JPH02342Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は電気鉄道の給電装置に係り、特に交
流電力を直流電力に変換して電気車の駆動源とし
て供給する直流式電気鉄道の給電装置に関するも
のである。

従来、一般に鉄道線路に沿つて適当な間隔で設
備された直流変電所には１組ないし数組の変換装
置を設け、各変換装置の直流出力側は変換装置専
用の直流しや断器に接続し、交流入力側は直接に
共通の導体に接続している。すなわち、順電力変
換装置と直流高速度しや断器とを含めた給電系は
変電所間で並列に接続されて直流変電所の直流電
源を構成しており、一方、電車線路は一般に隣接
変電所間および線路別に区分され、前記区分され
た給電回線の電車線は各回線専用の直流高速度し
や断器を介して各変電所でそれぞれの正極母線に
接続され、レールは負極母線に接続される。

一般に前記区分された電車線路には隣接する変
電所が並列に電力を供給する給電回路が構成され
ている。第１図は従来の給電装置で、１は直流変
電所、２は交流電力を直流電力に変換する順電力
変換装置、３は逆電力変換装置である。４は力行
母線、５ａ〜５ｄはそれぞれサイリスタ遮断器、
６ａ〜６ｄはセクシヨン間電位差を略零とする為
に必要な回生用ストツパダイオードである。７ａ
〜７ｄは給電用直流断路器、８は変電所用負極母
線、９ａ，９ｂおよび１０ａ〜１０ｄは選択しや
断リレーである。１１ａ，１１ｂはデツドセクシ
ヨン１２で区分された電車線路、１３はレールで
ある。

第１図において電気車の力行運転用電力は変電
所においてそれぞれ図示しない一般の商用周波３
相交流送電線より交流しや断器を通して受電され
た３相交流電圧を変圧器で適当な電圧に変換し、
順電力変換装置２により直流電力に変換して、各
区分された直流電路１５及び電車線路１１ａ，１
１ｂにより電気車１４に供給される。

電気車が回生運転時にある場合は、この回生電
力は電車線路１１ａ，１１ｂおよび回生用ストツ
パダイオード６ａ〜６ｄを経て力行母線４に至
り、逆電力変換装置３により、それぞれ３相電力
に変換され、変圧器、しや断器を経て３相交流送
電線に回生されると共に、力行母線４及び各直流
電路１５の経路を介して電車線下の図示しない力
行車両に力行パワーとして供給される仕組となつ
ている。

この第１図に示す従来の直流式電気鉄道の給電
装置によれば、電車線１１ａのＦ点で短絡事故が
発生し、事故回線側の断路器７ａを開極した後
に、電気車１４が慣性で事故点下側に進入して来
て電気車１４のパンタグラフ１５ａと１５ｂがデ
ツドセクシヨン１２をまたいだ状態になると、不
都合な事態が発生する。すなわち、電気車１４が
第１図に示す状態にあると、電気車１４のパンタ
グラフ１５ａ側は断路器７ａが既に開極してある
ので、無電圧区間、これに対して他方のパンタグ
ラフ１５ｂ側は断路器７ｄを通して加圧されてい
るので、断路器７ｄ→電車線１１ｂ→パンタグラ
フ１５ｂ→電気車１４→パンタグラフ１５ａ→事
故点Ｆの経路を通して電気車１４側へ過大なバイ
パス電流が流れ込むことになる。。この状態でさ
らに電気車１４が慣性で事故点Ｆ側へ進行して、
パンタグラフ１５ｂがデツドセクシヨン１２を通
過すると、パンタグラフ１５ｂがデツドセクシヨ
ン１２を離れ始めた途端に、パンタグラフ１５ｂ
とセクシヨン間にアークが発生して、このアーク
熱と前記過大なバイパス電流とによつてパンタグ
ラフとデツドセクシヨン１２にも損傷を与えると
いう重大な欠点があつた。

この考案は上記の欠点を除去するために、１変
電所内に少なくとも２つのデツドセクシヨンを設
けた電車線路に事故電流遮断機能を有する順電力
変換器からの直流電力をダイオードを介して供給
するようにしたので、回路構成の簡素化を図るこ
とができるとともに極めて経済的となる直流式電
気鉄道の給電装置を提供することを目的とする。

以下図面を参照してこの考案の一実施例を説明
する。

第２図において、２０は送電線で、この送電線
２０は交流しや断器２１ａ，２１ｂを介して第
１、第２変圧器２２ａ，２２ｂの一次側に接続さ
れる。両変圧器２２ａ，２２ｂの二次側はサイリ
スタ整流器等の事故電流限流機能を有する第１、
第２順電力変換器２３ａ，２３ｂを介して直流母
線２４に接続される。２５ａ，２５ｂ及び２６
ａ，２６ｂは力行用の第１、第２ダイオードで、
これら第１、第２ダイオード２５ａ，２５ｂ及び
２６ａ，２６ｂのアノード側は前記直流母線２４
に接続される。。またそれらのカソード側は第１、
第２直流断路器２７ａ，２７ｂ及び２８ａ，２８
ｂを介して第１、第２電車線路２９ａ，２９ｂ及
び３０ａ，３０ｂに接続され、これら電車線路に
は前記第１、第２順電力変換器２３ａ，２３ｂか
ら直流電力が供給される。

前記第１、第２電車線路２９ａ，２９ｂ及び３
０ａ，３０ｂには２つのデツドセクシヨン３１
ａ，３１ｂ及び３２ａ，３２ｂがあり、両デツド
セクシヨンは所定距離隔てて設けられ、かつ両デ
ツドセクシヨン間には第３電車線路２９ｃ，３０
ｃが形成される。３８，３９は回生用のサイリス
タ遮断器で、このサイリスタ遮断器３８，３９の
カソード側は直流母線２４に接続され、アノード
側は直流断路器２７ｃ，２８ｃを介して第３電車
線路２９ｃ，３０ｃに接続される。前記力行用の
第１、第２ダイオード２５ａ，２５ｂ及び２６
ａ，２６ｂの各カソード側と回生用のサイリスタ
遮断器３８，３９の各アノード側との間には図示
極性のダイオード３３ａ，３３ｂ及び３４ａ，３
４ｂが接続され、これらダイオードは第３電車線
路２９ｃ，３０ｃに力行あるいは回生電力を供給
するためのものである。

回生電力は、また、サイリスタ遮断器３８，３
９を通つて直流母線２４に供給され、この直流母
線２４に接続される逆電力変換器３５により交流
電力に変換された後、第３変圧器２２ｃから交流
しや断器２１ｃを介して送電線２０に戻される。

次に上記実施例の動作を述べる。第１、第２順
電力変換器２３ａ，２３ｂは並列運転されて、直
流母線２４から力行用の第１、第２ダイオード２
５ａ，２５ｂ及び２６ａ，２６ｂと直流断路器２
７ａ，２７ｂ及び２８ａ，２８ｂを介して直流電
力を第１、第２電車線路２９ａ，２９ｂ及び３０
ａ，３０ｂに供給している。また、第３電車線路
２９ｃ，３０ｃにはダイオード３３ａ，３３ｂ及
び３４ａ，３４ｂと直流断路器２７ｃ，２８ｃを
介して直流母線が供給される。

上記のようにして電力が各電車線路２９ａ，２
９ｂ，２９ｃ及び３０ａ，３０ｂ，３０ｃに供給
されているとき、第１電車線路２９ａの図示Ｆ点
で地絡事故が発生したとする。この事故により力
行用の第１ダイオード２５ａの電路を介して短絡
電流がレール３６ａに流れる。短絡電流が流れる
と図示しない制御回路が動作して第１、第２順電
力変換器２３ａ，２３ｂはゲートブロツクされ電
源母線側より流入する事故電流を限流すると共に
この事故電流は２１ａ，２１ｂの遮断器によつて
遮断される。このように電源母線側より流入する
事故電流が遮断され、事故点Ｆに連なる直流電路
の断路器２７ａを通して流れる電流が略零になつ
た時点で、２７ａの断路器を開極して事故回線の
みを他の健全回線より遮断した後に順電力変換器
２３ａ，２３ｂに所望のトリガーパルス群を与え
て再給電させる。かかるき電線側の地絡事故時に
際して例えば図示位置にある電気車３７が事故セ
クシヨン３１ａ側へ進入して来たような場合、本
実施例では事故回線側の断路器２７ａの開極動作
と共に、事故セクシヨン３１ａ側の電車線路２９
ｃに連なる断路器２７ｃも開極するので、順電力
変換器２３ａ，２３ｂの再給電時に、たとえ電気
車３７が慣性で惰行し電気車のパンタグラフP₁
が事故セクシヨン３１ａをまたがつたような場合
でも、前述した断路器２７ａ，２７ｃの開極と云
う条件で事故回線側は勿論のこと、２９ｃの電車
区間も無電圧状態となつているので、電気車３７
側へ健全直流電路より過大なバイパス電流が流れ
ることは決してない。従つて本実施例によれば、
第１図の従来装置にみられるようなアーク熱によ
るデツドセクシヨン及びパンタグラフの損傷と云
う重大事故を未然に防止することができる。

次に電気車３７が第３電車線路２９ｃ内を通過
しているとき、回生電力が発生したとする。この
回生電力はサイリスタ遮断器３８を通して直流母
線２４に供給された後、逆電力変換器３５から第
３変圧器２２ｃと交流しや断器２１ｃを介して送
電線２０に戻される。また、電気車３７が第１電
車線路２９ａか第２電車線路２９ｂかを進行して
いるときの回生電力はダイオード３３ａ，３３ｂ
を通して第３電車線路２９ｃに供給されるととも
にサイリスタ遮断器３８を介して前記と同様に送
電線２０に戻される。

上記電気車３７が回生運転時に前記事故が発生
したときには、前記電気車３７よりの回生電力及
び隣接する健全変電所（図示省略）よりの廻り込
み電力をサイリスタ遮断器の遮断によつて防止で
きるので、前記第１、第２順電力変換器２３ａ，
２３ｂのオフ動作と相俟つて事故点を速やかに遮
断することができる。

以上述べたように、この考案によれば、力行時
の直流電力を電気車に供給する電路にはダイオー
ドを介挿しただけであるから回路構成の簡素化を
図ることができるとともに安価に製作し得、か
つ、電車線路に事故が発生したときには第１、第
２順電力変換器が動作して各電車線路を無電圧に
するので、電気車を通して過大な電流が流れるこ
とを防ぐことができる。また、電気車の回生運転
時において電車線路に事故が発生したときでもサ
イリスタ遮断器をオフさせれば事故点を速やかに
遮断できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の直流式電気鉄道の給電装置の回
路図、第２図はこの考案の一一実施例を示す回路
図である。 ２０……送電線、２３ａ，２３ｂ……第１、第
２順電力変換器、２４……直流母線、２５ａ，２
５ｂ，２６ａ，２６ｂ……力行用の第１、第２ダ
イオード、３８，３９……回生用のサイリスタ遮
断器、２９ａ，２９ｂ，３０ａ，３０ｂ……第
１、第２電車線路、２９ｃ，３０ｃ……第３電車
線路、３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ……デツ
ドセクシヨン、３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ
……ダイオード、３７……電気車。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 並列運転され、交流電力を直流電力に変換する
   事故電流遮断機能を有する複数の順電力変換器
   と、これら順電力変換器の出力側に接続された直
   流母線と、この直流母線とデツドセクシヨンで区
   画される第１、第２電車線路とを結ぶ電路に各々
   直列に介挿された力行用ダイオードと、前記第
   １、第２電車線路のどちらか一方に前記デツドセ
   クシヨンから所定距離隔て別のデツドセクシヨン
   を設けて形成された第３電車線路と、この第３電
   車線路と前記直流母線とを結ぶ電路に介挿された
   回生用サイリスタ遮断器と、このサイリスタ遮断
   器のアノード側に各々カソード側が接続されると
   ともに、前記力行用のダイオードのカソード側に
   各々アノード側が各別に接続された一対のダイオ
   ードと、前記直流母線に接続され前記各電車線路
   の回生電力を交流電力に変換して送電線に供給す
   る逆電力変換器とを備えてなることを特徴とする
   直流式電気鉄道の給電装置。