JPH0446831A - 直列コンデンサによるａｔき電回路の電圧降下補償方法 - Google Patents
直列コンデンサによるａｔき電回路の電圧降下補償方法Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は交流電気鉄道のＡＴき電回路において、電気車
電流により発生する線路の電圧降下を補償する方法に関
するものである。
電流により発生する線路の電圧降下を補償する方法に関
するものである。
（従来の技術）
電気車負荷電流が大きくなるとき電回路の電圧降下も増
大し、変電所間隔の長い線区や、特に変電所が脱落した
ときに隣接変電所より延長き電を行った場合に、き電区
分所より遠方地点にある電気車負荷までの電圧降下が著
しく、電気車運転に支障を来すことになる。
大し、変電所間隔の長い線区や、特に変電所が脱落した
ときに隣接変電所より延長き電を行った場合に、き電区
分所より遠方地点にある電気車負荷までの電圧降下が著
しく、電気車運転に支障を来すことになる。
このため、第１図に示すようにき電区分所２など線路の
中間の電気所において、交流き雷電圧補償装置（ＡＣ−
ＶＲ）１０を設置している。ＡＣＶＲは電圧調整用変圧
器１１、出力変圧器１２、タップ切換用サイリスタスイ
ッチおよび制御装置１３よりなり、無接点形タップ切替
自動式で、電圧変動に対し、１００ｍ程度の応動速度で
トロリ線とき電線間の電圧降下補償を行う。
中間の電気所において、交流き雷電圧補償装置（ＡＣ−
ＶＲ）１０を設置している。ＡＣＶＲは電圧調整用変圧
器１１、出力変圧器１２、タップ切換用サイリスタスイ
ッチおよび制御装置１３よりなり、無接点形タップ切替
自動式で、電圧変動に対し、１００ｍ程度の応動速度で
トロリ線とき電線間の電圧降下補償を行う。
（発明が解決しようとする課題）
ＡＣ−ＶＲは構造が複雑で価格も高価なことから、構造
が簡単で低度な設備が求められていた。
が簡単で低度な設備が求められていた。
更に、最近において、連続勾配用の抑速ブレーキ又は高
速車両用のブレーキとして、電気ブレーキに代わり直接
電源系統へ電力を戻す、回生ブレーキ付き車両が実用化
されてきた。これに対し、延長き型持にＡＣ−ＶＲを用
いた場合、ＡＣ−ＶＲでは電圧低下を検出して所期の電
圧値に補償するまでに約１００肥の動作時間を要するの
で、電気車の回生が失効する欠点が発生してきた。
速車両用のブレーキとして、電気ブレーキに代わり直接
電源系統へ電力を戻す、回生ブレーキ付き車両が実用化
されてきた。これに対し、延長き型持にＡＣ−ＶＲを用
いた場合、ＡＣ−ＶＲでは電圧低下を検出して所期の電
圧値に補償するまでに約１００肥の動作時間を要するの
で、電気車の回生が失効する欠点が発生してきた。
（課題を解決するための手段）
本発明の直列コンデンサによるＡＴき電回路の電圧降下
補償方法は、上記問題点を解決するもので、き電図分所
２において変電所１からき電図分所２までの線路インピ
ーダンスのリアクタンス分を補償できる値のコンデンサ
を、Ｔ相とＦ相のインピーダンスを整合するために２系
統のＡＴに挟まれる回路のＴ相とＦ相に分割挿入するこ
とにより、電圧降下を補償することを特徴とするもので
ある。
補償方法は、上記問題点を解決するもので、き電図分所
２において変電所１からき電図分所２までの線路インピ
ーダンスのリアクタンス分を補償できる値のコンデンサ
を、Ｔ相とＦ相のインピーダンスを整合するために２系
統のＡＴに挟まれる回路のＴ相とＦ相に分割挿入するこ
とにより、電圧降下を補償することを特徴とするもので
ある。
（作用）
き電図分所に、線路のリアクタンス分を打ち消すために
静止形である直列コンデンサを設置するものであり、構
造が簡単でかつ電源側変電所〜き電区分所間で発生する
電圧降下を遅れ時間が全くなく連続的に補償できる。
静止形である直列コンデンサを設置するものであり、構
造が簡単でかつ電源側変電所〜き電区分所間で発生する
電圧降下を遅れ時間が全くなく連続的に補償できる。
（実施例）
本発明の直列コンデンサによるＡＴき電回路の電圧降下
補償方法を図面に基づいて説明する。
補償方法を図面に基づいて説明する。
第２図にき電回路のインピーダンスと電圧降下を示す。
交流き電回路では長さ方向に抵抗Ｒ１４とリアクタンス
Ｘ１５が分布している。
Ｘ１５が分布している。
電気車９の負荷電流をＩＬ（ＣＯ３θ−ｊｓｉｎθ）と
し、簡単のため、単一負荷を変電所中間のき電図分所２
に置いた場合、き電区分所点での電圧降下は次式となる
。
し、簡単のため、単一負荷を変電所中間のき電図分所２
に置いた場合、き電区分所点での電圧降下は次式となる
。
次にき電図分所で延長き電を行い、電気車が末端の変電
所３にある場合を考える。
所３にある場合を考える。
先ずき電図分所２に直列コンデンサがない場合は、末端
の変電所点での電圧降下は、 となり、一般に！！１とＩ！２はほぼ等しいことから線
路で発生する電圧降下はき電区分所点の２倍と著しく大
きくなる。このため、従来は第１図に示したように、き
電図分所にＡＣ，−ＶＲ１０を設置して変電所１〜き電
図分所２までの電圧降下を補償していた。
の変電所点での電圧降下は、 となり、一般に！！１とＩ！２はほぼ等しいことから線
路で発生する電圧降下はき電区分所点の２倍と著しく大
きくなる。このため、従来は第１図に示したように、き
電図分所にＡＣ，−ＶＲ１０を設置して変電所１〜き電
図分所２までの電圧降下を補償していた。
き電図分所に直列コンデンサＸｃを挿入すると末端の変
電所点での電圧降下は、 となり、 ｃ の値をＸＩ！。
電所点での電圧降下は、 となり、 ｃ の値をＸＩ！。
とほぼ等しくすること
により、変電所１〜き電図分所２までの電圧降下を補償
することが可能となる。
することが可能となる。
ところが、ＡＴき電回路では、トロリ線６とき電線８の
インピーダンスをほぼ等しくすることにより、レール７
に流れる電流を小さくし通信線への誘導を少なくするよ
うに、分散したＡＴにより電流を吸い上げている。この
ため、ＡＴき電回路に直列コンデンサを挿入すると、き
電回路のインピーダンス整合を崩すことになり、従来直
列コンデンサは用いられていなかった。
インピーダンスをほぼ等しくすることにより、レール７
に流れる電流を小さくし通信線への誘導を少なくするよ
うに、分散したＡＴにより電流を吸い上げている。この
ため、ＡＴき電回路に直列コンデンサを挿入すると、き
電回路のインピーダンス整合を崩すことになり、従来直
列コンデンサは用いられていなかった。
このため、直列コンデンサによる電圧降下補償を延長き
電のみに限定し、き電図分所において近接するＡＴ４と
ＡＴ５の延長き重用接続線のＴ相とＦ相に直列コンデン
サ１６を挿入することヲ考える。
電のみに限定し、き電図分所において近接するＡＴ４と
ＡＴ５の延長き重用接続線のＴ相とＦ相に直列コンデン
サ１６を挿入することヲ考える。
第３図において、変電所１のき電電圧をＶ。、き電図分
所２の変電所側の電圧をＶＩ、直列コンデンサ１６によ
り補償された電圧をＶ２、ＡＴ４、ＡＴ５の漏れインピ
ーダンスをＺＡ１％ ｚＡｚ、直列コンデンサ１６のリ
アクタンスをＸｃア、ＸｃＦとする。
所２の変電所側の電圧をＶＩ、直列コンデンサ１６によ
り補償された電圧をＶ２、ＡＴ４、ＡＴ５の漏れインピ
ーダンスをＺＡ１％ ｚＡｚ、直列コンデンサ１６のリ
アクタンスをＸｃア、ＸｃＦとする。
負荷かき電図分所２の近傍において一定電流■。
を消費すると考えると、各相の線電流はとなる。
ここで、ＺＡＩ＝Ｚａｚ＝０．１＋ ｊ Ｏ，４、ＸＣ
ｔ−ＸＣＦとし、直列コンデンサ１６の値に対する■７
、ＩＰ、ＩＮを求めると第４図のようになる。
ｔ−ＸＣＦとし、直列コンデンサ１６の値に対する■７
、ＩＰ、ＩＮを求めると第４図のようになる。
すなわち、直列コンデンサで補償しない場合には、負荷
９に対して、２台のＡＴ４とＡＴ５で電力を供給するた
め、Ｉｙには負荷電流の約３／４Ｉ８には負荷電流の約
１／２．１１には負荷電流の約１／４の電流が流れる。
９に対して、２台のＡＴ４とＡＴ５で電力を供給するた
め、Ｉｙには負荷電流の約３／４Ｉ８には負荷電流の約
１／２．１１には負荷電流の約１／４の電流が流れる。
直列コンデンサの値を増やして行くと、ｊＸｃｙ ｊ
Ｘｃｒ ＋ ４ （ＺＡＩ ＋ Ｚａｚ）＃（Ｌ−（５
）のとき、直列コンデンサ１６のリアクタンスＸＣｔ、
ＸｃＦとＡＴ４、ＡＴ５の漏れインピーダンスＺＡ□、
ＺＡｚの間で直列共振状態となり、（４）式の分母が抵
抗分のみと小さくなり、各線電流が極端に増加する。
Ｘｃｒ ＋ ４ （ＺＡＩ ＋ Ｚａｚ）＃（Ｌ−（５
）のとき、直列コンデンサ１６のリアクタンスＸＣｔ、
ＸｃＦとＡＴ４、ＡＴ５の漏れインピーダンスＺＡ□、
ＺＡｚの間で直列共振状態となり、（４）式の分母が抵
抗分のみと小さくなり、各線電流が極端に増加する。
更に、直列コンデンサの値を増加すると、ｊＸｃｒ、ｊ
ＸｃＦ＞＞ＺＡＩ、ＺＡｚ −−−−−＝−−−−
−（６）となり、（４）式において実用的にＩＴ＃Ｉ、
となる。
ＸｃＦ＞＞ＺＡＩ、ＺＡｚ −−−−−＝−−−−
−（６）となり、（４）式において実用的にＩＴ＃Ｉ、
となる。
在来線ＡＴき電回路のインピーダンスは、単位長さ当り
、大略、 Ｚ Ｔ−Ｆ ＝ １．０Ω／ｋｍ乙６０°＝０．５＋ｊ
０．８６６（Ω／ｋｍ）であり、例えば、変電所１〜き
電図分所２の距離１１を３０ｋｍとすると、 ２丁−ｒ＝１５＋ｊ２６（Ω） −一−−−−−−（
８）であり、線路のリアクタンス（ｊ２６Ω）を補償す
るには、ＸＣＴ＝ＸＣＦ＝ １３Ωの直列コンデンサを
、Ｔ相とＦ相にそれぞれ挿入すれば良い。
、大略、 Ｚ Ｔ−Ｆ ＝ １．０Ω／ｋｍ乙６０°＝０．５＋ｊ
０．８６６（Ω／ｋｍ）であり、例えば、変電所１〜き
電図分所２の距離１１を３０ｋｍとすると、 ２丁−ｒ＝１５＋ｊ２６（Ω） −一−−−−−−（
８）であり、線路のリアクタンス（ｊ２６Ω）を補償す
るには、ＸＣＴ＝ＸＣＦ＝ １３Ωの直列コンデンサを
、Ｔ相とＦ相にそれぞれ挿入すれば良い。
この場合、Ｉｔ＃０．４５ｆｔ 、ＩＦ＃０．５５１Ｌ
程度で、■□とＩｒは実用的に等しく、問題ない値であ
る。き電図分所２において直列コンデンサにより補償さ
れる電圧は、 で示され、ｊ ｘＣＴ＞ ＞ ＺＡ１％ ＺＡ２である
から、近似的に、 Ｖ ｚ Ｖ ＋ ＃ｊ ２ Ｘ ｃｔ Ｉ ｔ−−−
−−−−−−−−（１０）となる。
程度で、■□とＩｒは実用的に等しく、問題ない値であ
る。き電図分所２において直列コンデンサにより補償さ
れる電圧は、 で示され、ｊ ｘＣＴ＞ ＞ ＺＡ１％ ＺＡ２である
から、近似的に、 Ｖ ｚ Ｖ ＋ ＃ｊ ２ Ｘ ｃｔ Ｉ ｔ−−−
−−−−−−−−（１０）となる。
次に、負荷９がき電図分所２から遠去かる場合は、き電
図分所２〜末端変電所３の間のＡＴ作用により、Ｉｔと
Ｔ、は等しくなるので問題ない。
図分所２〜末端変電所３の間のＡＴ作用により、Ｉｔと
Ｔ、は等しくなるので問題ない。
（発明の効果）
延長き電を対象として、き電図分所２において、２つの
ＡＴ４、ＡＴＳに挟まれるＴ相とＦ相に等容量の直列コ
ンデンサ１６を挿入し、その値をＡＴとの共振点を避け
て、変電所１〜き電図分所２のリアクタンスＸｚ、を補
償するように選定することで、電気車電流により発生す
る電圧降下を従来のＡＣ−ＶＲ１０に比べて構造が簡単
で低度な装置でき電図分所２以降について、連続的に補
償でき、電気車の安定運転に寄与できる。
ＡＴ４、ＡＴＳに挟まれるＴ相とＦ相に等容量の直列コ
ンデンサ１６を挿入し、その値をＡＴとの共振点を避け
て、変電所１〜き電図分所２のリアクタンスＸｚ、を補
償するように選定することで、電気車電流により発生す
る電圧降下を従来のＡＣ−ＶＲ１０に比べて構造が簡単
で低度な装置でき電図分所２以降について、連続的に補
償でき、電気車の安定運転に寄与できる。
第１図は従来のき電図分所に設置した交流き雷電圧補償
装置（ＡＣ−ＶＲ）による延長き型持の電圧降下補償方
法、第２図は本発明の直列コンデンサによるＡＴき電回
路の電圧降下補償方法についてのインピーダンスマツプ
、第３図は本発明の直列コンデンサによるＡＴき電回路
の電圧降下補償方法についての実際回路への適用例、第
４図は直列コンデンサの値に対するき電図分所ＡＴ４、
ＡＴ５間の各相の電流である。 １−一一−−電源端変電所、２ −−−−− き電図分
所、３末端変電所、４−−−−−き電区分所電源側華巻
変圧器（ＡＴ） 、５ −−一き電区分所負荷側車巻変
圧器（ＡＴ） 、６−−−）ロリ線、７−−−− し−
ル、８ −−−−−き電線、９ −−−−−−−−−一
電気車負荷、１０ −−−−一交流き電電圧補償装置（
ＡＣ−ＶＲ）１１ ・−−一−−−電圧調整用変圧器、
１２−一−−−−−出力変圧器、１３ −−−−−−・
−タップ切替用サイリスクスイッチおよび制御装置、１
４ −−−−−−一線路の抵抗骨、１５−−−−−−−
一線路のリアクタンス分、１６〜・−一−−−−本発明
のＡＴき電回路用直列コンデンサ、１７き電区分所電源
側ＡＴと負荷側ＡＴ間のＴ相電流、１８−・・−き電区
分所電源側ＡＴと負荷側ＡＴ間のＦ相電流、１９ ・−
・−・−き電区分所電源側ＡＴと負荷側ＡＴ間のＮ相電
流
装置（ＡＣ−ＶＲ）による延長き型持の電圧降下補償方
法、第２図は本発明の直列コンデンサによるＡＴき電回
路の電圧降下補償方法についてのインピーダンスマツプ
、第３図は本発明の直列コンデンサによるＡＴき電回路
の電圧降下補償方法についての実際回路への適用例、第
４図は直列コンデンサの値に対するき電図分所ＡＴ４、
ＡＴ５間の各相の電流である。 １−一一−−電源端変電所、２ −−−−− き電図分
所、３末端変電所、４−−−−−き電区分所電源側華巻
変圧器（ＡＴ） 、５ −−一き電区分所負荷側車巻変
圧器（ＡＴ） 、６−−−）ロリ線、７−−−− し−
ル、８ −−−−−き電線、９ −−−−−−−−−一
電気車負荷、１０ −−−−一交流き電電圧補償装置（
ＡＣ−ＶＲ）１１ ・−−一−−−電圧調整用変圧器、
１２−一−−−−−出力変圧器、１３ −−−−−−・
−タップ切替用サイリスクスイッチおよび制御装置、１
４ −−−−−−一線路の抵抗骨、１５−−−−−−−
一線路のリアクタンス分、１６〜・−一−−−−本発明
のＡＴき電回路用直列コンデンサ、１７き電区分所電源
側ＡＴと負荷側ＡＴ間のＴ相電流、１８−・・−き電区
分所電源側ＡＴと負荷側ＡＴ間のＦ相電流、１９ ・−
・−・−き電区分所電源側ＡＴと負荷側ＡＴ間のＮ相電
流
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 変電所から電気車電圧の２倍の電圧で、トロリ線（Ｔ）
とき電線（Ｆ）にき電し、単巻変圧器（ＡＴ）により電
気車電圧に降圧して、トロリ線とレールから電気車へ電
力を供給するＡＴき電回路において、 き電回路のインピーダンスと電気車電流の積により発生
する線路の電圧降下を、延長き電の場合について、延長
き電を行うき電区分所において、２系統のＡＴに挟まれ
るＴ相とＦ相にＡＴのインピーダンスと共振しない値に
選定した同値の直列コンデンサをそれぞれ挿入して、線
路のリアクタンス分を打ち消すことにより電圧降下を補
償することを特徴とする、直列コンデンサによるＡＴき
電回路の電圧降下補償方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15488590A JP2672026B2 (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 直列コンデンサによるａｔき電回路の電圧降下補償方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15488590A JP2672026B2 (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 直列コンデンサによるａｔき電回路の電圧降下補償方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0446831A true JPH0446831A (ja) | 1992-02-17 |
| JP2672026B2 JP2672026B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=15594086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15488590A Expired - Lifetime JP2672026B2 (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 直列コンデンサによるａｔき電回路の電圧降下補償方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2672026B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05289762A (ja) * | 1992-04-06 | 1993-11-05 | Central Japan Railway Co | 分数調波抑制用ｓｖｃ制御装置 |
| WO2001014165A1 (en) * | 1999-08-20 | 2001-03-01 | Balfour Beatty Plc | Traction supply system |
| US8608200B2 (en) | 2011-12-15 | 2013-12-17 | Takata Corporation | Passenger seat air bag, passenger seat air bag apparatus and vehicle |
-
1990
- 1990-06-13 JP JP15488590A patent/JP2672026B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05289762A (ja) * | 1992-04-06 | 1993-11-05 | Central Japan Railway Co | 分数調波抑制用ｓｖｃ制御装置 |
| WO2001014165A1 (en) * | 1999-08-20 | 2001-03-01 | Balfour Beatty Plc | Traction supply system |
| US8608200B2 (en) | 2011-12-15 | 2013-12-17 | Takata Corporation | Passenger seat air bag, passenger seat air bag apparatus and vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2672026B2 (ja) | 1997-11-05 |
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