JPH02343Y2 - - 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線が構成され
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
区分された直流母線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、逆電力変換装置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にも損傷を与えるとい
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するよ
うにしたので、給電装置の設備費を軽減できると
ともに電車線路等に異常が発生したとき、前記必
要なサイリスタ遮断器をオフさせて、異常発生側
への電力供給電路を断ち、他の電車線路への電力
供給には影響を最小限に抑え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，３
０ｃが形成される。２５ｃ，２６ｃは回生用のサ
イリスタ遮断器で、このサイリスタ遮断器２５
ｃ，２６ｃ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，３０ｃに接続される。
前記力行用の第１、第２サイリスタ遮断器２５
ａ，２５ｂ及び２６ａ，２６ｂの各カソード側と
回生用のサイリスタ遮断器２５ｃ，２６ｃの各ア
ノード側との間には図示極性のダイオード３３
ａ，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、またサイリスタ遮断器２５ｃ，２
６ｃを通つて直流母線２４に供給され、この直流
母線２４に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，
３０ｃにはダイオード３３ａ，３３ｂ及び３４
ａ，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
スタ遮断器２５ａ，２５ｂはオフされて、サイリ
スタ遮断器２５ａによつて電源母線側及びき電線
側より流入する事故電流は遮断される。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２９ｃ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、パンタグラフや第３電車線路２９ｃ等
には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内を通過
しているとき、回生電力が発生したとする。この
回生電力はサイリスタ遮断器２５ｃを通して直流
母線２４に供給された後、逆電力変換器３５から
第３変圧器２２ｃと交流しや断器２１ｃを介して
送電線２０に戻される。また、電気車３７が第１
電車線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
を通して第３電車線路２９ｃに供給されるととも
にサイリスタ遮断器２５ｃを介して前記と同様に
送電線２０に戻される。この第２図の実施例では
逆電力変換器３５を設けているので、逆電力変換
器３５の事故時に各電車線路側より流入される事
故電流を回生用サイリスタ遮断器で遮断できる。。
このため、事故電流が大きくならない前に逆電力
変換器を切離すことができるので、逆電力変換器
の主素子群の過電流耐量を小さくすることができ
る。

第３図はこの考案の他の実施例を示す回路図
で、第３図において第２図と同一部分は同一符号
を付して示す。第３図は第２図の実施例から回生
電力を送電線２０に戻す逆電力変換器３５を省い
たもので、この第３図では回生電力を各線路に供
給するだけである。

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
る利点があ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、事故時であ
つても給電を継続したままで、事故回線のみを選
択遮断することができる。

【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、第３図はこの考案の他の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、２５ｃ，２６ｃ……回生用サイ
リスタ遮断器、２９ａ，２９ｂ，３０ａ，３０ｂ
……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，３４ａ，
３４ｂ……ダイオード、３７……電気車。

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ドセ
   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
   回生用サイリスタ遮断器と、この回生用サイリス
   タ遮断器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
   対のダイオードとを備えてなることを特徴とする
   直流式電気鉄道の給電装置。