전기철도 제동과 경제운전

제동과 경제운전

전기철도 제동은 열차 속도를 줄이고 정지시키는 장치와 방법의 총칭이다.

경제운전은 제동 손실을 줄이고 운동에너지를 활용해 전력 사용량을 낮추는 운전 방식이다.

핵심 키워드는 상용제동, 비상제동, 회생제동, 타행운전, 피크전력이다.

회생제동의 원리

회생제동은 주행 중인 전동기를 발전기로 작동시키는 전기제동이다.

운동에너지를 전기에너지로 바꿔 가선으로 되돌려 보낸다.

회생전력을 쓸 차량이 없으면 가선전압이 올라 저항기에서 열로 버려진다.

운동에너지는 질량과 속도의 제곱에 비례하므로 무거운 고속 열차일수록 회수할 에너지가 크다.

제동 방식 비교

제동장치는 기계식(마찰) 제동과 전기식 제동으로 나뉜다.

기계식 제동은 운동에너지를 마찰열로 버리므로 안전 확보의 최후 수단이다.

전기식 제동 가운데 회생 제동은 에너지를 전원 계통으로 되돌린다.

회생 제동은 인접 차량이 역행할 때 효과가 커서 급전 계통 조건을 함께 봐야 한다.

경제운전의 두 측면

경제운전은 운전 측면과 설비 측면으로 나누어 설명하는 것이 정확하다.

운전 측면은 타행운전, 불필요한 제동 감소, 최적 속도곡선이다.

설비 측면은 회생인버터, 에너지 저장장치, 전력변환기 연계다.

두 측면을 함께 적용해야 효과가 커진다.

피크전력과 기본요금

피크전력은 과금기간 중 매 15분 평균전력 가운데 가장 높은 값이다.

기본요금은 이 피크전력을 기준으로 정해지므로 순간 최고 전력을 낮추는 것이 중요하다.

에너지 저장장치는 회생전력을 모았다가 기동할 때 다시 공급해 피크를 낮춘다.

다만 설치비와 유지보수비가 높아 경제성 검토가 먼저 필요하다.

헷갈리는 점

시험에서 자주 틀리는 세 가지를 짚고 넘어가자.

회생제동을 에너지를 만드는 방식으로 쓰면 틀린다. 운동에너지를 회수하는 것이다.

피크 저감은 평균 소비전력 감소와 다르다. 매 15분 최댓값을 낮추는 것이다.

운전제한속도와 열차 운전속도는 구분해 외운다.

정리

오늘 내용을 다섯 가지로 정리한다.

제동은 상용, 비상, 회생으로 구분하고 회생제동은 운동에너지를 전기로 회수한다.

경제운전은 운전과 설비를 함께 보고, 피크 전력을 낮춰 기본요금을 줄인다.

시험에서는 운전과 설비를 나누고 법규 기준을 함께 적으면 감점이 줄어든다.