JPH046568B2 - - Google Patents

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JPH046568B2
JPH046568B2 JP3317884A JP3317884A JPH046568B2 JP H046568 B2 JPH046568 B2 JP H046568B2 JP 3317884 A JP3317884 A JP 3317884A JP 3317884 A JP3317884 A JP 3317884A JP H046568 B2 JPH046568 B2 JP H046568B2
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power
thyristor
power supply
converter
electric
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JP3317884A
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JPS60176832A (en
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Jiro Mizuno
Toyomi Gondo
Tadashi Kamimura
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Meidensha Corp
Railway Technical Research Institute
Original Assignee
Meidensha Corp
Railway Technical Research Institute
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Publication of JPS60176832A publication Critical patent/JPS60176832A/en
Publication of JPH046568B2 publication Critical patent/JPH046568B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60MPOWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M3/00Feeding power to supply lines in contact with collector on vehicles; Arrangements for consuming regenerative power
    • B60M3/06Arrangements for consuming regenerative power

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field of the Invention) The present invention relates to a power supply device for electric railways, and more particularly to a power supply device for DC electric railways that converts AC power into DC power and supplies it as a drive source for electric cars. It is something.

(従来技術の問題点) 一般に直流式電気鉄道の給電装置は商用周波電
源母線より入力される交流電力を順電力変換装置
によつて直流電力に変換し、その直流電力を電車
線路を介して電気車に供給して電気車を力行運転
させる一方、電気車が回生運転時に発生する回生
エネルギーは逆電力変換装置によつて交流電力に
変換して前記商用周波電源母線側へ回生するシス
テムが採られている。
(Problems with the prior art) In general, DC power supply equipment for electric railways converts AC power input from a commercial frequency power supply bus into DC power using a forward power converter, and then converts the DC power into electricity via overhead contact lines. A system is adopted in which the regenerative energy generated during regenerative operation of the electric vehicle is converted into alternating current power by an inverse power converter and regenerated to the commercial frequency power supply bus side. ing.

ここで従来の直流式電気鉄道の給電装置の一例
を第1図および第2図に示す。第1図において、
1は商用周波電源母線(図示省略)から送られる
交流電力を直流電力に変換する順電力変換装置で
あり、2は直流電力を交流電力に変換する逆電力
変換装置である。順電力変換装置1の出力電力は
直流母線3、力行用サイリスタ遮断器4a,4
b,4c,4dおよび電車線5a,5b,5c,
5dを介して電車線下に存在する力行車両(図示
省略)に供給される。また図示しない電気車が回
生運転を行なう場合、その電気車の回生電力は電
車線5a,5b,5c,5d、ダイオード6a,
6b,6c,6d、回生用サイリスタ遮断器7、
直流母線3および逆電力変換装置2を介して図示
しない商用周波電源母線側へ回生される。力行用
サイリスタ遮断器、例えば4aは電車線5aで地
絡事故が発生したときに図示しない制御回路によ
つてオフされるものであり、これによつて順電力
変換装置1から直流母線3および力行用サイリス
タ遮断器4aを介して事故電流が事故点(図示省
略)に流入するのを防止するものである。力行用
サイリスタ遮断器4b,4c,4dも前記同様の
機能を有する。また回生用サイリスタ遮断器7は
前記のような短絡事故発生時に図示しない制御回
路によつてオフされるものであり、これによつて
事故発生電車線以外の電車線、例えば電車線5d
下に存在する回生電気車(図示省略)から電車線
5d、ダイオード6d、回生用サイリスタ遮断器
7、直流母線3および力行用サイリスタ遮断器4
aを介して回生電力が前記事故点に流入するのを
防止するものである。
An example of a conventional DC electric railway power supply device is shown in FIGS. 1 and 2. In Figure 1,
1 is a forward power converter that converts AC power sent from a commercial frequency power supply bus (not shown) into DC power, and 2 is a reverse power converter that converts DC power into AC power. The output power of the forward power converter 1 is transmitted through the DC bus 3 and the power running thyristor circuit breakers 4a, 4.
b, 4c, 4d and overhead contact lines 5a, 5b, 5c,
5d to a power running vehicle (not shown) located under the overhead contact line. Further, when an electric car (not shown) performs regenerative operation, the regenerative power of the electric car is transmitted through the contact wires 5a, 5b, 5c, 5d, the diodes 6a,
6b, 6c, 6d, regenerative thyristor circuit breaker 7,
It is regenerated to a commercial frequency power supply bus (not shown) via the DC bus 3 and the inverse power converter 2. A thyristor circuit breaker for power running, for example 4a, is turned off by a control circuit (not shown) when a ground fault occurs on the overhead contact line 5a. This prevents fault current from flowing into the fault point (not shown) via the thyristor circuit breaker 4a. The power running thyristor breakers 4b, 4c, and 4d also have the same functions as described above. Furthermore, the regenerative thyristor circuit breaker 7 is turned off by a control circuit (not shown) when a short-circuit accident occurs as described above, so that the regenerative thyristor circuit breaker 7 is turned off by a control circuit (not shown) when a short-circuit accident occurs.
From the regenerative electric car (not shown) located below, the contact line 5d, diode 6d, regeneration thyristor breaker 7, DC bus 3, and power running thyristor breaker 4
This prevents regenerated power from flowing into the accident point via a.

また、第2図において第1図と同一部分は同一
符号を持つて示し、その説明は省略する。第2図
の給電装置の特徴は前記力行用サイリスタ遮断器
4a,4b,4c,4dの両端に回生用サイリス
タ遮断器7a,7b,7c,7dを各々図示極性
の如く逆並列接続した点にある。すなわち電車線
5a,5b,5c,5d下に存在する回生電気車
(図示省略)の回生電力は回生用サイリスタ遮断
器7a,7b,7c,7d、直流母線3および逆
電力変換装置2を介して商用周波電源母線(図示
省略)側へ回生されるものである。尚力行電力を
供給する場合の動作や事故電流遮断動作は第1図
の給電装置と同様になされる。
In addition, in FIG. 2, the same parts as in FIG. 1 are indicated by the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted. The feature of the power supply device shown in FIG. 2 is that regenerative thyristor breakers 7a, 7b, 7c, and 7d are connected in antiparallel to both ends of the power running thyristor breakers 4a, 4b, 4c, and 4d, respectively, as shown in the polarity. . That is, the regenerative electric power of the regenerative electric cars (not shown) existing under the overhead contact lines 5a, 5b, 5c, and 5d is transmitted via the regenerative thyristor circuit breakers 7a, 7b, 7c, and 7d, the DC bus 3, and the reverse power converter 2. It is regenerated to the commercial frequency power supply bus (not shown). The operation for supplying running power and the operation for interrupting fault current are performed in the same manner as in the power supply device shown in FIG.

上記のように構成された装置において、第1図
装置の場合電車線側の事故発生時に健全電車線下
の回生電気車、或いは事故変電所に隣接する健全
変電所から事故点に流入する事故電流を遮断する
為に回生用サイリスタ遮断器7を設ける必要があ
る。この為サイリスタ遮断器の個数は増加してし
まう。また、第2図装置の場合も、4組もの回生
用サイリスタ遮断器7a,7b,7c,7dを設
けているので、サイリスタ遮断器の個数は著しく
増加してしまう。このように第1図及び第2図の
従来装置で共通していることは、回生用サイリス
タ遮断器の設置台数が多いので、事故時の保護動
作が非常に複雑化して信頼性が低下するばかりで
なく、装置の設備面積が拡大し、さらに給電装置
全体が非常に高価になる欠点があつた。
In the device configured as described above, in the case of the device shown in Figure 1, when an accident occurs on the contact line side, the fault current flows into the fault point from the regenerative electric car under the healthy contact line or the healthy substation adjacent to the faulty substation. It is necessary to provide a regenerative thyristor circuit breaker 7 to cut off the power. Therefore, the number of thyristor circuit breakers increases. Furthermore, in the case of the apparatus shown in FIG. 2, four sets of regenerative thyristor circuit breakers 7a, 7b, 7c, and 7d are provided, so the number of thyristor circuit breakers increases significantly. What the conventional devices shown in Figures 1 and 2 have in common is that a large number of regenerative thyristor circuit breakers are installed, which makes the protective operation in the event of an accident very complicated and reduces reliability. However, the equipment area of the device is increased, and the entire power supply device becomes extremely expensive.

(発明の目的) 本発明は上記の点に鑑みなされたもので、装置
の構成を簡単化して信頼性を向上するとともに装
置価格を大幅に低廉化することができ、且つ電気
車の運転状態に応じて確実に電力の供給又は電力
の回生を行なうことができ、しかもどの電車線で
地絡事故が発生しても事故電流を確実に遮断して
安全を確保す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している。
(Object of the Invention) The present invention has been made in view of the above points, and it is possible to simplify the configuration of the device, improve reliability, significantly reduce the cost of the device, and improve the operating condition of an electric vehicle. A direct current electric railway system that can reliably supply or regenerate power according to the situation, and can also secure safety by cutting off the fault current even if a ground fault occurs on any contact line. The purpose is to provide a power supply device.

(発明の概要) 本発明は順電力変換装置の出力側に設けた直流
母線とセクシヨンで区分された複数の電車線とを
結ぶ複数の直流電路に各々ダイオードで構成され
るブリツジ回路を介挿し、該ブリツジ回路の端子
間に各々スイツチング制御素子(例えばサイリス
タ遮断器)を接続するように構成し、給電装置全
体に必要とするスイツチング制御素子(サイリス
タ遮断器)の個数を大幅に減らし、これによつて
装置構成の簡単化および装置価格の低廉化を計つ
たことを特徴とする。
(Summary of the Invention) The present invention involves inserting bridge circuits each composed of a diode into a plurality of DC electric lines connecting a DC bus bar provided on the output side of a forward power converter and a plurality of overhead contact lines separated by sections. A switching control element (for example, a thyristor circuit breaker) is connected between the terminals of the bridge circuit, thereby greatly reducing the number of switching control elements (thyristor circuit breakers) required for the entire power supply device. The device is characterized by a simplified device configuration and a reduced device cost.

(本発明の一実施例の説明) 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例を
説明する。第3図にのいて第1図と同一部分は同
一符号を持つて示し、その説明は省略する。11
aはダイオード12a〜12dをブリツジ接続し
て成る第1ブリツジ回路である。この第1ブリツ
ジ回路11aの入力側は直流母線3に接続され、
出力側は断路器13aを介して電車線5aに接続
されている。第1ブリツジ回路11aの端子間に
はスイツチング制御素子、例えば図示極性の第1
サイリスタ遮断器14a接続されている。11b
はダイオード12e〜12hをブリツジ接続して
成る第2ブリツジ回路である。この第2ブリツジ
回路11bの入力側は直流母線3に接続され、出
力側は断路器13bを介して電車線5bに接続さ
れている。第2ブリツジ回路11bの端子間には
スイツチング制御素子、例えば図示極性の第2サ
イリスタ遮断器14bが接続されている。11c
はダイオード12i〜12lをブリツジ接続して
成る第3ブリツジ回路である。この第3ブリツジ
回路11cの入力側は直流母線3に接続され、出
力側は断路器13cを介して電車線5cに接続さ
れている。第3ブリツジ回路11cの端子間には
スイツチング制御素子、例えば図示極性の第3サ
イリスタ遮断器14cが接続されている。11d
はダイオード12m〜12pをブリツジ接続して
成る第4ブリツジ回路である。この第4ブリツジ
回路11dの入力側は直流母線3に接続され、出
力側は断路器13dを介して電車線5dに接続さ
れている。第4ブリツジ回路11dの端子間には
スイツチグ制御素子、例えは図示極性の第4サイ
リスタ遮断器14dが接続されている。15は電
気車、16a,16bは電車線を区分する為のデ
ツドセクシヨン、17a,17bはレールを各々
示す。尚、サイリスタ遮断器14a,14b,1
4c,14dの転流回路およびブリツジ回路11
a〜11dの直流出力側と電車線5a〜5dとを
結ぶ直流電路に各々挿入される選択遮断用の過電
流継電器等は図示省略してある。さらに図示装置
は1変電所を示すものであり、各電車線5a〜5
dには隣接する変電所(図示省略)からも所定の
直流電力が供給されるものとする。
(Description of one embodiment of the present invention) Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 3, the same parts as in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and their explanation will be omitted. 11
A is a first bridge circuit formed by bridge-connecting diodes 12a to 12d. The input side of this first bridge circuit 11a is connected to the DC bus 3,
The output side is connected to the overhead contact line 5a via a disconnector 13a. Between the terminals of the first bridge circuit 11a, there is a switching control element, for example a first
The thyristor circuit breaker 14a is connected. 11b
is a second bridge circuit formed by bridge-connecting diodes 12e to 12h. The input side of this second bridge circuit 11b is connected to the DC bus 3, and the output side is connected to the overhead contact line 5b via a disconnector 13b. A switching control element, for example a second thyristor circuit breaker 14b of the polarity shown, is connected between the terminals of the second bridge circuit 11b. 11c
is a third bridge circuit formed by bridge-connecting diodes 12i to 12l. The input side of the third bridge circuit 11c is connected to the DC bus 3, and the output side is connected to the overhead contact line 5c via a disconnector 13c. A switching control element, for example, a third thyristor circuit breaker 14c of the illustrated polarity is connected between the terminals of the third bridge circuit 11c. 11d
is a fourth bridge circuit formed by bridge-connecting diodes 12m to 12p. The input side of this fourth bridge circuit 11d is connected to the DC bus 3, and the output side is connected to the overhead contact line 5d via a disconnector 13d. A switching control element, for example a fourth thyristor circuit breaker 14d of the polarity shown, is connected between the terminals of the fourth bridge circuit 11d. Reference numeral 15 indicates an electric car, 16a and 16b dead sections for separating the overhead contact lines, and 17a and 17b rails. In addition, the thyristor circuit breakers 14a, 14b, 1
4c, 14d commutation circuit and bridge circuit 11
Overcurrent relays for selective cutoff, etc., which are inserted into the DC circuits connecting the DC output sides of the cables a to 11d and the overhead contact lines 5a to 5d, are not shown. Furthermore, the illustrated device shows one substation, and each overhead contact line 5a to 5
It is assumed that a predetermined DC power is also supplied to d from an adjacent substation (not shown).

次に上記のように構成された装置の動作を述べ
る。いま図示の如く電車線5c下に存在する電気
車15が力行運転中は、順電力変換装置1から直
流母線3、第3ブリツジ回路11cのダイオード
12j、第3サイリスタ遮断器14、ダイオード
12k、断路器13cおよび電車線5cを介して
電気車15に直流電力が供給されるとともに、隣
接する変電所(図示省略)からも前記電気車15
へ所望の直流電力が供給される。また電車線5a
(又は5b又は5d)下に存在する力行車両(図
示省略)には前記同様に順電力変換装置1から直
流母線3、ダイオード12b(又は12f又は1
2n)、サイリスタ遮断器14a(又は14b又は
14d)、ダイオード12c(又は12g又は12
o)、断路器13a(又は13b又は13d)およ
び電車線5a(又は5b又は5d)を介して所望
の直流電力が供給されるとともに、隣接する変電
所(図示省略)からも所望の直流電力が供給され
る。次に電車線5c下に存在する電気車15が回
生運転を行なう場合において、この電気車15の
回生エネルギーは断路器13c、ダイオード12
i、サイリスタ遮断器14、ダイオード12l、
直流母線3および逆電力変換装置2を介して図示
しない商用周波電源母線側へ回生されるととも
に、断路器13c、ダイオード12i、サイリス
タ遮断器14、ダイオード12l、直流母線3お
よび前述した力行電力供給経路を介して電車線5
a(又は5b又は5d)下に連なる図示しない力
行車両にも供給される。
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described. As shown in the figure, when the electric car 15 under the overhead contact line 5c is in power running, the forward power converter 1, the DC bus 3, the diode 12j of the third bridge circuit 11c, the third thyristor circuit breaker 14, the diode 12k, and the disconnection are disconnected. DC power is supplied to the electric car 15 via the power line 13c and the contact line 5c, and the electric car 15 is also supplied from an adjacent substation (not shown).
The desired DC power is supplied to. Also, train line 5a
(or 5b or 5d) A power running vehicle (not shown) existing under
2n), thyristor circuit breaker 14a (or 14b or 14d), diode 12c (or 12g or 12
o), the desired DC power is supplied via the disconnector 13a (or 13b or 13d) and the overhead contact line 5a (or 5b or 5d), and the desired DC power is also supplied from the adjacent substation (not shown). Supplied. Next, when the electric car 15 existing under the overhead contact line 5c performs regenerative operation, the regenerative energy of this electric car 15 is transferred to the disconnector 13c, the diode 12
i, thyristor breaker 14, diode 12l,
It is regenerated to the commercial frequency power supply bus (not shown) via the DC bus 3 and the reverse power converter 2, and the disconnector 13c, the diode 12i, the thyristor breaker 14, the diode 12l, the DC bus 3, and the above-mentioned power running power supply path. Tram line 5 via
It is also supplied to a power running vehicle (not shown) connected below a (or 5b or 5d).

かかる定常運転時に於て、例えば電車線5aの
F点で短絡事故が発生したとする。この事故によ
り順電力変換装置1の出力側から直流母線3、ダ
イオード12b、サイリスタ遮断器14、ダイオ
ード12cおよび断路器13a介して事故点Fに
事故電流が流入するとともに、この時、回生運転
中の電気車、例えば電気車15から断路器13
c、ダイオード12i、サイリスタ遮断器14
c、ダイオード12l、直流母線3、ダイオード
12b、サイリスタ遮断器14a、ダイオード1
2cおよび断路器13aを介して事故点Fに事故
電流が流れ込み、さらにこのループを通して事故
変電所に隣接する健全変電所よりの廻り込み電流
も流入する。このように上記経路を介して事故点
Fに事故電流が流れると、ブリツジ回路11aの
直流出力側と電車線5aを結ぶ直流電路に挿入さ
れる過電流継電器(図示省略)で事故電流を検知
し、この検知信号を以つて順電力変換装置1の制
御端、例えば該変換装置1がサイリスタ整流器で
構成されている場合はゲートを最小限の位置まで
絞り込んで電源側より流入する事故電流を限流さ
せる。これとともに前記過電流継電器(図示省
略)の検知信号を以つてサイリスタ遮断器14a
を図示しない転流回路によつてオフさせる。この
ような事故時の保護動作により事故点Fに流れ込
む事故電流が遮断され、事故電流が零になつた時
点で断路器13aを開極して事故電路のみを選択
遮断すると共に、順電力変換装置1を再起動して
給電を再開させ、これによつて他の健全電車線下
を走行する電気車(図示省略)は、前記地絡事故
の影響を受けること無く安定した運転状態を維持
することができる。
For example, suppose that a short-circuit accident occurs at point F of the overhead contact line 5a during such steady operation. Due to this accident, a fault current flows from the output side of the forward power converter 1 to the fault point F via the DC bus 3, diode 12b, thyristor breaker 14, diode 12c, and disconnector 13a, and at this time, the fault current flows into the fault point F from the output side of the forward power converter 1. A disconnector 13 from an electric car, for example, an electric car 15
c, diode 12i, thyristor breaker 14
c, diode 12l, DC bus 3, diode 12b, thyristor breaker 14a, diode 1
2c and the disconnector 13a, a fault current flows into the fault point F, and a loop current from a healthy substation adjacent to the faulty substation also flows through this loop. When a fault current flows through the above path to the fault point F, the fault current is detected by an overcurrent relay (not shown) inserted into the DC line connecting the DC output side of the bridge circuit 11a and the overhead contact line 5a. Using this detection signal, the control terminal of the forward power converter 1, for example, if the converter 1 is composed of a thyristor rectifier, narrows the gate to the minimum position to limit the fault current flowing from the power supply side. let At the same time, a detection signal from the overcurrent relay (not shown) is transmitted to the thyristor circuit breaker 14a.
is turned off by a commutation circuit (not shown). By such a protective operation at the time of an accident, the fault current flowing into the fault point F is cut off, and when the fault current becomes zero, the disconnector 13a is opened to selectively cut off only the fault circuit, and the forward power converter 1 to restart power supply, thereby allowing electric cars (not shown) running under other sound contact lines to maintain stable operating conditions without being affected by the ground fault accident. I can do it.

上記のように1電車線下の電気車に流れる力行
電流および1電車線下の電気車から直流母線側に
流れる回生電流がともに共通のサイリスタ遮断器
を通流するように構成したので、給電装置全体に
必要とするサイリスタ遮断器の個数が非常に少な
くてで済み装置価格を大幅に低廉化することがで
きる。また各直流電路のサイリスタ遮断器14a
〜14dは、地絡事故時に事故点に流入する順電
力変換装置よりの事故電流或いは回生電力、廻り
込み電力等を一括して遮断するので、事故時の保
護動作が非常に容易で保護系を簡素化でき信頼性
が向上するばかりでなく、運転全域に渡つて安定
した運転を行なうことができる。
As mentioned above, since the power running current flowing to the electric car one contact line below and the regenerative current flowing from the electric car one contact line below to the DC bus side both flow through a common thyristor circuit breaker, the power supply device The total number of thyristor circuit breakers required is extremely small, and the cost of the device can be significantly reduced. In addition, the thyristor circuit breaker 14a of each DC circuit
~14d blocks the fault current from the forward power converter, the regenerative power, the circulating power, etc. flowing into the fault point at the time of a ground fault, so the protective operation in the event of a fault is very easy and the protection system is This not only simplifies the process and improves reliability, but also allows stable operation over the entire operating range.

(本発明の他の実施例の説明) 次に本発明の他の実施例を説明する。第4図は
本発明を順変換器および逆変換器の両機能を持つ
よう制御されるサイリスタ変換器と、このサイリ
スタ変換器の直流側と電車線の間に設けられた回
生力行切換装置とを備えた直流式電気鉄道の給電
装置に適用した場合の回路図である。第4図にお
いて第3図と同一部分は同一符号を持つて示し、
その説明は省略する。21は交流電力を直流電力
に交換して力行車両に供給したり、回生車両の直
流回生電力を交流に変換したりするサイリスタ変
換器であり、このサイリスタ変換器21の交流側
は変圧器22aおよび交流遮断器(図示省略)を
介して図示しない商用周波電源母線に接続されて
いる。サイリスタ変換器21の直流側の一端は図
示極性のダイオード24aを介して前記直流母線
3に接続されている。前記サイリスタ変換器21
の直流側の他端は図示極性のダイオード24bお
よび負極母線31を介してレール17a,17b
に接続されている。ダイオード24a,24bの
カソードどうしを結ぶ電路には図示極性のサイリ
スタスイツチ23aおよび循環電流抑制用リアク
トル25が介挿されており、ダイオード24a,
24bのアノードどうしを結ぶ電路にはサイリス
タスイツチ23bが図示極性のように介挿されて
いる。これらサイリスタスイツチ23a,23
b、リアクトル25および前記ダイオード24
a,24bで回生力行切換装置32を構成してい
る。26は前記サイリスタ変換器21に並設さ
れ、交流電力を直流電力に変換する順電力変換器
である。この順電力変換器26の交流入力側は変
圧器22bおよび交流遮断器(図示省略)を介し
て図示しない商用周波電源母線に接続されてい
る。順電力変換器26の正側出力端は前記直流母
線3に共通接続され、負側出力端は前記負極母線
31に共通接続されている。
(Description of other embodiments of the present invention) Next, other embodiments of the present invention will be described. FIG. 4 shows a thyristor converter controlled to have both the functions of a forward converter and an inverse converter, and a regenerative power running switching device provided between the DC side of the thyristor converter and the overhead contact line. FIG. 2 is a circuit diagram when applied to a power supply device for a DC electric railway equipped with the present invention. In FIG. 4, the same parts as in FIG. 3 are indicated with the same reference numerals.
The explanation will be omitted. Reference numeral 21 denotes a thyristor converter that converts AC power into DC power and supplies it to the power running vehicle, and converts the DC regenerative power of the regenerative vehicle into AC.The AC side of this thyristor converter 21 is connected to a transformer 22a and It is connected to a commercial frequency power supply bus (not shown) via an AC breaker (not shown). One end of the thyristor converter 21 on the DC side is connected to the DC bus 3 via a diode 24a having the polarity shown. The thyristor converter 21
The other end on the DC side is connected to the rails 17a, 17b via the diode 24b of the polarity shown and the negative bus 31.
It is connected to the. A thyristor switch 23a with the illustrated polarity and a reactor 25 for suppressing circulating current are inserted in the electric path connecting the cathodes of the diodes 24a and 24b.
A thyristor switch 23b is inserted in the electric path connecting the anodes of the thyristor switch 24b with the polarity shown. These thyristor switches 23a, 23
b, reactor 25 and the diode 24
A and 24b constitute a regenerative power running switching device 32. A forward power converter 26 is installed in parallel with the thyristor converter 21 and converts AC power into DC power. The AC input side of the forward power converter 26 is connected to a commercial frequency power supply bus (not shown) via a transformer 22b and an AC breaker (not shown). The positive output ends of the forward power converters 26 are commonly connected to the DC bus 3, and the negative output ends are commonly connected to the negative bus 31.

次に上記のように構成された装置の動作を述べ
る。いま図示の如く電車線5c下に存在する電気
車15が力行運転を行なう場合は、サイリスタ変
換器21を図示しない制御回路によつて順変換器
として駆動させるとともに、サイリスタスイツチ
23a,23bを図示しない制御回路によつてオ
フさせれば、サイリスタ変換器21の直流側の一
端からダイオード24a、直流母線3、第3ブリ
ツジ回路11cのダイオード12j、サイリスタ
遮断器14、ダイオード12k、断路器13cお
よび電車線5cを介して電気車15に直流電力が
供給されるとともに、順電力変換器26の正側出
力端からも同様にして直流電流が供給される。次
に例えば電車線5c下に存在する電気車15が回
生運転を行なう場合は、サイリスタ変換器21を
図示しない制御回路によつて逆変換器として駆動
させるとともに前記サイリスタスイツチ23a,
23bを図示しない制御回路によつてオンさせ
る。すると電気車15の回生エネルギーは断路器
13c、ダイオード12i、サイリスタ遮断器1
4c、ダイオード12l、直流母線3、サイリス
タスイツチ23a、リアクトル25、サイリスタ
変換器21および変圧器22aを介して図示しな
商用周波電源母線側へ回生される。またこのとき
電気車15の回生エネルギーは前記第3図の場合
と同様に電車線5a又は5b又は5d下に連なる
図示しない力行車両にも供給される。
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described. When the electric car 15 existing under the overhead contact line 5c performs power running as shown in the figure, the thyristor converter 21 is driven as a forward converter by a control circuit not shown, and the thyristor switches 23a and 23b are not shown. When turned off by the control circuit, from one end of the DC side of the thyristor converter 21 to the diode 24a, the DC bus 3, the diode 12j of the third bridge circuit 11c, the thyristor circuit breaker 14, the diode 12k, the disconnector 13c, and the contact line. Direct current power is supplied to the electric car 15 via 5c, and direct current is similarly supplied from the positive output end of the forward power converter 26. Next, for example, when the electric car 15 existing under the overhead contact line 5c performs regenerative operation, the thyristor converter 21 is driven as an inverse converter by a control circuit (not shown), and the thyristor switch 23a,
23b is turned on by a control circuit (not shown). Then, the regenerated energy of the electric car 15 is transferred to the disconnector 13c, the diode 12i, and the thyristor circuit breaker 1.
4c, the diode 12l, the DC bus 3, the thyristor switch 23a, the reactor 25, the thyristor converter 21, and the transformer 22a. At this time, the regenerated energy of the electric car 15 is also supplied to a power running vehicle (not shown) connected below the overhead contact line 5a, 5b, or 5d, as in the case of FIG. 3 above.

かかる定常運転時に於て、例えば電車線5aの
F点で短絡事故が発生したとする。この事故によ
り順電力変換器26の出力側から直流母線3、ダ
イオード12b、サイリスタ遮断器14、ダイオ
ード12cおよび断路器13aを介して事故点F
に事故電流が流入するとともに、サイリスタ変換
器21からダイオード24a、直流母線3、ダイ
オード12b、サイリスタ遮断器14a、ダイオ
ード12cおよび断路器13aを介して事故点F
に事故電流が流入し、さらにこの時回生運転中の
電気車、例えば電気車15から断路器13c、ダ
イオード12i、サイリスタ遮断器14、ダイオ
ード12l、直流母線3、ダイオード12b、サ
イスタ遮断器14a、ダイオード12cおよび断
路器13aを介して事故点Fに事故電流が流入す
る。このように上記経路を介して事故点Fに事故
電流が流れると、ブリツジ回路11aの直流出力
側と電車線5aを結ぶ直流通路に挿入される過電
流継電器(図示省略)で事故電流を検知し、この
検知信号を以つてサイリスタ遮断器14aを図示
しない転流回路によつてオフさせる。このような
事故時の保護動作により事故点Fに流れ込む事故
電流が遮断され、事故電流が零になつた時点で断
路器13aを開極して事故電路のみを選択遮断す
る。これによつて他の健全電車線下を走行する電
気車(図示省略)は前記短絡事故の影響を受ける
こと無く安定した運転状態を維持することができ
る。
For example, suppose that a short-circuit accident occurs at point F of the overhead contact line 5a during such steady operation. Due to this accident, the fault point
Fault current flows from the thyristor converter 21 to the fault point F via the diode 24a, the DC bus 3, the diode 12b, the thyristor circuit breaker 14a, the diode 12c, and the disconnector 13a.
A fault current flows into the electric car that is in regenerative operation, for example, the electric car 15, to the disconnector 13c, the diode 12i, the thyristor breaker 14, the diode 12l, the DC bus 3, the diode 12b, the thyristor breaker 14a, and the diode. A fault current flows into the fault point F via the disconnector 12c and the disconnector 13a. When a fault current flows through the above path to the fault point F, the fault current is detected by an overcurrent relay (not shown) inserted into the DC path connecting the DC output side of the bridge circuit 11a and the overhead contact line 5a. Using this detection signal, the thyristor circuit breaker 14a is turned off by a commutation circuit (not shown). By such a protective operation at the time of an accident, the fault current flowing into the fault point F is cut off, and when the fault current becomes zero, the disconnector 13a is opened to selectively cut off only the fault circuit. As a result, electric cars (not shown) running under other healthy overhead contact lines can maintain stable operating conditions without being affected by the short circuit accident.

上記のように1電車線下の力行車両に流れる力
行電流および1電車線下の回生車両から直流母線
側に流れる回生電流がともに共通のサイリスタ遮
断器を通流するように構成したので、給電装置全
体に必要とするサイリスタ遮断器の個数が非常に
少なくて済み装置価格を大幅に低廉化することが
できる。また直流母線3と電車線5a〜5dを結
ぶ直流電路毎にサイリスタ遮断器14a〜14d
を設けたので、短絡事故が発生した直流電路のみ
を選択遮断することができ、これによつて他の健
全電車線下を走行する電気車は前記短絡事故の影
響を受けること無く安定した運転状態を維持する
ことができる。
As mentioned above, since the power running current flowing to the power running vehicle one contact line below and the regenerative current flowing from the regenerative vehicle one contact line below to the DC bus side both flow through a common thyristor circuit breaker, the power supply device The total number of thyristor circuit breakers required is extremely small, and the cost of the device can be significantly reduced. In addition, thyristor circuit breakers 14a to 14d are provided for each DC circuit connecting the DC bus 3 and the contact lines 5a to 5d.
As a result, it is possible to selectively cut off only the DC circuit where a short-circuit accident has occurred, and as a result, electric cars running under other sound contact lines are not affected by the short-circuit accident and are kept in a stable operating state. can be maintained.

尚、前記スイツチング制御素子はサイリスタ遮
断器に限らず同様の機能を有する他のものを使用
しても良い。
Note that the switching control element is not limited to the thyristor circuit breaker, but other devices having similar functions may be used.

(本発明の効果) 以上のように本発明によれば、商用周波電源母
線より入力される交流電力を直流電力に変換して
電気車に力行電力を供給する順電力変換装置と、
該順電力変換装置の出力側に設けた直流母線とセ
クシヨンで区分された複数の電車線とを結ぶ複数
の直流電路と、該複数の直流電路を介して導かれ
る回生電力を交流に逆変換して前記商用周波電源
母線側へ回生する逆電力変換装置とを有する直流
式電気鉄道の給電装置において、ダイオードをブ
リツジ接続して構成され、前記複数の直流電路に
各々介挿されたブリツジ回路と、該ブリツジ回路
の正負出力端間に各々接続されたスイツチング制
御素子とを備えたので、装置の構成が簡単化され
て信頼性が向上するとともにスイツチング制御素
子の個数が非常に少なくて済み装置価格が大幅に
低廉化する。また、電気車の運転状態に応じて確
実に電力の供給又は電力の回生を行なうことがで
きるとともに、どの電車線で地絡事故が発生して
も事故電流を確実に遮断し安全を確保することが
できる。しかも地絡事故が発生した直流電路のみ
遮断することができるので、他の健全電車線下を
を走行する電気車は前記地絡事故の影響を受ける
こと無く安定した運転状態を維持することができ
る。さらに1電車線下に存在する回生電気車の回
生エネルギーは商用周波電源母線側へ回生される
ばかりで無く、他の電車線下に存在する力行電気
車にも供給されるので、電力利用率が著しく向上
する。さらに回生用のサイリスタ遮断器が全く不
要であるので、事故時の保護動作が非常に容易で
保護系そのものも簡素化できる。
(Effects of the Present Invention) As described above, according to the present invention, there is provided a forward power conversion device that converts AC power input from a commercial frequency power supply bus into DC power and supplies power running power to an electric vehicle;
A plurality of DC electric lines connecting a DC bus bar provided on the output side of the forward power converter and a plurality of overhead contact lines separated by sections, and regenerated power led through the plurality of DC electric lines are inversely converted into alternating current. A power supply device for a DC electric railway having a reverse power conversion device for regenerating power to the commercial frequency power supply bus side, comprising: a bridge circuit configured by bridge-connecting diodes and inserted into each of the plurality of DC circuits; Since switching control elements are connected between the positive and negative output terminals of the bridge circuit, the configuration of the device is simplified and reliability is improved, and the number of switching control devices is extremely small, reducing the device cost. Significantly cheaper. In addition, it is possible to reliably supply power or regenerate power depending on the operating status of the electric car, and to ensure safety by reliably cutting off the fault current even if a ground fault occurs on any contact line. I can do it. Furthermore, since only the DC circuit where a ground fault has occurred can be cut off, electric cars running under other healthy overhead contact lines can maintain stable operating conditions without being affected by the ground fault. . Furthermore, the regenerative energy of the regenerative electric cars that exist under one contact line is not only regenerated to the commercial frequency power supply bus side, but also supplied to the power running electric cars that exist under other contact lines, so the power utilization rate is reduced. Significantly improved. Furthermore, since a thyristor circuit breaker for regeneration is not required at all, protective operation in the event of an accident is extremely easy, and the protection system itself can be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図および第2図はともに従来の直流式電気
鉄道の給電装置を示す回路図、第3図は本発明の
一実施例を示す回路図、第4図は本発明の他の実
施例を示す回路図である。 1,26……順電力変換装置、2……逆電力変
換装置、3……直流母線、5a,5d……電車
線、11a〜11d……ブリツジ回路、12a〜
12p……ダイオード、14a〜14d……サイ
リスタ遮断器、15……電気車、16a,16b
……セクシヨン、21……サイリスタ変換器、2
3a,23b……サイリスタスイツチ、24a,
24b……ダイオード、25……循環電流抑制用
リアクトル、32……回生力行切換装置。
1 and 2 are both circuit diagrams showing a conventional DC electric railway power supply device, FIG. 3 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention. FIG. 1, 26...Forward power converter, 2...Reverse power converter, 3...DC bus, 5a, 5d...Telephone line, 11a-11d...Bridge circuit, 12a-
12p...Diode, 14a-14d...Thyristor circuit breaker, 15...Electric car, 16a, 16b
...Section, 21...Thyristor converter, 2
3a, 23b...thyristor switch, 24a,
24b...Diode, 25...Reactor for suppressing circulating current, 32...Regenerative power running switching device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 商用周波電源母線より入力される交流電力を
直流電力に変換して電気車に力行電力を供給する
順電力変換装置と、該順電力変換装置の出力側に
設けた直流母線とセクシヨンで区分された複数の
電車線とを結ぶ複数の直流電路と、該複数の直流
電路を介して導かれる回生電力を交流に逆変換し
て前記商用周波電源母線側へ回生する逆電力変換
装置とを有する直流式電気鉄道の給電装置におい
て、ダイオードをブリツジ接続して構成され、入
力側が前記複数の直流電路に各々介挿されたブリ
ツジ回路と、該ブリツジ回路の正負出力端間に
各々接続されたスイツチング制御素子とを備えた
ことを特徴とする直流式電気鉄道の給電装置。 2 前記スイツチング制御素子はサイリスタ遮断
器から成ることを特徴とする特許請求の範囲第1
項に記載の直流式電気鉄道の給電装置。
[Scope of Claims] 1. A forward power converter that converts AC power input from a commercial frequency power supply bus into DC power and supplies power to an electric vehicle, and a DC power converter provided on the output side of the forward power converter. A plurality of DC electric lines connecting the busbar and a plurality of overhead contact lines separated by sections, and reverse power that converts the regenerated power guided through the plurality of DC electric lines into alternating current and regenerates it to the commercial frequency power supply bus side. A power supply device for a DC electric railway having a converter device includes a bridge circuit configured by bridge-connecting diodes, the input side of which is inserted into each of the plurality of DC circuits, and a bridge circuit between the positive and negative output terminals of the bridge circuit, respectively. A power supply device for a DC electric railway, comprising a switching control element connected thereto. 2. Claim 1, wherein the switching control element comprises a thyristor circuit breaker.
The DC electric railway power supply device described in 2.
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