JPH01247230A

JPH01247230A - 直流き電回路故障選択装置

Info

Publication number: JPH01247230A
Application number: JP63075037A
Authority: JP
Inventors: Kimio Kodama; 小玉　公雄; Hiroshi Toyosaki; 豊崎　宏; Takaaki Tamada; 玉田　尊明; Toshiaki Hasegawa; 俊明長谷川
Original assignee: TSUDA DENKI KEIKI KK
Current assignee: TSUDA DENKI KEIKI KK
Priority date: 1988-03-28
Filing date: 1988-03-28
Publication date: 1989-10-03
Anticipated expiration: 2010-09-20
Also published as: JPH0785974B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上■創朋分夏本発明は、電鉄変電所等で直流き型保護に用いる直流き
電回路故障選択装置の改良に関する。

の　′ｒ　びそのｐ　占き電回路故障選択装置は、き電図路の電流の増加が故障
電流によるものか、カ行する電車のノツチアップ時の電
流によるものかを弁別するためにノツチアップの各段に
おける電流変化を検出し、その検出値を設定値と比較し
て故障電流の場合にのみき電図路への電力の供給を遮断
するようにしたものであり、従来より特公昭５６−２２
２０６号公報や、特公昭５２−３７５８１号公報等にお
いて知られている。

ところで、かかるき電回路故障選択装置を実際にき電図
路に使用した場合において、一つの電車区間を走行して
いる電車（以下、回生車という。

）が回生制動中のときにもう一つの電車区間を走行中の
電車（以下、負荷車という。）がノツチオフした場合に
は高速度遮断器の不要動作が発生するという問題がある
。

例えば第４図に示すき電図路において、上りＢ区間に回
生車がおり、下りＤ区間に負荷車があって、回生車の発
生する電力を負荷車が消費している際に、負荷車がノツ
チオフしたとすると、５０Ｆｂに流れる電流は、最初鎖
線で示す方向（この方向を負方向とする。）であるが、
負荷車のノツチオフによって零となる。電流が零になる
と回生車の回生電圧が異常に上昇するので、回生車内の
過電圧検知が動作して過電圧抑制用抵抗を通し主回路を
短絡する結果、整流器から回生車に向けて図中破線で示
す正方向の電流が流れる。そして、負方向電流から正方
向電流に変化する総和（Δ■）が設定値を上回ると、故
障が生じている訳ではないのに５０Ｆｂが動作し、高速
度遮断器を遮断してき電図路への電力の供給をストップ
することとなる。第５図に回生車、負荷車に流れる電流
の変化を示す。

零′発明は、上記問題点に鑑み、回生車の回生電流を消
費中に負荷車がノツチオフした場合であっても不要動作
することなく、故障電流のみ選択的に動作するという有
用な故障選択装置を提供することを目的としている。

。　占　　ン　るための上記目的を達成するため本発明は、き電線電流の微分検
出値を積分する積分手段と、き電線電流の流れる方向を
判別する判別手段と、き電線電流が負方向から正方向に
変化した後の積分手段の積分値からき電線電流が負方向
から正方向に変化した時点の積分値を減算する減算手段
と、この減算結果を設定値と比較し、設定値を越えた場
合に高速度遮断器を動作させる駆動手段と、を備えてな
ることを特徴としている。

スーー」Ｌ−一口第１図は本発明の一実施例としてのき電回路故障選択装
置を示している。この装置は、母線１から分岐されたき
電線２に設けられ、き電線電流の変化を検出する不飽和
変成器ＦＤと、同じくき電線２に設けられ、き電線電流
に比例した検出信号を得るホールＣＴ　（ＨＣＴ）と、
ＦＤの検出信号を積分する積分回路ＩＣと、複数のき電
線に対して設けられたＩＣを適宜のタイミングで切り換
えるマルチプレクサＭＰＸと、Ａ／Ｄ変換器Ａ／Ｄと、
前記ＨＣＴで検出されたき電線電流が正か負かの判別を
行う電流方向判別器ＰＳと、この判別結果とＦＤで検出
された信号とからき電線に故障電流が流れているかどう
か弁別するマイクロプロセッサＭＰＵと、インタフェイ
スＩＦと、故障電流が流れていると判断された場合遮断
信号を発するリレーＲｙとから成っている。

今、回生車と負荷車が第４図に示したように同時に走行
していて負荷車がノツチオフした場合、回生車の電車区
間につながったき電線には第２図（イ）に示すように負
から正に変化する電流が流れる。この電流はＨＣＴでそ
のまま検出されてＰＳで電流方向が判別されるので、Ｐ
Ｓの出力には第２図（ロ）に示す信号があられれる。

一方、ＦＤかき電線電流の変化（微分値）を検出し、そ
の検出値をＩＣが積分するので、ＩＣの出力には第２図
（ハ）に実線で示す信号が現れる。

この信号は第２図（イ）のき電線電流と零点が異なるだ
けで波形の形状は近似している。ＩＣの出力信号及びｐ
ｓの出力信号はＭＰＵによって所定の処理を受ける。こ
の処理は第３図のフローチャートに従ってなされる。即
ち、先ず、＃１でＩＣの出力信号（実際にはＡ／Ｄ変換
されたディジタル信号）をＭＰＵが読込み、これを［Ａ
］　として所定のメモリアドレスに格納する。続いて＃
２で、先程記憶した［Ａ］と、３００ｍｓ前に読込んだ
［Ａ］　（これを［Ａ′］とする。）との差をとり、こ
れを［Ｂ］として所定のメモリアドレスに格納する。こ
の＃２の処理は、電車のノツチアップによって生じる階
段状の電流増加を故障電流と弁別するため、ノツチアッ
プの各段における電流変化に分離するものである。

＃２の処理を終えると、プログラムは＃３へ進み、ＰＳ
で検出された電流方向の読込みを行なう。

そして、＃４で電流方向が負のままであると判断される
と、＃５に進み、ＭＰＵはデータＣＤ＋　）として零を
所定のメモリアドレスに格納する。そして、＃６にて〔
Ｄ１〕を装置所定の設定値と比較する。この場合、〔Ｄ
１〕が零なので、設定値の方が大きく、従って＃７に進
むことはなく、＃１へとリターンする。

以上の動作はＰＳが負であると判別している限りなされ
、従って第２図中時刻ｔ１になるまで繰り返し行われる
。

次に時刻１．に達し、電流方向が負から正に反転すると
、プログラムは＃８−６９と進み、１段目の補償演算中
をセントした後、＃ｌＯにてその時のＣＢ）を１段目の
補償値（Ｃ）として所定のメモリアドレスに格納する。

ここで〔Ｃ〕は電流方向が負から正へ変化した時点をは
さんだサンプリングタイム前後の２点の（Ｂ）の平均値
とする。

また、サンプリングタイムとは、同じき電線電流の検出
値をＭＰＵが読込む場合の前回の読込み時と今回の読込
み時との間の時間をいい、ＭＰＵのクロックパルスに依
存する。この実施例では１サンプリングタイムを２ｍｓ
としている。

＃１０の処理を終えると、＃１）に進み、現在の電流方
向を正にセットし、続いて＃１２で（Ｂ）−（Ｃ）の演
算を行ない、その演算によって求めた値を〔Ｄ３〕とし
て所定のメモリアドレスに格納する。この〔Ｄ、〕は現
在の（Ｂ）の値と電流方向が反転した時点の（Ｂ）の値
との差であり、この値はあまり大きくない。従って、＃
６で〔Ｄユ〕と設定値が比較されるが、〔Ｄ３〕が設定
値を越えることはないので、プログラムは＃６−＃１へ
とリターンする。電流方向が負から正に変化した後に２
サンプリングタイム以上経過すると、プログラムは＃１
３→＃１４−＃１５→＃１２へと進み、各サンプリング
タイム毎に読込まれるデータ（Ｂ）から＃１０で記憶さ
れているデータ（Ｃ）を減算する。この減算処理は（Ｂ
）が１段目の補償値（Ｃ）を下回るまで、即ち（Ｂ）−
（Ｃ）≦０が成立するまで繰返し行われる。第２図（ニ
）のｔ、ｘｔ２までがこれに相当し、これを１段目の補
償演算とする。

次に１段目の補償演算が解除されると、プログラムは＃
１６→＃１７へと進み、２段目の補償演算中をセットし
た後、＃１８にて（Ｃ）Ｘｏ、６７の演算を行ない、そ
の演算によって求めた値を２段目の補償値〔Ｃ′〕とし
て所定のメモリアドレスに格納する。

＃１８の演算処理を終えると＃１９で〔Ｂ〕−〔Ｃ′〕
の演算を行ない、その演算によって求めた値を〔Ｄ４〕
として所定のメモリアドレスに格納する。この〔Ｄ４〕
は積分回路ＩＣの出力残留分の現在値（Ｂ）と電流方向
が反転した時点の値、即ち１段目の補償値（Ｃ）に０．
６７を乗算した値との差である。ここで定数０．６７は
積分回路ＩＣの出力残留分が放電特性に従って減衰し、
３Ｑ　９ｍｓ前の積分回路出力値と交わる点の（Ｃ）に
対する比率であって常に一定となる。

続いて、＃６で〔Ｄ４〕が設定値と比較されるが、〔Ｄ
４〕が設定値を越えることはないので、プログラムは＃
６−＃１へとリターンする。１段目の補償演算が解除さ
れた後に２サンプリングタイム以上経過すると、プログ
ラムは＃２０−＃２１−＃１９へと進み、各サンプリン
グタイム毎に読込まれるデータＣＢ）から＃１８で記憶
されているデータ〔Ｃ′〕を減算する。この減算処理は
〔Ｃ′〕が３００　ｍ　ｓ前の積分回路出力値〔Ａ′〕
を下回るまで、即ち（Ｃ’）＜（Ａ’）が成立するまで
繰返し行われる。第２図（ニ）のｔ２〜ｔ、までがこれ
に相当し、これを２段目の補償演算とする。

２段目の補償演算が解除されると、以後プログラムは＃
２０→＃２３と進むようになり、補償値（Ｃ）および〔
Ｃ′〕の減算を行なうことなく、各サンプリングタイム
のＣＢ）を〔Ｄ２〕として所定のメモリアドレスに格納
する。

このように１段目と２段目の補償演算を行なうと、その
結果得られるデータ〔Ｄ３〕と〔Ｄ４〕は第２図（ホ）
に示す波形となる。即ち、このデータは、図（ニ）の補
償値（Ｃ）および〔Ｃ′〕より上方に突出するデータＣ
Ｂ）であり、図（イ）のき電線電流のうち正領域の電流
波形に近似する。つまり、前記減算処理によって正領域
のき電線電流の変化値が得られることとなる。そして、
このデータ〔Ｄ３〕と〔Ｄ４〕が＃６で設定値と比較さ
れる。故障電流でなく、単に回生電流を消費中に負荷車
がノツチオフした結果き電線に流れる電流の場合、正領
域での電流変化値は第２図（イ）に示すように大きくな
いので設定値を越えることはない。従ってプログラムが
＃７に進むことはなく、不要に遮断信号が発されて高速
度遮断器５４Ｆが動作することはない。

一方、故障電流の場合には、電流波形は図示しないが、
正領域内での電流変化であるため、プログラムは＃工→
＃２→＃３→＃４→＃８→＃Ｉ３→＃１４→＃２０→＃
２３と進み、ＣＢ）がそのまま〔Ｄ２〕として格納され
る。即ち、補償値（Ｃ）および〔Ｃ′〕の減算を行わな
いので、データ〔Ｄ２〕の値が大きく、設定値を越える
。従って、故障時のみ選択的に高速度遮断器５４Ｆが動
作することとなる。

光所■動果本発明に係る直流き電回路故障選択装置は以上説明した
ように構成したので、回生電流を消費中の負荷車がノツ
チオフした場合において、不要に高速度遮断器が動作す
ることは回避し、故障時のみ正確に動作させることがで
きるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す回路図、第２図は
第１図の各部の信号波形を示す図、第３図は第１図中の
ＭＰＵの動作を説明するフローチャート、第４図は従来
の問題点を説明するためのき電図路を示す図、第５図は
回生車、負荷車に流れる電流を示す図である。１・・・母線、２・・・き電線、５４Ｆ・・・高速度遮
断器、ＨＣＴ・・・ホールＣＴ、ＰＳ・・・電流方向判
別器、ＦＤ・・・不飽和変成器、ＭＰＵ・・・マイクロ
プロセッサ。５４Ｆ盪新傷号第１図第２図ｆｉｌ　／）仔Ｐｇ遍一−□−一　回生窺え」向一−−−−−−−　　ロ生ｊ扛過−９Ｌ圧キた伎Ｏ製別
乍１−よろ惟梧艷丸′ｒｊ句第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）き電線電流の微分検出値を積分する積分手段と、
き電線電流の流れる方向を判別する判別手段と、き電線
電流が負方向から正方向に変化した後の積分手段の積分
値からき電線電流が負方向から正方向に変化した時点の
積分値を減算する減算手段と、この減算結果を設定値と比較し、設定値を越えた場合に
高速度遮断器を動作させる駆動手段と、を備えてなる直
流き電回路故障選択装置。
（２）前記積分手段は、き電線電流が複数の信号成分の
重畳された階段状の信号である場合に各信号成分に分離
するのに必要な時間だけ前の積分値を現在の積分値から
減算する減算回路を含むことを特徴とする特許請求の範
囲第（１）項に記載の直流き電回路故障選択装置。
（３）前記減算手段は、き電線電流の方向が負方向から
正方向に反転した時点から所定の補償期間のみ動作させ
るための演算手段を含んでいることを特徴とする特許請
求の範囲第（１）項に記載の直流き電回路故障選択装置
。