붙 임

□ 철도차량 회생에너지가 전차선 및 차량에 미치는 영향

❍ 도시철도차량 속도제어방식이 저항․쵸퍼제어에서 인버터(VVVF)제어로 변경되면서 차량 감속 시 회생에너지 발생

- 차량 감속 시, 제동방식은 다양하나 회생제동, 공기제동을 주로 사용하고 있음

▸회생제동 : 차량의 운동에너지를 전기에너지로 전환하여 제동하는 방식으로
회생에너지 발생(※ 차량 속도가 10㎞/h 이상일 경우 사용)

▸공기제동 : 차량 브레이크패드와 차륜 디스크 간 마찰열로 제동하는 방식으로 회생에너지 발생 안함(※ 차량 속도가 10㎞/h 미만일 경우 사용)

❍ 차량에서 발생하는 회생에너지는 변전소 측으로 흘러 해당 구간 내 전차선 전압 상승 유도

차량 가속 시(역행 시)	차량 감속 시(타행 시)

❍ 전차전 전압 상승은 차량 운행에 영향을 줌

- 전차선 전압이 직류 1,950V 이상인 경우 차량은 자기보호를 위해 외부전원 차단

- 전차선 전압이 직류 1,800V 이상인 경우 차량은 감속 시 전차선 전압 상승을 예방하기 위해 회생제동 대신 공기제동 사용

⇨ 공기제동은 회생제동에 비해 제동 응답시간이 길어 차량이 역사 내 정위치
정차하기 어렵고 브레이크패드가 마모되면서 미세먼지 발생

□ 전차선 전압 안정화 장치

❍ 전차선 전압 상승 방지를 위해 역사 내 ①제동저항기, ②회생인버터, ③에너지저장장치 등을 설치되고 있음

	전차선 전압 안정화 장치 특징
************************************** ********************************* ************************************ *********************************가 없음 *************************************************************************

□ 에너지저장장치 동작 원리

❍ 도시철도차량이 감속 시, 발생하는 회생에너지에 의해 전차선 전압 (1615~1640V)이 높아지면 에너지저장장치가 회생에너지를 저장

※ 전차선 전압 범위 : 900~1,800V(철도시설의 기술기준 제142조)

※ 전차선 전압이 1,800V를 초과할 경우, 차량은 전차선 전압을 더 높이지 않기 위해 회생제동 대신 공기제동을 사용

☞ 에너지저장장치는 전차선 전압이 높아지는 것을 방지하여 도시철도차량이 안정적으로 운행하는데 기여

❍ 전차선 전압(1582~1607V)이 떨어지면 에너지저장장치가 저장된 에너지를 전차선에 방전

☞ 에너지저장장치는 출력전압을 전차선 전압보다 높게 하여 저장된 회생에너지를 전차선에 방전하여 에너지 및 전기요금 절감 기여

	➀ 충전부 : 에너지저장장치 개폐 ➁ 필터부 : 직류 전압 품질 상승 ➂ 쵸 퍼 : 교류 변압기처럼 직류 변압 ➃ 필 터 : 직류 전압 품질 상승 ➄ 저장부 : 커패시터, 배터리 등 저장장치
< 에너지저장장치 개요도 >

※ 저장장치가 매체에 따라 배터리형 또는 슈퍼 커패시터형 에너지저장장치가 있음

***도시철도차량 회생제동과 공기제동 비교

- 회생제동
‣전기제동(발전제동, 회생제동)의 한 유형
‣모터 등 동력부하가 관성으로 회전할 경우, 회전에너지를 전기에너지로
변환하여 동력부하 입력전원 측에 전력공급
‣회생제동은 공기제동에 비해 제동시스템이 단순하여 제동 응답특성 빠름
‣브레이크패드와 차륜 디스크 수명 연장

- 공기제동
‣자동차 제동방식과 동일하게 공기압을 브레이크패드에 인가하여
브레이크패드와 차륜 디스크간 마찰로 인한 열에너지로 제동하는 방식
‣회생제동에 비해 제동시스템이 복잡하여 제동 응답특성이 느림

□ 회생인버터 동작 원리

❍ 회생에너지로 전차선 전압이 올라가면 회생에너지를 교류로 변환시켜 역사 전원에 공급

- 역사에서 해당 회생에너지를 사용하지 않을 경우 ①에너지가 없어지거나
②한전전원 측으로 에너지가 공급됨