JPS626837A - 直流給電装置 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 この発明は電気鉄道の給電装置に係シ、特に交流電力ｔ
−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。

Ｂ０発明の概要 この発明は直流式電気鉄道の給電装置において、カ行時
の電流及び回生時の電流が同一の遮断器を流れるように
、その遮断器とダイオードプリンジ回路と金組み合せる
とともにそのブリッジ回路にダイオードの直列回路を同
極性にして並列接続し、直列回路と遮断器全通して回生
電流を流すようにし次ことにより、 電車線側の事故ｆ直流母線事故時に対するシステムの信
頼性を著しく向上させることができるとともに回生電流
も有効に活用できるようにしたものである。

Ｃ０従来の技術 従来、鉄道線路に沿っ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が設けられて構成さ
れている。まｔ１各変換装置の直流出力側は変換装置専
用の直流高速度遮断器に接続されるとともにその装置の
交流入力側は共通の母線導体に接続されている。すなわ
ち、順電力変換装置と直流高速遮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
構成している。

−１、電車線路は一般に隣接変電所間および線路側に区
分され、その区分された電車線路は各回線専用の直流高
速度遮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として構成されている。

第２図は従来の給電装置で、１は交流電力を直流電力に
変換するサイリスタ制御素子からなる順電力変換装置、
２は直流電力を交流電力に変換するサイリスタ制御素子
からなる逆電力変換装置である。３はカ行用母線、４ｍ
、４ｂはカ行用サイリスタ遮断器（以下刃行用遁断器と
称す）ｓ５”＊δｂは回生用ダイオードで、これらダイ
オード５１゜５ｂのアノード側はカ行用遮断器４ｍ、４
ｂのカソードに接続されるとともにダイオード５ｍ、５
ｂのカソード側は一括接続されて回生用サイリスタ遮断
器６（以下回生用遮断器と称す］のアノードに接続され
る。回生用遮断器６のカソードは回生用母線７に接続さ
れる。回生用母線７は逆電力変換装置２に接続される。

８は力行用母ｉ！ｉ１４と回生用母線７間に図示極性の
ように介挿されるストッパダイオード、９ａ。

９ｂは直流断路器、１０ｍ、１０ｂはデッドセクション
１１で区分された第１．第２電車線路である。

次に第２図の動作を述べる。まず、電気車のカ行運転用
電力は変電所において図示しない商用周波電源母線よシ
交流遮断器（図示省略）を通して受電された３相交流電
圧を変圧器（図示省略）で適当な電圧に変換し、順電力
変換装置１により直流電力に変換して、区分された第１
．第２電車線路１ｏａ、ｉｏｂにより電気車１２に供給
される。電気車１２は上記のように供給される直流電力
でカ行運転される。

次に電気車１２が回生運転時にあるとき、回生電力は第
２電車線路１０　ｂから回生用ダイオード５ｂ及び回生
用遮断器６ｔ−経て回生用母線７に供給される。この母
線７に供給された回生電力はストッパダイオード８全通
してカ行電気車（図示省略ンが運転されている第１を車
巌路１０　＆に回生されるか、逆電力変換装［２を介し
て電源母線に回生される。

流断路器９ｂｔ−開放させる場合には、カ行用遮断器４
ｂｅ開放してから行わなければならないが、第２電車線
路１０　ｂに回生ブレーキ中の電気車１２があるときに
は回生用遮断器６を開放させないと、直流断路器９ｂｔ
−開放することができない問題点がある。

（２）第２図の構成では第１．第２’ＫＩｉ、ｉｆＭ路
１０ｍ。

１０　ｂへ直流電力を供給するにはカ行用遮断器４＆。

４ｂを各別に介して給電しなければならない問題点があ
る。

（３）カ行用母線３と回生用母線７の事故の場合、原電
力変換装ｆｊ！ｔｌのサイリスタのゲートを絞ると同時
に回生用遮断器６を開放させる。このとき、く− 第１．第２電車線路１０ａ、１０ｂより流入され回生電
流、延長給電電流の遮断を回虫用遮断器６に附与すると
すれば、それの遮断容量はカ行用遮断器４ｍ、４ｂよシ
大きくしなければならない。すなわち回生用遮断器６は
カ行用に比較して少なくとも２倍（２直流電路分］の容
量のものが必要となる。特に回生用遮断器６の遮断容量
が小さいと、延長給電電流を供給する隣接変電所も停止
させる必要がある。この九めｆｔ電停止を必要とされな
い区間の電車線路も全停電となってしまう問題がある。

（４）上記の他にカ行用遮断器４ｍ、４ｂと回生用遮断
器は性質、目的が違うので、制御手段（保護シーケンス
）が著しぐ複雑となる問題がある。

Ｅ１問題点を解決するための手段 この発明はダイオードブリッジ回路の共通接続されたカ
ソード側とアノード側間に遮断器を接続し、前記共通接
続されたカソード側をカ行母線に接続し、デッドセクシ
ョンで区分された第１．第２電車線路に前記ダイオード
ブリッジ回路の各辺ｔｍ成するダイオードのカソードと
７ノードとの共通接続点を各別に接続し、かつ前記ダイ
オードブリッジ回路と極性を同じくしてダイオードの直
列回路を並列接続し、その直列回路の共通接続点に回生
母線を接続して構成したものである。

２６作用 上記のように構成すると第１．第２電車線路へ直Ｒ電力
を供給する回路には遮断器が１組だけであシ、シかも、
１組の遮断器でカ行電流、回生電流等の遮断ができると
ともにカ行母線や回生母線等の事故時にも前記遮断器を
遮断することによりその対処が確実にできる。また、１
組の遮断器でカ行１回生電流の制御ができる几めに、遮
断器が極めて安価に製作でき、経済的に有利となる。

Ｇ、実施例 第１図はこの発明の一実施例を示す回路図で、第２図と
同一部分は同一符号を付して説明する。

第１図において、２１は図示極性のように配設された４
個のダイオード２２ｍ　、２２ｂ　、２２ｅ　、２２ｄ
から構成されるダイオードブリッジ回路である。このダ
イオードブリッジ回路２１におけるダイオード２２ａ、
２２ｃのカソード側は力行用母線８に接続される。２３
社サイリスタ遮断器（直流高速度遮断器でもよい）で、
このサイリスタ遮断器ｎのアノードはカ行用母線３．す
なわちダイオード２２ｇ、２２ｃのカソードを共通接続
し次点２４に接続され、ま次サイリスタ遮断器ｎのカソ
ードはダイオード２２ｂ。

２２　ｄのアノードを共通接続し次点２５に接続される
。

前記ダイオードブリッジ回路２１のダイオード２２ｍと
２２　ｂの共通接続点２６は直流断路器９ａｉ介して第
１電車線路１０　＆に接続され、また前記ブリッジ回路
２１のダイオード２２　ｃと２２　ｄの共通接続点ｎは
直流断路器９ｂを介して第２電車線路１０　ｂに接続さ
れる。２９はダイオード２８ａ、２８ｂｔ−直列接続し
たダイオードの直列回路で、この直列回路２９は前記ダ
イオードブリッジ回路２１に並列接続される。

ダイ゛オード２８ｍと２８ｂの共通接続点３０は回生用
母線７に接続される。３１け逆電髪鍾電力褒睦田て”あ
う。

次に上記実施例の動作を述べる。

サイリスタ遮断器ｎは通常閉成状態にしておくと、順電
力変換器１のカ行電流はサイリスタ遮断器お→ダイオー
ド２２　ｂ→直流断路器９ａｔ−介して第１電車線路１
０　ａに供給されるとともにサイリスタ遮断器ｎ→ダイ
オード２２　ｄ→直流断路器９ｂｔ−介して第２電車線
路１０ｂに供給される。

また、第１電車課路１０　ｍに発生した回生電流は直流
新路器９ａ→ダイオード２２　ａ→サイリスタ遮断器ｎ
→ダイオード２２　ｄ→直流断路器９ｂｔ−介して第２
電車線路１０ｂに供給されるか、あるいはダイオード２
８ｂｔ−介して回生用母線７に供給される。

なお、電気車１２により第２電車線路１０　ｂに発生し
九回生電流は直流断路器９ｂ→ダイオード２２　ｅ→サ
イリスタ遮断器ｎ→ダイオード２２　ｂ→直流断路器９
ａｔ−介して第１電車線路１０　ａに供給されるか、あ
るいは、ダイオード２８ｂｔ−介して回生用母線７に供
給される。

上記のように第１．第２電車線路１０ａ、１０ｂにカ行
電流を供給するとき、１個のサイリスタノー断器ｎとダ
イオードブリッジ回路２１のダイオード２２ｂ。

２２　ｄだけで制御できるために、サイリスタ遮断器２
３を１組省略できる利点がある。これにより全体の給電
装置を安価に製作できる。また、第１．第２電車線路１
ｏａ、ｉｏｂに発生した回生電流を制御するときも、サ
イリスタ遮断器ｎとダイオードブリッジ回路２工のダイ
オード２２ａ、２２ｃ及びダイオード２８ｂだけで制御
できるために、上記と同様の利点がある。

さらに、カ行電流及び回生電流ともサイリスタ逍断器２
３ヲ通ることになるからサイリスタ遮断器２３を開放さ
せればカ行１回生の閾電流の遮断が１組のサイリスタ端
断器おで行うことができる。このようにカ行１回生の閾
電流を遮断できる機能を有するサイリスタ遮断器を用い
ることにより、例えば第１図の電車線路１０　ａのＡ点
で地絡事故が発生し友とき、サイリスタ遮断器２３を開
放させれば、カ行電流は遮断される。その後、直流断路
器９＆を開放させ、サイリスタ遮断器２３を閉成すれば
第２電車巌路１０　ｂに回生電気車１２が運転されてい
ても回生電流は前述のように回生用母ｆＭ７に供給され
る。

上記実施例において、カ行用及び回生用母線３゜７の事
故の場合にはサイリスタ遮断器２３を遮断させれば、他
の変電所まで停ｔ’ｔ−波及させることは防止できる。

また、サイリスタ遮断器ｎは電車線路が２線路に対して
１組で良いから、遮断器制御装置やその取扱いも簡単と
なる利点がある。

Ｈ０発明の効果 以上述べ友ように、この発明によれば、カ行時の電流及
び回生時の電流が同一の遮断器を流れるよう罠、その遮
断器とダイオードブリッジ回路とを組み合せるとともに
そのブリッジ回路にダイオードの直列回路を同極性にし
て並列接続し、２本の電］［線路に対して１組の遮断器
を介してカ行及び回生電流を流すようにしたので、高価
な遮断器ｔ−１組省略できるようになるとともに遮断器
保護シーケンスの取扱いも簡単となる等の利点がある。

また、電車線側の事故や直流母線（力行９回生用）事故
等にも遮断器を開放させれば事故の波及を防止すること
ができるようになるため、システムの信頼性が著しく向
上する利点がある。さらに、電車線路の一方で地絡事故
が発生し念としてもその線路に供給している直流断路器
を遮断器の開放後に開路し、その後遮断器を投入すれば
、他方の線路に回生電気車があったとしても回生電流の
回生が可能となる。

【図面の簡単な説明】

嬉工図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図は従
来例の回路図である。 １・・・順電力変換器、２・・・逆電力変換器、３・・
・力行用母機、７・・・回生用母線、９ａ、９ｂ・・・
直流断路器、１０　ａ　１１０　ｂ　・”　第１　ｅ第
２１ＥＪｆＬ線路、１１・・・デッドセクション、２１
・・・ダイオードブリッジ回路、詔・・・サイリスタ遮
断器、報・・・ダイオードの直列回路、３１・−圧電ψ
り雷〃食σ器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流電力を直流電力に変換する順電力変換器と、
   直流電力を交流電力あるいは交流電力を直流電力に変換
   する逆電力／順電力変換器とを備えた直流給電装置にお
   いて、 共通接続されたカソード側が力行用母線に接続されるダ
   イオードブリッジ回路と、 前記ダイオードブリッジ回路の共通接続されたアノード
   側と前記力行用母線に接続されたカソード側間に接続さ
   れる遮断器と、 前記ダイオードブリッジ回路の各辺を構成するダイオー
   ドのカソードとアノードとが共通接続された接続点に各
   別に接続されるデツドセクシヨンで区分された第１、第
   ２電車線路と、 前記ダイオードブリッジ回路に極性を同じくして並列接
   続されるとともにカソードとアノードとの共通接続点が
   回生用母線に接続されるダイオードの直列回路とからな
   ることを特徴とする直流給電装置。