JPH0420812B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明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。

（従来技術と問題点） 一般に直流式電気鉄道の給電装置は、商用周波
電源母線より入力される交流電力を順電力交換装
置によつて直流電力に変換し、その直流電力を電
車線を介して電気車に供給するようなシステムが
採られている。

ここで従来の直流式電気鉄道の給電装置の一例
を第１図に示す。第１図においてSSは図示しな
い商用周波電源母線か入力される交流電力を直流
電力に交換する直流変電所である。３ａは第１電
車線であり、この電車線３ａには前記変電所SS
の直流出力電力が直流母線１および直流高速度遮
断器２ａを介して供給される。３ｂは前記第１電
車線３ａに第１セクシヨン４ａを介して設けられ
た第２電車線である。この電車線３ｂには前記変
電所SSの直流出力電力が直流母線１および直流
高速度遮断器２ｂを介して供給される。３ｃは前
記第２電車線３ｂに第２セクシヨン４ｂを介して
設けられた第３電車線である。この電車線３ｃに
は前記変電所SSの直流出力電力が直流母線１お
よび直流高速度遮断器２ｃを介して供給される。
尚、５は電気車を示す。このように構成された装
置において、いま電車線３ｃのＦ点で地絡事故が
発生したとすると、前記変電所SSから直流母線
１および直流高速遮断器２ｃを介して事故点Ｆに
事故電流が流れ込む。この事故電流を遮断する為
には直流高速度遮断器２ｃを開放すれば良い。こ
のとき例えば第２電車線３ｂ下に力行車両（図示
省略）が存在してそのパンタグラフがセクシヨン
４ｂ部分を通過する際に生ずる、いわゆるセクシ
ヨンオーバ現象を防止する為には、前記遮断器２
ｃのみならび直流高速度度遮断器２ｂも開放させ
て電車線３ｂを無電圧状態にさせる必要がある。
このように上記装置は、事後電流遮断の為の保護
動作が非常に複雑になる欠点があつた。しかもセ
クシヨンで区分された複数の電車線毎に遮断器を
各々設けているので、装置の設備面積が拡大する
とともに装置価格が著しく高騰する等の欠点があ
つた。

（発明の目的） 本発明は上記の点に鑑みなされたもので、装置
の構成を簡素化して装置価格を著しく低廉化する
ことができるとともに、事故発生時の保護動作を
簡単化し、これによつて装置の信頼性を向上させ
た直流式電気鉄道の給電装置を提供することを目
的としている。

（発明の概要） 本発明は、直流変電所の順電力変換装置の出力
端と２個のセクシヨンで区分された複数の電車線
の間に、ダイオードをブリツジ接続して成る複数
のブリツジ回路と、小数のスイツチング制御素子
とを設けて構成したことを特徴としている。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例を
説明する。第２図において、第１図と同一部分は
同一符号を持つて示し、その説明は省略する。１
１は適用周波電源母線であり、この母線１１には
交流遮断器１２および変圧器１３を介して順電力
変換装置１４の入力端が接続されている。この順
電力変換装置１４の出力端は直流母線１に接続さ
れている。１５ａはダイオード１６ａ〜１６ｄを
ブリツジ接続して成る第１ブリツジ回路であり、
この第１ブリツジ回路１５ａの入力側は前記直流
母線１に接続されている。第１ブリツジ回路１５
ａの出力側は第１電車線３ａに接続されている。
１５ｂダイオード１６ｅ〜１６ｈをブリツジ接続
して成る第２ブリツジ回路であり、この第２ブリ
ツジ回路１５ｂの入力側は前記直流母線１に共通
接続されている。１５ｃはダイオード１６ｉ〜１
６をブリツジ接続して成る第３ブリツジ回路で
あり、この第３ブリツジ回路１５ｃの入力側は前
記直流母線１に共通接続されている。第３ブリツ
ジ回路１５ｃの出力側は、前記第３電車線３ｃに
接続されている。前記第２ブリツジ回路１５ｂの
出力側はダイオード１６ｍ〜１６ｐをブリツジ接
続して成る第４ブツリジ回路１５ｄの入力側に接
続されている。この第４ブリツジ回路１５ｄの出
力側は前記第２電車線３ｂに接続されている。前
記ダイオード１６ａ，１６ｃ，１６ｅ，１６ｇの
カソードは一括して第１スイツチング制御素子、
例えば第１サイリスタ遮断器１７ａのアノードに
接続されている。ダイオード１６ｂ，１６ｄ，１
６ｆ，１６ｈのアノードは一括して前記サイリス
タ遮断器１７ａのカソードに接続されている。前
記ダイオード１６ｉ，１６ｋ，１６ｍ，１６ｃの
カソードは一括して第２スイツチング制御素子、
例えば第２サイリスタ遮断器１７ｂのアノードに
接続されている。ダイオード１６ｊ，１６，１
６ｎ，１６ｐのアノードは一括して前記サイリス
タ遮断器１７ｂのカソードに接続されている。尚
サイリスタ遮断器１７ａ，１７ｂの転流回路およ
びブリツジ回路１５ａ，１５ｃ，１５ｄの出力側
と電車線３ａ，３ｂ，３ｃとを結ぶ直流電路に
各々挿入される過電流継電器等は図示省略してい
る。さらに図示装置は１変電所を示すものであ
り、電車線３ａ，３ｃには隣接する変電所（図示
省略）からも各々所定の直流電力が供給されるも
のとする。

次に上記のように構成された装置の動作を述べ
る。いま図示の如く電車線３ａ下に存在する電気
車５が力行運転中は順電力変換装置１４からダイ
オード１６ａ，サイリスタ遮断器１７ａ，タイオ
ード１６ｂおよび電車線３ａを介して電気車５に
直流電力が供給されるとともに、隣接する変電所
（図示省略）からも電気車５へ所望の直流電力が
供給される。また、電車線３ｂ下に存在する力行
車両（図示省略）には、前記同様に順電力変換装
置１４からダイオード１６ｅ、サイリスタ遮断器
１７ａ，ダイオード１６ｆ，ダイオード１６ｍ，
サイリスタ遮断器１７ｂ，ダイオード１６ｎおよ
び電車線３ｂを介して直流電力が供給される。ま
た、電車線３ｃ下に存在する力行車両（図示省
略）に、前記同様に順電力変換装置１４からダイ
オード１６ｉ，サイリスタ遮断器１７ｂ，ダイオ
ード一６ｊおよび電車線３ｃを介して直流電力が
供給されるとともに、隣接する変電所（図示省
略）からも所望の直流電力が供給される。さらに
電車線３ａ下に存在する電気車５が回生運転を行
なう場合、その回生電力は電車線３ａ，ダイオー
ド１６ｃ，サイリスタ遮断器１７ａ，ダイオード
１６ｆ，ダイオード１６ｍ，サイリスタ遮断器１
７ｂおよびダイオード１６ｎ（又は６１ｊ）を介
して電車線３ｂ（又は３ｃ）下に存在する力行車
両（図示省略）に供給される。回生車両が電車線
３ｂ，３ｃ下に存在する場合もその回生電力は前
記同様に他の電車線下に存在する力行車両に供給
される。

かかる定常運転時において、例え電車線３ｃの
Ｆ点で地絡事故が発生したとする。この事故によ
り順電力変換装置１４の出力端からダイオード１
６ｉ，サイリスタ遮断機１７ｂおよびダイオード
１６ｊを介して、またダイオード１６ａ，サイリ
スタ遮断器１７ａ，ダイオード１６ｆ，ダイオー
ド１６ｍ，サイリスタ遮断器１７ｂおよびダイオ
ード１６ｊを介して事故点Ｆに事故電流が流入す
るとともに、この時回生運転中の電気車、例えば
電気車５から電車線３ａ，ダイオード１６ｃ，サ
イリスタ遮断器１７ａ，ダイオード１６ｆ，ダイ
オード１６ｍ，サイリスタ遮断器１７ｂおよびダ
イオード１６ｊを介して事故点Ｆに回生電力が流
れ込む。このように上記経路を介して事故点Ｆに
事故電流が流れると、ブリツジ回路１５ｃの出力
側と電車線３ｃを結ぶ直流電路に挿入される過電
流継電器（図示省略）で事故電流を検知し、この
検知信号を以つてサイリスタ遮断器１７ｂを図示
しない転流回路によつてオフさせる。このような
事故時の保護動作により事故点Ｆに流れ込む事故
電流は遮断される。このとき電車線３ｂは無電圧
状態となるので、セクシヨン部分で生ずるいわゆ
るセクシヨンオーバ現象は起きない。しかも図示
Ｆ点で地絡事故が発生して前記のようにサイリス
タ遮断機１７ｂをオフさせても電車線３ａには隣
接する健全変電所（図示省略）から電力が供給さ
れているので、電車線３ａ下に存在する電気車
（例えば電気車５）は前記事故の影響を受けるこ
と無く安定した運転を継続することができる。電
車線３ａで事故が発生した場合はサイリスタ遮断
器１７ａ，１７ｂをともにオフさせれば良い。

尚、前記スイツチング制御素子はサイリスタ遮
断器に限らず同様の機能を有する他のものを使用
しても良い。

（効果） 以上のように本発明によれば、第１電車線に第
１セクシヨンを介して第２電車線を設けるととも
に該第２電車線に第２セクシヨンを介して第３電
車線を設け、前記順電力変換装置の直流出力端に
ダイオードをブリツジ接続して成る第１，第２お
よび第３ブリツジ回路の入力端を一括して接続
し、第１ブリツジ回路の出力端を前記第１電車線
に接続し、第２ブリツジ回路の出力端をタイオー
ドをブリツジ接続して成る第４ブリツジ回路の入
力端に接続し、第３ブリツジ回路の出力端を前記
第３電車線に接続し、第４ブリツジ回路の出力端
を前記第２電車線に接続し、第１および第２ブリ
ツジ回路の正側出力端を一括して第１スイツチン
グ制御素子の一端に接続するとともに負側出力端
を一括して第１スイツチング制御素子の他端に接
続し、第３および第４ブリツジ回路の正側出力端
を一括して第２スイツチング制御素子の一端に接
続するとともに負側出力端を一括して第２スイツ
チング制御素子の他端に接続したので、給電装置
全体に必要とするスイツチイグ制御素子（サイリ
スタ遮断器）の個数を減らすことができ、装置価
格を大幅に低兼化することができる。また、電気
車の運転状態に応じて確実に電力の供給又は電力
の回生を行なうことができるとともに、どの電車
線で地絡事故が発生しても事故電流を確実に遮断
して安全を確保することができる。またスイツチ
ング制御素子（スイリスタ遮断器）の個数が少な
いので、事故時の保護動作が非常に容易で、保護
装置そのものも簡素化できる。さらに地絡等の事
故発生時に第１電車線と第３電車線の間に設けら
れる第２電車線を無電圧にすることができるの
で、いわゆるセクシヨンオーバ現象の発生を防止
することができる。しかも、地絡等の事故発生時
にスイツチング制御素子をオフしても停電範囲を
最小限に抑えることができる等の効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の給電装置の一例を示す回路図、
第２図は本発明の一実施例を示す回路図である。 １１……商用周波電源母線、１４……順電力変
換装置、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ……ブ
リツジ回路、１６ａ〜１６ｐ……ダイオード、１
７ａ，１７ｂ……サイリスタ遮断器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 商用周波電源母線より入力される交流電力を
   順電力交換装置によつて直流電力に変換し、該直
   流電力をセクシヨンによつて区分された複数の電
   車線に供給するようにした直流式電気鉄道の給電
   装置において、第１電車線に第１セクシヨンを介
   して第２電車線を設けるとともに該第２電車線に
   第２セクシヨンを介して第３電車線を設け、前記
   順電力変換装置の直流出力端にダイオードをブリ
   ツジ接続して成る第１、第２および第３ブリツジ
   回路の入力端を一括して接続し、第１ブリツジ回
   路の出力端を前記第１電車線に接続し、第２ブリ
   ツジ回路の出力端をダイオードをブリツジ接続し
   て成る第１ブリツジ回路の入力端に接続し、第３
   ブリツジ回路の出力端を前記第３電車線に接続
   し、第４ブリツジ回路の出力端を前記第２電車線
   に接続し、第１および第２ブリツジ回路の正側出
   力端を一括して第１スイツチング制御素子の一端
   に接続するとともに負側出力端を一括して第１ス
   イツチング制御素子の他端に接続し、第３および
   第４ブリツジ回路の正側出力端を一括して第２ス
   イツチング制御素子の一端に接続するとともに負
   側出力端を一括して第２スイツチング制御素子の
   他端に接続したことを特徴とする直流式電気鉄道
   の給電装置。 ２ 前記第１および第２スイツチング制御素子は
   サイリスタ遮断器から成ることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の直流式電気鉄道の給電
   装置。