating new lines and improving existing lines. Recently, the construction of new line has been built at 200km/h or more to allow for the high-speed type trains to drive. The high-speed railway is installed and operated up to 350km/h, 400km/h in the 300km/h class. The interface by field in the new construction line can be said to be a series of procedures and a process of construction for ensuring safety which is advantage of railway. In order to properly arrange and install the electricity, signals and communication equipment necessary for train operation, the field-specific interface is required in the process of civil design and construction. It is necessary to proceed to establish a stable electrical field system to derive the appropriate management methods and improvement points of railway construction lines in the future by examining the case of civil construction electrical equipment interfaces in open projects or under construction projects

400km/h급 전차선로 시스템의 시범적용 구간선정 연구

유향복(Ryoo Hyang-Bok),장사술(Jang Sa-Sool),박재웅(Park Jae-Woong),이해원(Lee Hae-won) 한국철도학회 2011 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2011 No.10

Since the "Low Carbon Green Growth" as a social requirements is attracted public attention the policies and investments of the railway which have been less estimated than road is re-considered. Since the starting the commercial service (2004. April) the KTX have been operated successfully while transport passengers over 100million for years. And also the project for development of KHST (Korea High Speed Train ; G7) had been accomplished with a good result the first trainset of KTX-Ⅱ which base on G7 project was manufactured and testing now. On the other hand the world's technology of the high speed train is more faster and changing to a distributed traction system. To catch up the world's leading technology the HEMU(High-speed Electric Multiple Unit) project will secure new technology and aims to promote the technology of domestic high-speed train. The authors indicates the result of detail review such as a curve slope of the track and electrical dead section of the catenary to test at 400kph and also the performance simulation of the developed rolling stock in this paper. As the result the authors devise the test scenario to perform a maximum speed test (stability at max. speed acceleration & deceleration etc) with the restricted conditions such as track length track available time etc by considering above result.

호남고속철도 기존선 구간의 지상신호시스템 고속화 설계시공 및 검증

유향복(Hyang-Bok Ryoo),최태수(Tae-Su Choi),전광주(Kwang-Joo Jeon),양표욱(Pyo-Wook Yang),박준우(Joon-Woo Park),김학현(Hak-Hyun Kim) 한국철도학회 2019 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2019 No.5

호남고속철도의 경제적인 건설을 위하여 전체 77.6km 중 광주송정~고막원간 26.4km의 기존선을 고속화하는 방안으로 기본계획이 변경되었다. 이 구간은 이미 ATP 열차제어시스템이 설치되어 운영되는 노선으로 모든 열차가 160km/h로 운행되고 있다. 사업의 효과 극대화를 위하여 기존선 구간의 속도향상 필요성이 대두되었고 우리나라 최초로 운행선에서 ATP 시스템을 230km/h로 고속화하는 사업이 추진되었다. 본 논문에서는 기존선 구간에서 열차제어시스템을 고속화 한 설계시공 사례와 본 시스템의 안전성을 입증하는 시설물검증시험을 알아보고 향후 다른 노선에서 고속화하는 사업에 활용 요건을 제시하고자 한다.

평창동계올림픽의 성공적 개최를 위한 철도인프라의 역할

유향복(Hyang-Bok Ryoo),박민주(Min-Ju Park),양인동(In-Dong Yang ),이기형(Ki-Hyung Lee) 한국철도학회 2017 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2017 No.05

2011.4 월 우리나라는 올림픽유치위원회에 2018 년 동계올림픽 유치 비드파일을 발표하였고 2011.7 월 개최지로서 “평창”이 결정되게 된다. 이후 국토교통부에는 전담 팀이 구성되고 철도인프라의 지원방안이 마련되게 된다. 특히 인천국제공항으로 입국하는 외국 선수단 및 관광객의 이동에 대한 해결부분이 매우 중요하게 대두되었고, 정시성과 대량 수송이라는 장점을 갖고 있는 철도의 역할이 재조명되는 계기가 되었다. 인천공항으로부터 올림픽 경기장이 있는 진부까지는 철도 기준으로 236.5km 이며, 인천공항철도, 신경의선, 경원선, 중앙선과 원주~강릉을 통과하는 장거리 노선이다. 또한 기존 선로는 150km/h 급으로 건설되어 올림픽조직위원회에 제시한 이동시간을 맞추기에 한계가 있다. 이에 원주~강릉 신규 노선은 250km/h 급으로 건설토록 하였으며, 기존선 구간은 궤도, 전차선로 및 신호설비를 개량하여 최고속도 230km/h 까지 운행이 가능하도록 결정하여 개량사업을 추진중에 있다. 이로써 선수단 및 관광객이 무정차로 진부까지 이동할 수 있는 최적의 교통편의를 제공하게 된다. In April 2011, Korea announced the 2018 Winter Olympic bid bidfile to the Olympic bid committee, and “Pyeongchang” was decided as the host city in July, 2011. After that, a dedicated team has been formed in the Ministry of Land Transport and Traffic and the support plan for railway infrastructure has been prepared. Particularly, the resoultion of the movement of foreign athletes and tourists entering the Incheon International Airport became very important, and the role of the railway which has the advantages of punctuality and mass transportation was reviewed. It is 236.5km from Incheon International Airport to the Jinbu with the Olympic Stadium, and it is a long-distance route passing through Incheon Airport Railroad, Shingyeongui Line, Gyeongwon Line, Jungang Line and Wonju ~ Gangneung. In addition, the base line, constructed at 150km/h level, have limitations in matching the travel time presented to the Olympic Organizing Committee. accordingly, The new line between Wonju and Gangneung is planned to be constructed at 250km/h, and the baseline section is being modified to be able to operate at a maximum speed of 230km/h by upgrading the track, traction line, and signal facilities. As a result, it provides the best transport to the athletes and tourists with nonstop travel to the Jinbu.

공용접지방식의 철도시스템에서 지락고장시험에 의한 고장전류 분류 및 전위 분포 특성

유향복(Hyang-Bok Ryoo),임진옥(Jin-Og Eim),이형수(Hyung-Soo Lee),이성욱(Seong-Oug Lee),김주락(Joo-Rak Kim),차형주(Hyung-Ju Cha) 한국철도학회 2012 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2012 No.5

전기철도시스템에서 전기설비는 가공전차선로, 전기차량 및 레일로 구성되는 고압 전력급전계통과 신호궤도회로, 본드 및 전철기, 각종 통신·제어설비, 열차통신을 위한 각종 무선설비, 기타 전원으로 사용되는 저압의 여러 가지 전기설비로 구성되어 있으며, 이러한 설비들은 모두 매설지선 접지전극에 공통으로 연결되어 있다. 공통(공용) 방식의 접지시스템에서 지락고장이 발생하면 고장전류가 대지로 흘러가므로 대지전위 분포가 나타나게 되어 전기설비의 내부 및 주변에 전위차가 발생하여 인체의 안전이나 설비의 절연에 위험을 초래하게 된다. 본 연구에서는 고통접지 방식의 철도시스템에서 인공으로 지락고장을 발생시켜서 고장전류의 분류 및 전위 분포 특성에 대하여 측정하고 분석하였다. Power supply system of electric railway is compose with distribution line, electric rolling stock, rail, track circuit of signal and communication, protection facilities and so on. All device of electric railway system is connected by buried earth wire. Power supply distribution systems are consisted of catenary condutcor, an overhead protective wire and a buried earth wire. Phase to ground faults are possible one of the maximum number of faults in the power distribution system of the electric railway. During a ground fault the maximum fault current and neutral to ground voltage will appear at the rail nearest to the fault. point. In this paper phase to ground faults were staged at the specified steel pole along the rail and measured the ground fault current distribution in the ground fault current, and measured potential nearest to the fault point.

절연구간에서 열차 통과속도의 기준정립 연구

유향복(Hyang-Bok Ryoo),김도원(Do-Weon Kim),정상국(Sang-Gug Jeong),최종길(Jong-Gil Choi),나현(Hyun Na),이종아(Jong-A Lee) 한국철도학회 2013 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2013 No.5

기존선의 경우 수송능력 향상과 친환경 녹색철도 구현을 위해 점차적으로 고속화를 추진하고 있으며, 이에 따른 속도향상과 유지보수 편리성 등을 고려하여 이중에어섹션을 설치하는 추세이다. 그러나 전차선분야와 신호분야가 개별 설계를 하면서 절연구간내의 표지와 신호기간 이격거리를 적정하게 설계하지 못하여 현장에서 시공중에 변경하는 사례가 발생하고 있다. 또한 역행지점의 통과속도에 대한 기준이 없어 설계자나 검토자의 성향에 따라 임의적으로 적용되고 있는 실정으로 이러한 문제를 해소하고 설계기준을 마련할 필요성이 있다. 본 연구에서는 절연구간의 시설기준 및 현장사례조사, 선로조건과 차량별 특성을 분석하여 절연구간에서의 열차 타행가능거리와 속도를 산정하여 설계기준을 제안하였다. It is expected that conventional lines are reconstructed gradationally to speed up for increasing transport capability and eco-friendly railway. Based on this trend, double air section as a insulation system is usually installed in the middle of line due to a positive reason in terms of speed and convenience in maintenance. However designs of signs and distance between signals are not studied properly both in catenary and signal field causing changing contract during the construction. The results are always different depending on values or reference designer apply because there is not proper reference of speed at power-running area near by neutral-section. So design reference should be required for getting rid of those errors. An existing installation reference of sectioning area, case happened on sites, line conditions and various train characters are studied and we finally suggested design reference based on the calculation of available running distance in coasting-running mode and speed going trrough neutral-section.

400km/h급 전차선로 터널 하수강 구조안전성 분석

유향복(Hyang-Bok Ryoo),정상국(Sang-Gug Jeong),이인희(In-Hee Lee),송정관(Jung-Koan Song),우대현(Dai-Hyun Woo) 한국철도학회 2013 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2013 No.5

고속철도 건설과 차량개발에 대한 우리나라의 현재 수준은 차세대고속열차(HEMU-430X)를 개발하여 경부고속철도 구간에서 증속 시험운행중에 있으며, 400km/h급의 전차선로 시스템은 호남고속철도의 일부 구간을 시범적으로 선정하여 설치할 계획에 있다. 400km/h급의 전차선로는 상시 가선장력이 올라가 각종 지지물에 가해지는 상정하중이 증가하게 된다. 시범구간에는 터널이 존재하며 터널용 하수강을 사용하게 되며 터널 라이닝에 사전 매립된 C-챤넬에 고정하게 된다. 국내에서 처음 설계/시공되어지는 특성상 하수강의 구조적 안전성과 C-챤넬의 인발하중을 검토할 필요성이 있다. 본 연구에서는 토목공사에 반영된 C-챤넬의 규격, 공장시험결과, 시공상세도와 터널 하수강의 설계자료를 토대로 구조적 안전성을 분석하였다. In Korea, the newest technology concerning high-speed train construction and vehicle development is the next generation high-speed train (HEMU-430X). There is testing being done on the train in the Gyeongbu high-speed train section. The 400km/hour class track system is to be installed in the subinterval of Honam high-speed rail and will act as an example of how the train works. In the 400km/hour-class track, the weight that is on the supports increases because of growing real time stringing tension. In that section there is a tunnel which has vertical drop supports. It also has a c-channel fixing system, which had been previously installed in the tunnel. It is necessary to review the structural safety of the vertical drops and the pull out load of the c-channel. In this study we analyzed the structural safety by observing the quality of the c-channel based on engineering work, factory test results, and construction detail drawings. We also considered the design data of the vertical drop supports in the tunnel for our analyzation.

철도선로 특성에 적합한 공용접지방식의 통일화 방안 연구

유향복(Hyang-Bok Ryoo),정상국(Sang-Gug Jeong),정선호(Sun-Ho Jeong),호명재(Myung-Jae Ho),김양수(Yang-Su Kim),심건보(Keon-Bo Shim) 한국철도학회 2012 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2012 No.5

전기철도의 전기 공급 시스템에서 지락 고장이 발생하면 고장전류가 대지로 흘러 전기설비의 내부 및 주변에 전위차가 발생하여 인체의 안전이나 설비의 절연에 위험을 초래하게 된다. 접지의 목적은 인체 및 가축의 안전을 확보할 뿐만 아니라 전력, 신호 및 통신 분야의 각종 전원 및 제어기기의 손상방지와 안정적 운용에 있다. 이러한 필요성을 만족하기 위하여 국내 전기철도 급전시스템에서는 매설지선에 의한 공용(공통)접지를 채택하고 있으나 고속철도와 일반철도의 접지방식을 상이하게 적용하고 있어서 현장에서 적용하는데 혼란이 발생하고 있다. 본 연구에서는 국내 전기철도 급전시스템에서 적용하고 있는 공용접지 방식에 대하여 고속 철도와 일반철도에 대하여 정리하고, 비교 검토를 통하여 특성을 분석하였으며, 철도 특성(고속철도와 일반철도)에 적합한 단일의 공용접지방식을 제안하였다. Integrated grounding system of electric railway runs in parallel with rail and is conntcted to all metal structures such as rails, overhead protection wires, case of communication boxes, fence and power supply substation grounding grids etc. Recently, build up the KTX railway system(High Speed Traction), introduce integrated grounding system by buried earthing wires. But this grounding system is different system for general electric railway system(Midium Speed Traction). In this paper is to compare the detail method of grounding systems for KTX electric railway and general electric railway, and suggest the unified standard grounding method which are suitable to electric power supply system for the newly built electric railway.