JPH0127946Y2 - - 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、送電力変換装置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Ｆ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、そのデツドセクシヨン間に狭まれる電車線路
には並列運転されるシリコン整流器からなる順電
力変換器の直流電力を力行用サイリスタ遮断器と
ダイオードとの直列回路を介して供給するととも
にデツドセクシヨンの左右の電車線路には力行用
サイリスタ遮断器を介して直流電力を供給し、ま
た、回生電力の発生時にはその電力を回生用ダイ
オードにより直流母線に戻すとともにサイリスタ
遮断器を介して逆電力変換器から送電線に戻すよ
うにしたので、給電装置の回路構成の簡素化を図
ることができるとともに事故時の影響を最小限に
抑えて信頼性の向上を図つて、電気車の円滑な運
転を継続させることができ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の二次側はシリコ
ン整流器からなる第１、第２順電力変換器２３
ａ，２３ｂを介して直流母線２４に接続される。
２５ａ，２５ｂ及び２６ａ，２６ｂは力行用の第
１、第２サイリスタ遮断器で、これら第１、第２
サイリスタ遮断器２５ａ，２５ｂ及び２６ａ，２
６ｂ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，２８ｂ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は回生用ダイオード
で、このダイオード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，３
０ｃに接続される。前記力行用の第１、第２サイ
リスタ遮断器２５ａ，２５ｂ及び２６ａ，２６ｂ
の各カソード側と回生用ダイオード３８，３９の
各アノード側との間には図示極性のダイオード３
３ａ，３３ｂ及び３４ａ，３４ｂ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、また回生用ダイオード３８，３９
を通つて直流母線２４に供給され、この直流母線
２４にサイリスタ遮断器４０を介して接続される
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から各サイリスタ遮断器２５ａ，２５
ｂ及び２６ａ，２６ｂと直流断路器２７ａ，２７
ｂ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３０ａ，３０ｂ
に供給している。また、第３電車線路２９ｃ，３
０ｃ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
電力が供給される。

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。この事故により第
１サイリスタ遮断器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サイリ
スタ遮断路２５ａ，２５ｂはオフされて、短絡電
流は遮断される。このため、丁度電気車３７が第
２図のようにデツドセクシヨン３１ａ間にパンタ
グラフが跨つていたとしても、第３電車線路２９
ｃは無電圧になるため、パンタグラフを介してバ
イパス電流は流れない。この結果、パンタグラフ
第３電車線路２９ｃ等に損傷を与えることがなく
なる。

次に電気車３７が第３電車線路２９ｃ内に通過
しているとき、回生電力が発生したとする。この
回生電力は回生用ダイオード３８を通して直流母
線２４に供給された後、サイリスタ遮断路４０、
逆電力変換器３５、第３変圧器２２ｃ及び交流し
や断器２１ｃを順次介して送電線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を介して第３電車
線路２９ｃに供給されるとともに回生用ダイオー
ド３８を介して前記同様に送電線２０に戻され
る。

以上述べたように、この考案によれば、力行用
の電力供給源にシリコン整流器からなる順電力変
換器を用いているので、設備費を大幅に軽減でき
るとともに、力行電力供給電路にはサイリスタ遮
断器が介挿されているため、選択遮断が可能であ
るから事故時であつても給電を継続でき運用効率
の向上を図ることができる。また、第３電車線路
に力行時の電力を供給する電路にはダイオードを
介挿してあるので、電気車が事故時に事故セクシ
ヨン側へ進入して来た場合でも電気車側え過大電
流が流れることによつて生ずる重大事故を未然に
防止できるとともに、ダイオードによる構成であ
るから比較的安価な設備となる。さらに、回生電
力を送電線に供給する電路にサイリスタ遮断器を
介挿しているので、送電力変換器の転流失敗時に
順電力変換器より流入される電流及び電車線路側
より流入する回生電力、隣接する健全発電所より
の廻り込み電力とを遮断でき、力行給電の継続を
妨げることなく、転流失敗した逆電力変換器を即
座に切離すことができる。

【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サ
イリスタ遮断器、２９ａ，２９ｂ，３０ａ，３０
ｂ……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，３４
ａ，３４ｂ……ダイオード、３５……逆電力変換
器、３７……電気車、３８，３９……回生用ダイ
オード、４０……サイリスタ遮断器。

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
   シリコン整流器からな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サイリスタ遮断器と、前記第
   １、第２電車線路のどちらか一方に前記デツトセ
   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
   回生用ダイオードと、この回生用ダイオードのア
   ノード側に各々カソード側が接続されるとともに
   前記力行用サイリスタ遮断器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、前記直流母線に発生した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、こ
   の逆電力変換器と直流母線との電路に介挿された
   回生用サイリスタ遮断器とを備えた直流式電気鉄
   道の給電装置。