JPH0339302Y2 - - 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、交流入力側は直後に
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、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みとな
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が慣性で事故点下側に進入して来
て電気車１４のパンタグラフ１５ａと１５ｂがデ
ツトセクシヨン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
けた電車線路に事故電流遮断機能を有する順電力
変換器からの直流電力をサイリスタスイツチを介
して供給するようにしたので、回路構成の簡素化
を図ることができるとともに極めて経済的となる
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の二次側はサイリ
スタ整流器等の事故電流限流機能を有する第１，
第２順電力変換器２３ａ，２３ｂを介して直流母
線２４に接続される。２５ａ，２５ｂ及び２６
ａ，２６ｂは力行用の第１，第２サイリスタスイ
ツチで、これら第１，第２サイリスタスイツチ２
５ａ，２５ｂ及び２６ａ，２６ｂ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は回生用のサイリス
タ遮断器で、このサイリスタ遮断器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，３０ｃに接続される。前記力行用の
第１，第２サイリスタスイツチ２５ａ，２５ｂ及
び２６ａ，２６ｂの各カソード側と回生用のサイ
リスタ遮断機３８，３９の各アノード側との間に
は図示極性のダイオード３３ａ，３３ｂ及び３４
ａ，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。

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から力行用の第１，第２サイリスタス
イツチ２５ａ，２５ｂ及び２６ａ，２６ｂと直流
断路器２７ａ，２７ｂ及び２８ａ，２８ｂ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，３
３ｂ及び３４ａ，３４ｂと直流断路器２７ｃ，２
８ｃ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。この事故により力
行用の第１サイリスタスイツチ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順電力変換器２３ａ，２３ｂはゲートブロツ
クされ電源母線側より流入する事故電流を限流す
ると共にこの事故電流は２１ａ，２１ｂの遮断器
によつて遮断される。このとき、第１サイリスタ
スイツチ２５ａ，２５ｂもオフされる。このよう
に電流母線側より流入する事故電流が遮断され、
しかも第１サイリスタスイツチ２５ａ，２５ｂが
オフされる。その後、事故点Ｆに連なる直流電路
の遮断器２７ａを通して流れる電流が略零になつ
た時点で、２７ａの断路器を開極して事故回線の
みを他の健全回路より遮断した後に順電力変換器
２３ａ，２３ｂと第１サイリスタスイツチ２５
ａ，２５ｂに所望のトリガーパルス群を与えて再
給電される。かかるき電線側の地絡事故時に際し
て電気車３７が事故セクシヨン３１ａ側へ進入し
て来たような場合、本実施例では事故回線側の断
路器２７ａの開極動作と共に、事故セクシヨン３
１ａ側の電車線路２９ｃに連なる断路器２７ｃも
開極するので、順電力変換器２３ａ，２３ｂの再
給電時に、たとえ電気車３７が慣性で惰行し電気
車のパンタグラフP₁が事故セクシヨン３１ａを
またがつたような場合でも、前述した断路器２７
ａ，２７ｃの開極と云う条件で事故回線側は勿論
のこと、２９ｃの電車区間も無電圧状態となつて
いるので、電気車３７側へ健全直流電路より過大
なバイパス電流が流れることは決してない。従つ
て本実施例によれば、第１図の従来装置にみられ
るようなアーク熱によるデツドセクシヨン及びパ
ンタグラフの損傷と云う重大事故を未然に防止す
ることができる。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３８
を通して直流母線２４に供給された後、所定の電
車線路へ供給される。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
を通して第３電車線路２９ｃに供給される。

上記電気車３７が回生運転時に前記事故が発生し
たときには、前記電気車３７よりの回生電力及び
隣接する健全変電所（図示省略）よりの廻り込み
電力をサイリスタ遮断器の遮断によつて防止でき
るので、前記第１，第２順電力変換器２３ａ，２
３ｂのオフ動作と相俟つて事故点を速やかに遮断
することができる。

以上述べたように、この考案によれば、力行時
の直流電力を電気車に供給する電路にはサイリス
タスイツチを介挿しただけであるから回路構成の
簡素化を図ることができるとともに安価に製作し
得、かつ、電車線路に事故が発生したときには第
１，第２順電力変換器と第１，第２サイリスタス
イツチが動作して各電車線路を両者で無電圧にす
るので、電気車を通して過大な電流が流れること
を防ぐことができる。また、電気車の回生運転時
において電車線路に事故が発生したときでもサイ
リスタ遮断器をオフさせれば事故点を速やかに遮
断できる。

【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
イリスタスイツチ、３８，３９……回生用のサイ
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
   事故電流遮断機能を有す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スイツチと、
   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、前記力行用のサイリスタスイツチ
   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。