마스터제목스타일편집 인재개발원 2013-04-23
Contents 철도의역사 4 한국철도의현황 9 한국철도차량의발달 15 학습정리 51 1
강사소개 - 성명 : 정승준 - 담당분야 : 고속철도차량 - 철도경력 1987년서울차량사무소차량관리원입사 2000년고속철도차량교육이수 2003년 11월철도인재개발원고속차량교수 2010년 5월수도권철도차량정비단정비파트장 2011년 12.12 인재개발원기술아카데미센터교수
Ⅰ. 철도의역사
Ⅰ. 철도의역사 철도차량의탄생 1.1 증기기관차 Locomotion 호 (1825 년 ) Penydaren 호 (1804.2.21) - 영국의 Richard Trevithick 이 만든세계최초의증기기관차 - 영국의 George Stephenson이만든세계최초로실용화된증기기관차임. - 스톡톤 ~ 달링톤간을 16km/h로주행 - 표준궤간 1,435mm의창시자. 4
Ⅰ. 철도의역사 철도차량의탄생 1.1 증기기관차 자료 : 영국요크철도박물관에보존 세계최고속도기록보유주행증기기관차 (MALLARD 호 ) 1938 년, 영국에서객차 7 량을견인하고 202.7km/h 로주행 5
Ⅰ. 철도의역사 철도차량의탄생 1.2 전기기관차 세계최초전기기관차 (1875 년 ) - 독일지멘스사에서제작 - 베를린박람회에출품되어운행 세계최고속도 574.8KM/H(2007 년 ) - 프랑스 TGV - 기관차 2 량 + 객차 3 량 6
Ⅰ. 철도의역사 철도차량의탄생 1.3 디젤기관차 세계최초의디젤기관차 (1912 년, 스위스 ) - 낮은경유가격, 열효율이높아 - 전기기관차가먼저개발됨. 디젤기관차의최고속도 (238Km/H) - 1987 년, 영국 Class 43 7
Ⅰ. 철도의역사 철도차량의탄생 1.4 국가별철도도입시기와속도변천 8
Ⅱ. 한국철도의현황
Ⅱ. 한국철도의현황 일반현황 제 5 대사장정창영취임 2012 년 2 월 113 년의변화 KTX 이용객 3 억명돌파 2012 년 2 월 열차속도 20 km/h 300 km/h 한국철도공사출범 2005 년 1 월 역수 7 개 654 개 고속철도개통 2004 년 4 월 국내철도도입및개통 1899 년 3 월 운행횟수 1 일 4 회 철도거리 33.2 km 1 일 3,356 회 3,558.9 km 10
Ⅱ. 한국철도의현황 조직및인원 정원 : 27,866( 현원 29,479 명, 정원대비 +1,613 명 ) 6 개계열사정원 : 3,178 명 (2012. 1. 1. 기준 ) 구 분 사무영업 운전 차량 전기통신 토목 건축 특수 특정직 정원 ( 명 ) 9,047 5,492 5,101 3,185 3,584 580 40 182 현원 ( 명 ) 9,537 5,753 5,738 3,345 3,653 598 12 223 정원중임원및 2급이상 (655명), 현원중임원및 2급이상 (620명) 제외 차량보유량 : 총 18,328 량 (2012. 12. 1. 기준 ) - 고속철도 : 1,160 량 (KTX : 46 편성 920 량, KTX- 산천 : 24 편성 240 량 ) - 일반철도 : 17,005 량 ( 기관차 501 량, 동차 2,897 량, 객차 1,057 량, 화차 12,550 량 ) - 기타 : 163 량 ( 발전차 147 량, 기중기 16 량 ) 11
Ⅱ. 한국철도의현황 계열사현황 계열사와함께국민편익을위한다양한사업전개 한국철도공사 코레일네트웍스코레일유통코레일테크 승차권발매역세권개발주차장운영 철도역구내영업철도광고대행업 선로 전기시설관리철도차량보수 코레일로지스코레일관광개발코레일공항철도 철도물류수송보관, 하역작업 철도관광레저열차내서비스 공항철도운영및건설 12
Ⅱ. 한국철도의현황 교량, 터널, 건널목 가장긴터널은금정터널, 가장긴다리는풍세교 가장긴터널 : 고속선금정터널 20.3km 경남양산시 ~ 부산시부산진역구간일반선 : 전라선죽림온천 ~ 관촌간슬치터널 6.128km 교량 (km) 개소 연장 2,933 404.5 가장긴다리 : 고속선풍세교 6.845km 고속선천안아산 ~ 오송역구간 일반선 : 경원선동두천중앙 ~ 동두천동두천고가 5.041km 터널 (km) 개소 연장 660 506.7 (404.5.km) (506.7km) 고속선 : 교량 137 개소 (105.2km, 28.5%), 터널 83 개소 (150.1km, 40.7%) 13
Ⅰ. 한국철도의현황 단계적발전구도 14
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한국철도의탄생 철도기공식 (1897. 3. 22) 최초 Mogul 형증기기관차 (1899. 9. 18) - 1897 년 3 월 22 일인천 - 노량진간경인선착공 - 1899 년 9 월 18 일인천 ~ 노량진구간이개통 (33.2km) 된후 - 1905 년경부선영등포 ~ 초량 ( 부산 ) 구간이개통 - 1906 년경의선, 1914 년호남선이차례로건설됨. 16
한국철도의속도변천 17
철도차량의변천 1899 년 1951 년 1973 년 1974 년 1986 년 1986 년 1994 년 모갈 (Mogul) 디젤전기기관차 전기기관차 전기동차 ( 저항 ) 새마을동차 디젤전기기관차 전기동차 (VVVF) 최고 50km/h 최고 105km/h 최고 85km/h 최고 100km/h 최고 150km/h 최고 150km/h 최고 120km/h 1998 년 2012 년 2012 년 2004 년 2007 년 2009 년 2012 년 전기기관차 ( 여객 ) 전기기관차 ( 화물 ) 준고속형전동차 KTX HSR 350X KTX- 산천 HEMU-430x 최고 150km/h 최고 150km/h 최고 198km/h 최고 330km/h 최고 350km/h 최고 350km/h 최고 430km/h 18
3.1 증기기관차 증기기관차 (1899. 9. 18-1967. 8. 31) - 미국제모갈형 ( 최대속도 55km/h) 운행시작 19
3.2 디젤동차 (Diesel Power Car) 디젤동차 (1962. 5. 15 - 현재 ) -1962 년재건호운행시작 -1987.7.6 새마을동차운행 새마을동차 (PP) 새마을동차 (PP) 협궤용동차 신무궁화동차 (NDC) 무궁화동차통근형동차 (CDC) 20
3.3 디젤전기기관차 (Diesel Electric Locomotive) 디젤전기기관차 (1960. 2. 21 - 현재 ) -1951 년부터운행시작 (4 량 ) -1992 년 502 량, 2012 년 321 량운행 엔진조립체 모두 20 종의디젤기관차가운행됨 (EMD & 국산 ) 21
3.4 전기기관차 (Electric Locomotive) 전기기관차 (1973. 6. 20 - 현재 ) - 1973. 화물전용, 대차 Bo-Bo-Bo, 85Km/h - 2003. 여객전용, 대차 Bo-Bo, 150Km/h - 2012. 화물전용, 대차 Co-Co, 150Km/h 8000 대 ( 화물용 ) 8200 대 ( 여객용 ) 8500 대 ( 화물용 ) Bogie: Bo-Bo-Bo, Wheel dia.:1,250mm Gear ratio: 6.4(96:15) max. Velocity 85kph, Power: 3,900kw VVVF Inverter controlled asynchronous traction motor Bogie type: Bo-Bo wheel dia.:1,250mm Gear ratio: 5.894(112:19) Regenerative Brake, Power: 5,200kw Max. Velocity:150kph, Rotem 중량 VVVF Inverter controlled asynchronous traction motor Bogie type: Co-Co wheel dia.:1,250mm Gear ratio: 5.087(117:23) Regenerative Brake, Power: 6,600kw Max. Velocity:150kph, Rotem 22
전기기관차비교 전원 AC 25000V 8000 대 8500 대 8200 대 주차단기 주차단기 주차단기 AC 25KV 주변압기 1075V AC AC DC820V 655KW 6 개 5,300HP AC DC26000V DC 주정류기 DC AC0~2000V AC 25KV 주변압기 1250V AC DC AC 1,100KW 6 개 8,500HP 컨버터 인버터 AC 25KV 주변압기 1250V AC 컨버터 HEP인버터 AC DC DC AC DC26000V DC 인버터 AC AC0~2000V 1,350KW 4개` 7,000HP` 객차전원 AC440V 23
3.5 전기동차 (Electric Multiple Unit) 전기동차 (1974. 8. 15 - 현재 ) - 저항제어차량 : 6M4T, 출력 2,880KW, 100Km/h - VVVF 제어차량 : 5M5T, 출력 4,000KW, 120Km/h 저항제어차 (1974~1997 년 ) 팬터그래프 교직절환기 주변압기 인버터제어차 (1993 년 ~ ) 컨버터견인전동기견인전동기커넥터 24
전기동차의변천 25
서울지하철노선도 26
한국지하철현황 (unit: 100mil won, 08.10) City Line Total Length(km) Seoul and suburb(korail) lines 26 817.8 No. of stations Construction costs Subway Total 17 529.4 480 268,874 Seoul(9) Line 1~Line 9 286.9 265 122,720 Seoul & suburb(9) Inc. Kyungbu line 9 lines Busan(3) Line 1, Line 2, Line 3 288.4 95.8 94 55,699 Daegu(2) Line 1, Line 2 57.3 56 38,517 Inchun Line 1 22.9 23 16,349 Kwangju Line 1 20.5 20 16,658 Daejeon Line 1 20.5 22 18,931 Jan. 2010: 27line, 932.4km, 695 stations, 7,403cars 27
3.6 준고속전기동차 (Intercity Train express ) v 준고속형전기동차 (2012. 2.28. - 현재 ) - 최고속도 180 Km/h - VVVF 인버터제어, ATP+ATS - 2 층객차 2 량 TC : Train control car M : Motor car M : Motor car + pantograph T : Trailer car v Tc M M T 2층객차 T M M Tc 8 량 1 편성구성 ( 총 8 편성보유 ) 제어차제 2 구동차제 1 구동차제 1 부수차제 1 부수차제 1 구동차제 2 구동차제어차 좌석 : 40 정원 :104 좌석 : 60 석정원 :126 명 좌석 : 36 석정원 :106 명 좌석 : 60 석정원 :147 명 좌석 : 60 석정원 :147 명 좌석 : 46 석정원 :116 명 좌석 : 60 석정원 :126 명 좌석 :40 정원 :104 43.87ton 48.25ton 46.44ton 42.98ton 42.98ton 46.55ton 48.25ton 43.87ton 자전거거치대 4 대 - 전동휠체어석 1 장애인화장실 1 승차권발매기 1 스넥자판기 1 수화물거치대 4 범시트 1 수화물거치대 4 범시트 1 수유실 1 일반화장실 1 승차권발매기 1 스넥자판기 1 - 자전거거치대 4 대 28
3.7 고속차량 (High speed train) 통상적으로선로를 200km/h 이상의고속으로주행하는차량. KTX(Korean Train express) [2004 년 4 월 ~ ] KTX- 산천 [2010 년 3 월 ~ ] 29
KTX 차량의구성 Korean Train express 팬터그래프 주변압기 모터블럭 동기전동기제동패널객차대차동력대차조립체 30
KTX 주회로 31
주회로간략도 32
전기차량주요성능비교 33
High speed train - 고속철도와교통수단별경쟁력 중장거리 300~600Km 정도거리에유리 참고자료여행시간 = 접근시간 + 승차시간접근시간 : - 자동차 0.2h, - 일반, 고속열차 0.5h - 초고속열차 0.7h - 비행기 1.5h 34
Korea Train express 35
KTX Technology 36
HSR 350X 사업개요 1996.12 ~ 2002.10 : 개발단계 1 편성 7 량, 최고속도 352.4km/h 2002.12 ~ 2007.10 : 시험단계총사업비 2,600 억원 37
HSR 350X 추진제어시스템 ( 유도전동기, IGCT, IGBT 시험적용 ) 38
전력용반도체소개 DIODE IGBT Thyristor & Diode GTO Voltage 5kV GCT THYRISTOR, GTO GCT, IGCT 4kV IGBT Frequency 3kV 1kHz 2kV 10kHz 1kV MOSFET 100kHz 1kA 2kA 3kA 4kA 5kA 6kA 7kA 1MHz Current 전력용반도체소자의사용범위 전력소자 전압범위 전류범위 스위칭속도 외형 비고 MOSFET 200V 500A 최고속 (<1MHz) 모듈 저전압에서 1000A급도있음 IGBT 3300V 1600A 고속 (<20kHz) 모듈, 디스크 가장일반적으로사용 GCT 6000V 2800A 고속 <10kHz) 디스크 IGBT, GTO의대체사용증가 GTO 5500V 4000A 저속 (<1kHz) 디스크 대전력에만사용 SCR 5500V 6000A 저속 (<400Hz) 모듈, 디스크 정류기 ( 가변전압 ) 용도 DIODE 5500V 10000A 저속 (<200Hz) 모듈, 디스크 정류기 ( 고정전압 ) 용도 39
HSR 350X 구성 40
HSR 350X 제어모듈및통신라인 41
HSR 350X 대차의종류 동력대차 - 볼스터레스대차 - 답면제동 -2 단감속 - 중공축적용 동력대차 단부객차대차 객차대차 - 볼스터레스대차 - 디스크제동 - 공기스프링적용 - 중공축적용 객차대차 42
KTX- 산천 - 국내기술진이개발 (2008 년 ), 현재 240 량보유 - 10 량편성, 알루미늄차체, IGBT 인버터제어, 유도전동기, 43
KTX- 산천구성 KTX- 산천 팬터그래프 유도전동기 객차대차동력대차자동연결기 44
KTX- 산천의새로운기술 45
KTX- 산천제작과정 현대로템 46
HEMU 430X HST - 사업기간 : 2007.7 ~2013.6 개발비용 : 692 억원 - 최고속도 430Km/h 급동력분산형개발 ( 현재시운전중 ) - 유도전동기및매입형영구자석동기전동기시험운영 47
HEMU 430X HST 48
고속철도시스템비교 동력집중식 ( 기관차방식 ) 동력분산식 ( 전동차방식 ) - 객실의쾌적성유리 - 차량유지보수편리 - 편성구조가간단하여제작비유리 - 동력차륜이많아등판능력이우수 - 축당중량이작아선로부담감소 - 가 감속성능이뛰어나표정속도향상 - 동력분산에따라도중고장대처에유리 대표적고속차량의동력방식 한국 일본 프랑스 독일 스페인 대만 KTX,KTX-산천 N700계 TGV AGV ICE1,2 ICE3 AVE,VELARO 700T 집중식 분산식 집중식 분산식 집중식 분산식 분산식 분산식 300km /h 300km /h 320km /h 350km /h 300km /h 330km /h 350km /h 300km /h 49
한국형고속철도시스템비교 구 분 HEMU-430X KTX-산천 비고 동력방식 분산식 집중식 기본편성 8량 (6M+2T) 10량 (2L+8T) 최고속도 ( 설계 운용 ) 430 350km /h 330 300km /h 기동가속도 0.49m/s 2 0.45m/s 2 편성출력 9,840kW 8,800kW 최대축중 13t 17t 차체재질 알루미늄 알루미늄 대차형식 일반대차 연접대차 50