JP6397799B2

JP6397799B2 - 補助電源システムおよびその運転方法

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Inventors: 一史村岡; 健泰川本; 智司山口; 浩史小暮
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Description

本発明は、車両に搭載される車両用電気品（負荷）に電力を供給する補助電源装置に係わり、特に複数の補助電源装置が並列運転するシステムに関する。

車両に搭載される車両用電気品に電力を供給する補助電源装置（ＡＰＳ）は、故障等による停止に対する冗長性を確保するため、複数台が並列運転を実施し、１台の補助電源装置が保護により停止した場合でも、他の補助電源装置が動作し続けることでシステムダウンすることを防止している。複数台の補助電源装置が並列運転をする場合、負荷が接続されている出力線は複数の補助電源装置間で引き通しされている。そのため、この引き通し線が原因で補助電源装置が保護を検知して停止した場合、並列運転している全ＡＰＳが共に保護停止し、システムダウンしてしまう可能性がある。この解決策として、以下に述べるような提案がなされている。

特許文献１には、補助電源装置に当たる車両用電源装置の出力線が地絡した際の解決策が示されている。車両用電源装置の制御部が過電流を検知して車両用電源装置の運転を停止した場合、出力線に設けられた開放接触器を開放する。その後車両用電源装置を再起動させると、地絡区間を供給区間に含む車両用電源装置側は再度過電流を検知してその電源装置をロックアウトさせ、その他の車両用電源装置は運転し続けることでシステムダウンを防止するものである。

特開２００６−３０４４３５号公報

一般的に出力線に接続される負荷は複数の車両に渡って配置されるため、出力線は車両端に設置される車間渡りツナギ箱で接続される。この車間渡りツナギ箱で作業ミスなどにより出力線が正しく接続されないと接触不良などが発生し、出力線の抵抗値が変化することで並列運転が失敗し、システムダウンになる可能性がある。

特許文献１に記載の車両用電源装置の並列運転保護装置では、ツナギ箱で出力線が正しく接続されていない場合に過電流が発生しないと開放接触器を開放することができず、並列運転している全車両用電源装置が共に保護停止し、システムダウンしてしまう可能性がある。

本発明の目的は、複数の補助電源装置の出力線間に接続される車間渡りツナギ箱で接続不良等が発生した場合にも、異常状態の補助電源装置を切り離してシステムダウンを防止する補助電源システムを提供することである。

本発明は、架線から受電する電力を交流電力に変換するインバータを備える複数の補助電源装置と補助電源装置からの出力線が車両間を渡る際に出力線を接続する車間渡りツナギ箱と出力線間に設置される電磁接触器とを有する補助電源システムであって、補助電源装置はインバータおよび電磁接触器を制御する制御装置を備え、制御装置はインバータの入力または出力に係る状態量の異常状態を所定時間内に所定回数以上検知した場合に電磁接触器を開放することを特徴としている。

本発明によれば、車間渡りツナギ箱で接続不良等が発生し補助電源装置の負荷が変動することによる出力電流の不平衡や出力電圧の振動などの不安定な状態を素早く検知し、異常状態の補助電源装置を並列運転システムから切り離す。これにより、車間渡りツナギ箱の接続不良等が発生していない区間に給電する補助電源装置は運転を継続することができ、システムダウンを防ぐことができる。

図１は、本発明の基本形態に係る補助電源装置の並列運転システムの構成図である。図２は、図１の接触器開放指令作成部８２による制御フローチャートを示す図である。図３は、実施例１に係る補助電源装置の並列運転システムの構成図である。図４は、実施例１の接触器開放指令作成部８０２による制御フローチャートを示す図である。図５は、実施例２に係る補助電源装置の並列運転システムの構成図である。図６は、実施例２の接触器開放指令作成部８０４による制御フローチャートを示す図である。図７は、実施例３に係る補助電源装置の並列運転システムの構成図である。図８は、実施例３の接触器開放指令作成部８０６による制御フローチャートを示す図である。図９は、実施例４に係る補助電源装置の並列運転システムの構成図である。図１０は、実施例４の接触器開放指令作成部８０８による制御フローチャートを示す図である。

本発明の実施形態として、図面を参照しながら、まず基本形態について説明し、続いて実施例１〜実施例４について説明する。尚、各図および各実施例において、同一又は類似の構成要素には同じ符号を付し、重複するものについては説明を省略することがある。

図１は、本発明の基本形態に係る補助電源装置の並列運転システムの構成図である。
まず、補助電源装置の並列運転システムの基本構成から説明する。架線１から集電器２を通して補助電源装置３１および３２に電力が取り込まれる。補助電源装置３１および３２は、取り込んだ電力をインバータ４にて三相交流電力に変換し、出力線９１〜９５に接続されている負荷１０１〜１０４に三相交流電力を供給する。出力線９１〜９５の間には、車両を渡る箇所に車間渡りツナギ箱１１１〜１１３が設置され、これにより出力線９１と９２、９３と９４および９４と９５をそれぞれ接続している。そして、出力線９２と９３の間には開放接触器１２が設置されている。開放接触器１２が有する接触器開放回路１２１が、各補助電源装置３１および３２の各制御装置８から出力される接触器の開放指令を受け取ると、電磁接触器１２２を開放する。また、制御装置８に関しては、開放接触器１２に対する開放指令を作成する機能の他に、複数の鉄道車両に搭載された複数個のインバータ４の制御を含むシステム全体を統括する機能、および、インバータ４に異常が認められた場合にシステムの停止・再起動を行う保護機能を有している。尚、図１では、制御装置８の中のインバータ４の制御を含むシステム全体の統括を行う機能の詳細、および、インバータ４の異常検知時にシステムの停止・再起動を行う保護機能の詳細については、図示を省略している。

ここで、本発明に係る補助電源装置の並列運転システムの基本構成となる最小単位は、２台の補助電源装置、２つの負荷、１個の車間渡りツナギ箱および１つの開放接触器である。図１では、その最小単位を、補助電源装置３１および３２、負荷１０１および１０４、車間渡りツナギ箱１１１並びに開放接触器１２とし、補助電源装置３１側は出力線９１および９２であり、補助電源装置３２側は出力線９３とした。そして、それ以外の、負荷１０２および１０３、車間渡りツナギ箱１１２および１１３については、ボックスを点線で示し、補助電源装置３２側の出力線９４および９５を含め、各符号に括弧を付した。

次に、開放接触器１２に対する開放指令を作成する制御装置８の処理態様について説明する。制御装置８は、異常状態検知部８１にて、補助電源装置３１および３２における状態量（例えば、電圧または電流）から異常検知信号を生成し、接触器開放指令作成部８２に出力する。接触器開放指令作成部８２は、異常検知信号を基に開放接触器１２の開放指令を作成する。この補助電源装置３１および３２における状態量としては、インバータ４の直流入力側から交流出力側における電圧または電流の検出信号を用いる。具体的な状態量については、実施例１〜４において後述する。

図２は、図１の接触器開放指令作成部８２による制御フローチャートを示す図である。この制御フローチャートは、補助電源装置３１および３２（具体的には、インバータ４）における状態量に基づく異常状態検知信号から接触器解放指令を作成するための基本的な制御の流れを示すものである。また、後述する実施例１〜４における各制御フローチャートも、この基本形態の制御フローチャートと共通するもので、異常検知信号が実施例１〜４でそれぞれ採用する状態量である点において相違する。

ステップＳ００１で、接触器開放指令作成部８２（以下、「指令作成部」と略す）は処理を開始する。ステップＳ００２で、指令作成部は、前回異常検知信号を検知してからの経過時間が所定時間以上であるか否かを判定する。経過時間が所定時間以上であれば（Ｙｅｓ）、指令作成部は、ステップＳ００３で、経過時間をゼロクリアし、異常検知信号の発生回数をカウントする異常検知カウンタのカウント値もゼロクリアする。一方、経過時間が所定時間未満であれば（Ｎｏ）、指令作成部は、ステップＳ００８で、経過時間の計測を継続する。

ここにおいて、所定時間としては、１分〜３分を設定する。すなわち、異常検知が長時間継続するということは、明らかな異常状態であり補助電源装置を停止・再起動させる保護機能を作動させる必要がある。この所定時間を長く取り過ぎると補助電源装置の不動作時間が長くなり好ましい状態とはいえず、また、補助電源装置の再起動には３０秒程度以上は必要となることから、短過ぎても好ましくない。補助電源装置の不動作時間が長くならないことを重視すると、所定時間は１分が最良といえる。また、この所定時間については、以下の実施例１〜４においても共通する。

その後、ステップＳ００４で、指令作成部は、異常検知信号がＯＮか否かを判定する。異常検知信号がＯＦＦであれば（Ｎｏ）、ステップＳ００９へ移行して、指令作成部は処理を終了する。一方、異常検知信号がＯＮであれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ００５で、指令作成部は、異常検知カウンタをカウントアップする。尚、ステップＳ００５では、異常検知信号がＯＮになってカウントアップした後の当該制御フローチャートの実行において、異常検知信号がＯＦＦにならない場合にはカウントアップしないものとする。すなわち、異常検知カウンタは、異常検知信号が断続してＯＮ／ＯＦＦとなるような不安定な状態をカウントするものである。異常検知信号がＯＮのまま継続するような明白な異常状態時には、上述したシステムの停止・再起動を行う保護機能が作動することになる。

次いで、ステップＳ００６で、指令作成部は、異常検知カウンタのカウント値が所定回数以上か否かを判定する。カウント値が所定回数未満の場合（Ｎｏ）、ステップＳ００９へ移行して、指令作成部は処理を終了する。カウント値が所定回数以上の場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ００７で、指令作成部は、開放接触器の開放指令をＯＮして、ステップＳ００９で処理を終了する。尚、この制御フローにおいて、開放接触器の開放指令の初期状態はＯＦＦとし、一度開放指令がＯＮとなると制御電源がＯＦＦされるまでＯＮ状態を継続するものとする。

ここにおいて、所定回数としては、２回または３回を設定する。異常検知信号が断続してＯＮ／ＯＦＦとなるような不安定な状態を判断する目安であると共に、不安定な状態をできるだけ短時間に収めるためにも、最小限の再現（断続）回数とすることが望まれる。その点を考慮すると所定回数は２回が最良といえる。また、この所定回数については、以下の実施例１〜４においても共通する。

また、上述した接触器開放指令作成部は、それらの一部又は全部を、制御装置８の構成要素として採用される集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよく、また、制御装置８が備えるプロセッサ（図示せず）が、それぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することによりソフトウェアで実現してもよい。このプログラム等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に格納することができる。

図１に戻り、開放指令がＯＮとなった以降の処理態様について説明する。制御装置８内の接触器開放指令作成部８２から出力された開放指令は、開放接触器１２に入力される。この入力方法は、メタル線による伝送でも、図示しない制御情報処理装置を利用した伝送でもよい。そして、全ての補助電源装置からの開放指令が、開放接触器１２に入力されるように構成する。開放接触器１２では、補助電源装置３１および３２からの開放指令を接触器開放回路１２１が受けて電磁接触器１２２を開放する。接触器開放回路１２１については、補助電源装置３１および３２の両方から開放指令を受けた場合に電磁接触器１２２を開放するように設計するか、いずれか片方の補助電源装置から開放指令を受けた場合に開放するように設計することもできる。上述した開放指令がＯＮとなった以降の処理態様については、以下の実施例１〜４においても共通する。

車間渡りツナギ箱において整備不良による接触不良や走行中における接触不良が発生し、例えば、出力線が断続的に遮断状態と接続状態を繰り返すような状況になると、補助電源装置の負荷が変動することになる。そうすると、インバータからの出力電流が不平衡となる状態や過負荷の状態に陥るケース、または、インバータの直流側電圧や交流側出力電圧が不安定な状態に陥るケースが発生する。本発明の基本形態に係る補助電源装置の並列運転システムにより、上記のような異常な状態を素早く検知し、異常な補助電源装置を開放して（切り離して）、システムダウンを防ぐことが可能となる。

次に、異常状態検知部８１が検知する異常状態の具体的内容としては、発生頻度順に、交流出力相電流の不平衡、直流側電圧としてのインバータ内のフィルタコンデンサ電圧の過電圧または交流側電圧としての交流出力電圧の過電圧、および、交流出力電流が増大する過負荷状態が挙げられる。後述する実施例１〜４は、本発明の基本形態における異常検知信号の対象を上記発生頻度順に従った内容としたものである。

以下に実施例１〜４に係る補助電源装置の並列運転システムを説明するに当たり、上述した基本形態のシステム構成および接触器開放指令作成部による制御フローチャートにおいて、共通する部分はその説明を極力省略し、異なる部分を中心に説明する。尚、実施例１〜４の各システム構成においては、上述した基本構成の最小単位に捉われずに、負荷１０２および１０３、車間渡りツナギ箱１１２および１１３、それらに伴う出力線９４および９５も構成の一部とし（図面中も実線枠で表記）、また、最小単位以上であれば適宜に補助電源装置、開放接触器、負荷および車間渡りツナギ箱を増減できるものである。

図３は、本発明の実施例１に係る補助電源装置の並列運転システムの構成図である。
実施例１は、先に説明した基本形態において異常状態を検知するための状態量として、インバータ４の交流出力電流を採用したものである。そのために、実施例１は、異常検知手段として、インバータ４の後段（交流出力側）に交流電流センサ（ＣＴ）５を設け、基本形態の異常状態検知部として、交流出力相電流不平衡保護検知部８０１を制御装置８に設けたものである。すなわち、制御装置８は、交流出力相電流不平衡保護検知部８０１および接触器開放指令作成部８０２を備えている。

制御装置８が開放接触器１２に対する開放指令を作成する処理態様を以下に示す。交流出力相電流不平衡保護検知部８０１は、交流電流センサ（ＣＴ）５から入力される交流出力相電流と交流出力相電流不平衡保護検知セット値とを比較し、保護レベルを超える交流出力相電流の不平衡を検知したか否かを示すＰＵＤ信号を作成する。次いで、接触器開放指令作成部８０２は、このＰＵＤ信号を使用して開放接触器１２の開放指令を作成する。

図４は、図３の接触器開放指令作成部８０２による制御フローチャートを示す図である。上述したとおり、制御フローチャートの各ステップの処理内容は、基本形態の制御フローチャート（図２）と同様であるので、以下で各ステップの処理内容の説明は省略する。異常検知信号として、保護レベルを超える出力相電流の不平衡を検知したか否かを示すＰＵＤ信号を採用し、ＰＵＤ信号の発生回数をＰＵＤカウンタによりカウントする。そして、ＰＵＤ信号のＯＮ／ＯＦＦ状態を判定し、ＰＵＤカウンタのカウントアップ値から開放接触器の開放指令のＯＮを判断することになる。
また、開放指令がＯＮとなった以降の処理態様についても、先に説明した基本形態における処理態様と同様である。

以上のように、実施例１の制御装置８では、交流出力相電流不平衡保護検知部８０１が、交流出力相電流から保護レベルを超える交流出力相電流の不平衡を検知したか否かを判定し、接触器開放指令作成部８０２が、保護レベルを超える交流出力相電流の不平衡を所定時間（１分〜３分で、１分が最良）内に所定回数（２回または３回で、２回が最良）以上検知した場合に開放接触器１２を開放するための開放指令を出力する。

異常状態として、車間渡りツナギ箱１１１、１１２および１１３のいずれかで接触不良が発生する事態がある。例えば、出力線が断続的に遮断状態と接続状態を繰り返すような状況では、車間渡りツナギ箱が大きな抵抗を有することになる。そうすると、複数の補助電源装置間で負荷が不均等となって交流出力相電流が不平衡状態になる。このような場合に、開放接触器１２を開放することにより、補助電源装置を単独運転させる。これにより、車間渡りツナギ箱の接続不良が発生していない区間に給電する補助電源装置は運転を継続することができるので、システムダウンを防ぐことができる。

図５は、本発明の実施例２に係る補助電源装置の並列運転システムの構成図である。
実施例２は、先に説明した基本形態において異常状態を検知するための状態量として、インバータ４のフィルタコンデンサ電圧を採用したものである。そのために、実施例２は、異常検知手段として、インバータ４中のフィルタコンデンサ（図示せず）の両端電圧を検出する直流電圧センサ（ＰＴ）６を設け、基本形態の異常状態検知部として、フィルタコンデンサ過電圧保護検知部８０３を制御装置８に設けたものである。すなわち、制御装置８は、フィルタコンデンサ過電圧保護検知部８０３および接触器開放指令作成部８０４を備えている。

制御装置８が開放接触器１２に対する開放指令を作成する処理態様を以下に示す。フィルタコンデンサ過電圧保護検知部８０３は、直流電圧センサ（ＰＴ）６から入力されるフィルタコンデンサ電圧とフィルタコンデンサ過電圧保護検知セット値とを比較し、保護レベルを超えるフィルタコンデンサ過電圧を検知したか否かの情報ＯＶＤ信号を作成する。次いで、接触器開放指令作成部８０４は、このＯＶＤ信号を使用して開放接触器１２の開放指令を作成する。

図６は、図５の接触器開放指令作成部８０４による制御フローチャートを示す図である。上述したとおり、制御フローチャートの各ステップの処理内容は、基本形態の制御フローチャート（図２）と同様であるので、以下で各ステップの処理内容の説明は省略する。異常検知信号として、保護レベルを超えるフィルタコンデンサ過電圧を検知したか否かを示すＯＶＤ信号を採用し、ＯＶＤ信号の発生回数をＯＶＤカウンタによりカウントする。そして、ＯＶＤ信号のＯＮ／ＯＦＦ状態を判定し、ＯＶＤカウンタのカウントアップ値から開放接触器の開放指令のＯＮを判断することになる。
また、開放指令がＯＮとなった以降の処理態様についても、先に説明した基本形態における処理態様と同様である。

以上のように、実施例２の制御装置８では、フィルタコンデンサ過電圧保護検知部８０３が、フィルタコンデンサ電圧から保護レベルを超えるフィルタコンデンサ過電圧を検知したか否かを判定し、接触器開放指令作成部８０４が、保護レベルを超えるフィルタコンデンサ過電圧を所定時間（１分〜３分で、１分が最良）内に所定回数（２回または３回で、２回が最良）以上検知した場合に開放接触器１２を開放する。

先に示したように、車間渡りツナギ箱１１１、１１２および１１３のいずれかで接触不良が発生し、出力線が断続的に遮断状態と接続状態を繰り返すような状況では、補助電源装置の負荷が変動してフィルタコンデンサ電圧が不安定となり、複数の補助電源装置が並列運転できない状態になる。このような場合に、開放接触器１２を開放して補助電源装置を単独運転させる。これにより、ツナギ箱の接続不良が発生していない区間に給電する補助電源装置は運転を継続することができるので、システムダウンを防ぐことができる。

図７は、本発明の実施例３に係る補助電源装置の並列運転システムの構成図である。
実施例３は、先に説明した基本形態において異常状態を検知するための状態量として、インバータ４の交流出力電圧を採用したものである。そのために、実施例３は、異常検知手段として、インバータ４の後段（交流出力側）の交流出力電圧を検出する交流電圧センサ（ＰＴ）７を設け、基本形態の異常状態検知部として、交流出力過電圧保護検知部８０５を制御装置８に設けたものである。すなわち、制御装置８は、交流出力過電圧保護検知部８０５および接触器開放指令作成部８０６を備えている。

制御装置８が開放接触器１２に対する開放指令を作成する処理態様を以下に示す。交流出力過電圧保護検知部８０５は、交流電圧センサ（ＰＴ）７から入力される交流出力電圧と交流出力過電圧保護検知セット値とを比較し、保護レベルを超える交流出力過電圧を検知したか否かを示すＡＣＯＶＤ信号を作成する。次いで、接触器開放指令作成部８０６は、このＡＣＯＶＤ信号を使用して開放接触器１２の開放指令を作成する。

図８は、図７の接触器開放指令作成部８０６による制御フローチャートを示す図である。上述したとおり、制御フローチャートの各ステップの処理内容は、基本形態の制御フローチャート（図２）と同様であるので、以下で各ステップの処理内容の説明は省略する。異常検知信号として、保護レベルを超える交流出力過電圧を検知したか否かを示すＡＣＯＶＤ信号を採用し、ＡＣＯＶＤ信号の発生回数をＡＣＯＶＤカウンタによりカウントする。そして、ＡＣＯＶＤ信号のＯＮ／ＯＦＦ状態を判定し、ＡＣＯＶＤカウンタのカウントアップ値から開放接触器の開放指令のＯＮを判断することになる。
また、開放指令がＯＮとなった以降の処理態様についても、先に説明した基本形態における処理態様と同様である。

以上にように、実施例３の制御装置８では、交流出力過電圧保護検知部８０５が、交流出力電圧から保護レベルを超える交流出力過電圧を検知したか否かを判定し、接触器開放指令作成部８０６が、保護レベルを超える交流出力過電圧を所定時間（１分〜３分で、１分が最良）内に所定回数（２回または３回で、２回が最良）以上検知した場合に開放接触器１２を開放するための開放指令を出力する。

先に示したように、車間渡りツナギ箱１１１、１１２および１１３のいずれかで接触不良が発生し、出力線が断続的に遮断状態と接続状態を繰り返すような状況では、補助電源装置の負荷が変動して交流出力電圧が不安定となり、複数の補助電源装置が並列運転できない状態になる。このような場合に、開放接触器１２を開放して補助電源装置を単独運転させる。これにより、ツナギ箱の接続不良が発生していない区間に給電する補助電源装置は運転を継続することができるので、システムダウンを防ぐことができる。

図９は、本発明の実施例４に係る補助電源装置の並列運転システムの構成図である。
実施例４は、先に説明した基本形態において異常状態を検知するための状態量として、実施例１と同様にインバータ４の交流出力電流を採用したものである。そのために、実施例４は、異常検知手段として、インバータ４の後段（交流出力側）に交流電流センサ（ＣＴ）５を設け、基本形態の異常状態検知部として、過負荷保護検知部８０７を制御装置８に設けたものである。すなわち、制御装置８は、過負荷保護検知部８０７および接触器開放指令作成部８０８を備えている。

制御装置８が開放接触器１２に対する開放指令を作成する処理態様を以下に示す。過負荷保護検知部８０７は、交流電流センサ（ＣＴ）５から入力される交流出力電流と過負荷保護検知セット値とを比較し、保護レベルを超える過負荷状態（過電流状態）を検知したか否かを示すＡＣＯＣＤ信号を作成する。次いで、接触器開放指令作成部８０８は、このＡＣＯＣＤ信号を使用して開放接触器１２の開放指令を作成する。

図１０は、図９の接触器開放指令作成部８０８による制御フローチャートを示す図である。上述したとおり、制御フローチャートの各ステップの処理内容は、基本形態の制御フローチャート（図２）と同様であるので、以下で各ステップの処理内容の説明は省略する。異常検知信号として、保護レベルを超える過負荷状態を検知したか否かを示すＡＣＯＣＤ信号を採用し、ＡＣＯＣＤ信号の発生回数をＡＣＯＣＤカウンタによりカウントする。そして、ＡＣＯＣＤ信号のＯＮ／ＯＦＦ状態を判定し、ＡＣＯＣＤカウンタのカウントアップ値から開放接触器の開放指令のＯＮを判断することになる。
また、開放指令がＯＮとなった以降の処理態様についても、先に説明した基本形態における処理態様と同様である。

以上のように、実施例４の制御装置８では、過負荷保護検知部８０７が、交流出力電流から保護レベルを超える過負荷状態を検知したか否かを判定し、接触器開放指令作成部８０８が、保護レベルを超える過負荷状態を所定時間（１分〜３分で、１分が最良）内に所定回数（２回または３回で、２回が最良）以上検知した場合に開放接触器１２を開放するための開放指令を出力する。

先に示したように、車間渡りツナギ箱１１１、１１２および１１３のいずれかで接触不良が発生し、車間渡りツナギ箱で大きな抵抗を有することになり、複数の補助電源装置間で負荷がアンバランスとなり、一つの補助電源装置に負荷が集中する状態（過負荷状態）になる。このような場合に、開放接触器１２を開放して補助電源装置を単独運転させ、電力を供給する負荷を制限する。これにより、ツナギ箱の接続不良が発生していない区間に給電する補助電源装置は運転を継続することができるので、システムダウンを防ぐことができる。

以上、本発明の基本形態に基づき実施例１〜４について説明したが、これら各実施例の構成はあくまで一例であり、本発明は、技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。

また、以上では、異常検知信号として、実施例１では交流出力電流から交流出力相電流の不平衡を、実施例２ではファイルコンデンサ電圧からファイルコンデンサ過電圧を、実施例３では交流出力電圧から交流出力過電圧を、実施例４では交流出力電流から過負荷状態を、それぞれ採用して、接触器開放指令を作成した。しかし、異常検知信号を１種類に限定せずに、上記の各異常検知信号を２つ以上組み合わせて、それらのＯＲ（論理和）を取って各異常信号に伴うカウントアップのＯＲ（論理和）を取ってそのカウント値（合計値）が所定回数以上となれば、開放指令をＯＮするようにしてもよい。その際、２種類組み合わせる場合には、電流同士や電圧同士よりも電流と電圧の異種を組み合わせた方がより迅速的確に異常状態を検知できる可能性がある。

１架線、２集電器、３１、３２補助電源装置、４インバータ、５交流電流センサ（ＣＴ）、６直流電圧センサ（ＰＴ）、７交流電圧センサ（ＰＴ）、８制御装置、８０１交流出力相電流不平衡保護検知部、８０２、８０４、８０６、８０８接触器開放指令作成部、８０３フィルタコンデンサ過電圧保護検知部、８０５交流出力過電圧保護検知部、８０７過負荷保護検知部、９１、９２、９３、９４、９５出力線、
１０１、１０２、１０３、１０４負荷、１１１、１１２、１１３車間渡りツナギ箱、１２開放接触器、１２１接触器開放回路、１２２電磁接触器

Claims

架線から受電する電力を交流電力に変換するインバータを備える複数の補助電源装置と、前記補助電源装置からの出力線が車両間を渡る際に前記出力線を接続する車間渡りツナギ箱と、前記複数の補助電源装置それぞれの出力線の間に設置される電磁接触器とを有する補助電源システムであって、
前記補助電源装置は、前記インバータおよび前記電磁接触器を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記車間渡りツナギ箱で発生する接続不良を原因とする前記インバータの入力または出力に係る状態量の異常状態を所定時間内に２回以上検知した場合に前記電磁接触器を開放する
ことを特徴とする補助電源システム。
請求項１に記載の補助電源システムであって、
前記異常状態とは、前記インバータの交流出力相電流の不平衡が保護レベルを超える状態である
ことを特徴とする補助電源システム。
請求項１に記載の補助電源システムであって、
前記異常状態とは、前記インバータのフィルタコンデンサ電圧が保護レベルを超える過電圧状態である
ことを特徴とする補助電源システム。
請求項１に記載の補助電源システムであって、
前記異常状態とは、前記インバータの交流出力電圧が保護レベルを超える過電圧状態である
ことを特徴とする補助電源システム。
請求項１に記載の補助電源システムであって、
前記異常状態とは、前記インバータの交流出力電流が保護レベルを超える過負荷状態である
ことを特徴とする補助電源システム。
請求項２〜５のいずれか１項に記載する前記異常状態の検知を少なくとも２つ以上組み合わせ、当該組み合わせたそれぞれの前記異常状態の検知を合計した回数が前記所定時間内に２回以上となった場合に前記電磁接触器を開放する
ことを特徴とする補助電源システム。
請求項１〜６のいずれか１項に記載の補助電源システムであって、
前記所定時間としては、１分〜３分を設定しその内の１分が最良である
ことを特徴とする補助電源システム。
架線から受電する電力を交流電力に変換するインバータを備える複数の補助電源装置と、前記補助電源装置からの出力線が車両間を渡る際に前記出力線を接続する車間渡りツナギ箱と、前記複数の補助電源装置それぞれの出力線の間に設置される電磁接触器とを有する補助電源システムの運転方法であって、
前記車間渡りツナギ箱で発生する接続不良を原因として前記インバータの入力または出力に係る状態量が異常状態となったか否かを所定時間検知して該異常状態となった検知回数をカウントし、
前記所定時間内の前記検知回数が２回以上になると前記電磁接触器を開放する
ことを特徴とする補助電源システムの運転方法。
請求項８に記載の補助電源システムの運転方法であって、
前記異常状態とは、前記インバータの交流出力相電流の不平衡が保護レベルを超える状態である
ことを特徴とする補助電源システムの運転方法。
請求項８に記載の補助電源システムの運転方法であって、
前記異常状態とは、前記インバータのフィルタコンデンサ電圧が保護レベルを超える過電圧状態である
ことを特徴とする補助電源システムの運転方法。
請求項８に記載の補助電源システムの運転方法であって、
前記異常状態とは、前記インバータの交流出力電圧が保護レベルを超える過電圧状態である
ことを特徴とする補助電源システムの運転方法。
請求項８に記載の補助電源システムの運転方法であって、
前記異常状態とは、前記インバータの交流出力電流が保護レベルを超える過負荷状態である
ことを特徴とする補助電源システムの運転方法。
請求項９〜１２のいずれか１項に記載する前記異常状態の検知を少なくとも２つ以上組み合わせ、当該組み合わせたそれぞれの前記異常状態となった前記検知回数を合計した回数が前記所定時間内に２回以上となった場合に前記電磁接触器を開放する
ことを特徴とする補助電源システムの運転方法。
請求項８〜１３のいずれか１項に記載の補助電源システムの運転方法であって、
前記所定時間としては、１分〜３分を設定しその内の１分が最良である
ことを特徴とする補助電源システムの運転方法。