JPH0281737A - 過電流引外し装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は負荷回路に過電流が流れたときに該負荷回路を
電源回路から切り離す遮断器を制御する過電流引外し装
置に関する。

［従来の技術］ 電気鉄道における電気車への給電系統は、変電所におい
て特別高圧母線から受電用交流遮断器を介して受電した
特別高圧交流電圧を変圧器で降圧し、整流器で直流電圧
に整流し、電源側高速遮断器を介して直流母線に供給す
る電力変換系統を備える。この電力変換系統は並列に２
系統用意され。

その１つの系統は予備系統として利用される。直流母線
からは、上り線用負荷側高速遮断器を介して上り線用架
線に給電し、下り線用負荷側高速遮断器を介して下り線
用架線に給電するように構成する。

そして、朝夕のラッシュ時間帯には両型力変換系統が並
列運転され、それ以外の時間帯には一方の電力変換系統
のみが単独運転される。系統に過電流が流れると高速遮
断器が引外し装置に制御されて開路して系統を保護する
ようになっている。

高速遮断器は、下位の負荷側高速遮断器の動作電流値（
過電流設定値）が上位の電源側高速遮断器の過電流設定
値よりも小さな値に設定され、下位の負荷側高速遮断器
が先に動作して停電範囲を狭い範囲に制限するように調
整された過電流保護協調関係にある。

このような給電系統において用いられる高速遮断器の引
外し装置の過電流設定値（動作電流値）は、特開昭４７
−２８４７３号公報に開示されているように、接点操作
用磁気回路の永久磁石の強さや引張りバネの強さを変え
ることによって調整するように構成されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、電気鉄道のように時間帯によって負荷状
態が大きく変化する給電系統においては。

上位の電源側高速遮断器が下位の負荷側高速遮断器より
も先に動作してしまうような事態が発生し。

過電流保護協調関係が崩れて停電範囲が拡大する問題が
あった。

すなわち、前記したように電気鉄道における電気車への
給電系統では朝夕のラッシュ時間帯に負荷電流が大幅に
増加するために２つの電力変換系統を並列運転して直流
母線に給電する。そしてこのラッシュ時間帯の負荷電流
の増加は上り線または下り線に片寄るために各高速遮断
器の定格電流は、この負荷電流の片寄りを考慮して、各
電源側高速遮断器の定格電流を工としたとき各負荷側高
速遮断器の定格電流をそれぞれ２Ｉとしている。

過電流引外し装置の動作電流値はそれぞれの高速遮断器
の定格電流の１００〜２５０％の範囲内になるように過
電流設定値が設定され、一般には。

電源側高速遮断器の過電流引外し装置の過電流設定値は
定格電流の２００％に設定され、負荷側高速遮断器の過
電流引外し装置の過電流設定値は定格電流の１９０％に
設定されて上位と下位の過電流保護協調が取られている
。

しかしながらこのように構成された給電系統では、ラッ
シュ時以外の時間帯に一方の電力変換系統を休止すると
上り線と下り線の負荷電流は運転中の一方の電力変換系
統に集中することになるので、運転中の電力変換系統の
負荷電流が増加し、電源側高速遮断器が負荷側高速遮断
器よりも先にトリップして過電流保護協調関係を崩す問
題がある。

従って本発明の目的は、時間帯による大幅な負荷状態の
変化に伴う電力変換系統の切り換えに対しても上位の過
電流高速遮断器と過電流保護協調関係を維持できるよう
な下位の過電流高速遮断器の過電流引外し装置を提供す
ることにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明はこの目的を達成するために、負荷回路に流れる
負荷電流の大きさを検出する負荷電流検出手段と、許容
する負荷電流に相当する過電流設定値を設定する過電流
設定手段と、負荷電流があらかしめ設定された前記過電
流設定値以上になったとき遮断器に該遮断器を開路する
引外し指令を与える比較手段とを備えた過電流引外し装
置において、前記過電流設定手段に時間割に従って変化
する前記過電流設定値をあらかじめ設定する設定値可変
手段を設け、前記比較手段に与える前記過電流設定値を
時間割に従って自動的に変えるようにしたことを特徴と
する。

［作用］ 過電流設定手段は比較手段に与える過電流設定値を時間
割に従ってその時間帯に適した値に自動的に変化させる
ので、該過電流引外し装置は時間帯による大幅な負荷状
態の変化に伴う電力変換系統の切り換えに対しても上位
の過電流遮断器と過電流保護協調関係を維持できるよう
な引外し指令を下位の遮断器に与えることができる。

［実施例］ 以下、本発明になる電気鉄道における電気車への給電系
統の例を図面を参照して説明する。該給電系統は、第１
図に示すように、変電所において特別高圧母線１から受
電用交流遮断器２，２′を介して受電した特別高圧交流
電圧を変圧器３，３″で降圧し、！ＩＩ流器４，４′で
直流電圧に整流し、電源側高速遮断器５，５′を介して
直流母線６に供給する電力変換系統を儒える。この２系
統の電力変換系統は並列に接続され、その１つの系統は
予備系統として利用される。直流母線６からは、上り線
用負荷側高速遮断器７を介して上り線用架線１０Ａに給
電し、下り線用負荷側高速遮断器８を介して下り線用架
線１０Ｂに給電するように構成される。そして上位の電
源側高速遮断器５，５′は図示せざる過電流引外し装置
からの引外し指令によって制御され、下位の負荷側高速
遮断器７゜８は過電流引外し装置９，９″によってそれ
ぞれ制御される。

本発明によって改良された２つの負荷側高速遮断器用の
過電流引外し装置９．’９’は同一構成であるので、以
下、上り線用の負荷側高速遮断器７を制御する過電流引
外し装置９の構成を第２図を参照して詳述する。

該過電流引外し装置９は、直流母線６から上り線用架線
１０Ａに流れる負荷電流の大きさを検出する負荷電流検
出回路９１０と、負荷側高速遮断器７に流す負荷電流の
許容値に相当する過電流設定値を設定する過電流設定回
路９２０と、負荷電流検出値を前記過電流設定値と比較
して負荷側高速遮断器７に与える引外し指令を発生する
比較出力回路９３０とを備える。

前記過電流設定回路９２０は、複数の時間帯と各時間帯
の運転ダイヤに応じた過電流設定値を人力するキー人力
手段９２１と、該入力手段９２１からの入力を記憶し、
運転時には記憶している過電流設定値を時間帯に応じて
読みだして設定値制御信号ＳＬ、Ｓ２を出力する記憶処
理回路９２２と、前記設定値制御信号Ｓｌ、Ｓ２に応じ
た過電流比較信号を出力する比較信号出力回路９２３と
を備える。前記記憶処理回路９２２は、複数の時間帯と
該冬時間帯がラッシュ時か否かを区別する区別信号（過
電流設定値の大きさ）を記憶するためのメモリと、タイ
マと、設定時に前記キー人力手段９２１から入力された
前記時間帯と区別信号を前記メモリに記憶させ、′Ｍ転
時にタイマが示す時間帯に応じた区別信号をメモリから
読みだして該区別信号に応じた前記設定値制御信号ＳＬ
（ラッシュ時）、Ｓ２（ラッシュ時以外）を出力するプ
ロセッサとを用いて構成する。前記比較信号出力回路９
２３は１分圧抵抗９２３ａと該分圧抵抗９２３ａの分圧
点に接続された２つのサイリスタ９２３ｂ、９２３ｃと
を備え、前記記憶処理回路９２２から設定値制御信号Ｓ
１が出力されたときにはサイリスタ９２３ｂが導通して
大きな過電流設定値に相当する過電流比較信号を出力し
、設定値制御信号Ｓ２が出力されたときにはサイリスタ
９２３ｃが導通して小さな過電流設定値に相当する過電
流比較信号を出力する。大きな過電流設定値は前記した
ように２つの電力変換系統が並列運転されているときに
過電流保護協調関係を維持するのに適した値であり、小
さな過電流設定値は１つの電力変換系統のみが単独運転
されているときに過電流保護協調関係を維持するのに適
した値となるように設定され、サイリスタ９２３ｂ、９
２３ｃはこの過電流設定値に相当する過電流比較信号を
発生する分圧点に接続される。

比較出力回路９３０は、前記負荷電流検出回路９１０か
ら出力される負荷電流検出信号を前記比較信号出力回路
９２３から出力されるそのときの過電流設定値に相当し
た過電流比較信号と比較する比較回路９３１と、該負荷
電流検出信号が過電流比較信号以上のときに前記比較回
路９３１から出力される過電流引外し指令信号を増幅し
て前記負荷側高速遮断器７に与える増幅回路９３２とを
備える。

以上の構成において、各過電流引外し装置９゜９″のキ
ー人力手段９２１からあらかじめ記憶処理回路９２２の
メモリに時間帯と該時間帯がラッシュ時か否かの区別信
号を入力して記憶させる。

そして運転時には、記憶処理回路９２２のプロセッサが
タイマから出力される時刻に応じてメモリから該時間帯
に該当する区別信号を読みだして設定値制御信号Ｓ１ま
たはＳ２を発生する。これにより比較信号出力回路９２
３はラッシュ時間帯かそれ以外の時間帯かに応じた設定
値比較信号を出力し、比較出力回路９３０は該設定値比
較信号と負荷電流検出信号の大小を比較して過電流引外
し指令信号を発生する。

従って、ラッシュ時間帯には２つの電力変換系統が並列
運転され、それ以外の時間帯には１つの電力変換系統が
単独運転されるような給電系統においても、上位の電源
側高速遮断器と下位の負荷側高速遮断器による過電流保
護協調関係を常に維持することができる。

以上のような構成の電気鉄道における電気車への給電系
統によれば、あらかじめ電気車の運転ダイヤに合わせて
各負荷側高速遮断器の動作電流を各過電流引外し装置の
過電流設定値として各線毎に独立して設定することがで
き、運転時にはこの過電流設定値に応じて各過電流引外
し装置が各負荷側高速遮断器を引外し制御するので、給
電系統の規模やラッシュの状態に応じて最適な過ｆｌｔ
流保護協調関係を維持することができる。

以上の実施例は２つの電力変換系統を並列接続してラッ
シュ時間帯にはこれらを並列運転し、ラッシュ時間帯以
外には１つの電力変換系統を単独運転するようにした給
電系統であるが、多数の電力変換系統を並列接続してラ
ッシュ状態（負荷状態）を多段階に区別し、該電力変換
系統の並列運転数を多段階に制御するようにした給電系
統では、過電流設定値を多段階に設定することにより更
に木目細かな過電流引外し制御を実行することが可能で
ある。

また、過電流設定回路９２０におけるキー人力、手段９
２１は記憶処理回路９２２に時間帯と各時間帯の負荷状
態（ラッシュの有無または程度）を記憶させたり記憶内
容を変更するときに使用するものでそれ以外のときは使
用しないものであるから、該キー人力手段９２１を着脱
自在な携帯式として各過電流引外し装置９，９′に共用
できるようにすると経済的である。

さらにまた、本発明は交流給電系統における過電流保護
にも同様に適用可能である。

［発明の効果］ 以上のように本発明は、過電流設定手段に時間割に従っ
て変化する過電流設定値をあらかじめ設定する設定値可
変手段を設け、該過電流設定値と負荷電流検出値を比較
する比較手段に与える前記過電流設定値を時間割に従っ
て自動的に変えるようにしたことにより、時間帯による
大幅な負荷状態の変化に伴う電力変換系統の切り換えに
対しても下位の遮断、器を上位の遮断器と過電流保護協
調関係を維持できるように制御できる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は電気鉄
道における電気車への給電系統図、第２図は過電流引外
し装置の電気回路図である。 １・・・・・・特別高圧母線、３，３′・・・・・・変
圧器、４゜４′・・・・・・整流器、５，５′・・・・
・・電源側高速遮断器、６・・・・・・直流母線、７，
８・・・・・・負荷側高速遮断器。 ９．９′・・・・・・過電流引外し装置、ＩＯＡ、ＩＯ
Ｂ・・・・・・架線、９１０・・・・・・負荷電流検出
回路、９２０・・・・・・過電流設定回路、 ９２１・・・・・・キー人力手段。 ９２２・・・・・・記憶処理回路、 ９２３・・・・・・比較信号出 力回路。 ９３０・・・・・・比較出力回路、 ９３１・・・・・・比 較回路、 ９３２・・・・・・増幅回路。 ９２０・・・呈号】ｔ／栽Ｔ口込 ９２１・・・キー人力手段 ９２２・・・！億幻理口路 ９２３・・・けＪ交信す出７７［］昆

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、負荷回路に流れる負荷電流の大きさを検出する負荷
   電流検出手段と、許容する負荷電流に相当する過電流設
   定値を設定する過電流設定手段と、前記負荷電流があら
   かじめ設定された前記過電流設定値以上になつたとき遮
   断器に該遮断器を開路する引外し指令を与える比較手段
   とを備えた過電流引外し装置において、前記過電流設定
   手段に時間割に従つて変化する前記過電流設定値をあら
   かじめ設定する設定値可変手段を設け、前記比較手段に
   与える前記過電流設定値を時間割に従つて変えるように
   したことを特徴とする過電流引外し装置。 ２、特別高圧母線から受電用交流遮断器を介して受電し
   た特別高圧交流電圧を変圧器で降圧し、整流器で直流電
   圧に整流し、電源側高速度遮断器を介して１つの直流母
   線に供給する並列接続された複数の電力変換系統と、前
   記直流母線から負荷側高速遮断器を介して給電される負
   荷回路と、該負荷回路に流れる負荷電流の大きさを検出
   する負荷電流検出手段と許容する負荷電流に相当する過
   電流設定値を設定する過電流設定手段と前記負荷電流が
   あらかじめ設定された前記過電流設定値以上になつたと
   き前記負荷側高速遮断器に引外し指令を与える比較手段
   とを有する過電流引外し装置とを備えた給電系統の前記
   過電流引外し装置において、前記過電流設定手段に時間
   割に従つて変化する前記過電流設定値をあらかじめ設定
   する設定値可変手段を設け、前記比較手段に与える前記
   過電流設定値を時間割に従つて変えるようにしたことを
   特徴とする過電流引外し装置。 ３、特許請求の範囲第２項において、前記前記負荷回路
   は複数個接続され、前記負荷電流検出手段と過電流設定
   手段と比較手段は各負荷回路毎に設けられたことを特徴
   とする過電流引外し装置。 ４、特許請求の範囲第３項において、前記負荷回路の１
   つは電気車給電系統の上り線用架線であり、他の１つは
   下り線用架線であることを特徴とする過電流引外し装置
   。