JPH0755633B2 - 電気鉄道の変電所制御方法 - Google Patents
電気鉄道の変電所制御方法Info
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- JPH0755633B2 JPH0755633B2 JP22951885A JP22951885A JPH0755633B2 JP H0755633 B2 JPH0755633 B2 JP H0755633B2 JP 22951885 A JP22951885 A JP 22951885A JP 22951885 A JP22951885 A JP 22951885A JP H0755633 B2 JPH0755633 B2 JP H0755633B2
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Description
【発明の詳細な説明】 A. 産業上の利用分野 この発明は電気鉄道の変電所制御方法に関する。
B. 発明の概要 この発明は電気鉄道の変電所制御方法において、力行電
流あるいは回生電流が零となる前に検出してサイリスタ
変換器をコンバータモードからインバータモードあるい
はインバータモードからコンバータモードに切り替える
ようにしたことにより、 切替による遅れがなくパンタグラフ点の電圧上昇を抑え
ることができるとともに車両の停電の発生も防止でき
る。
流あるいは回生電流が零となる前に検出してサイリスタ
変換器をコンバータモードからインバータモードあるい
はインバータモードからコンバータモードに切り替える
ようにしたことにより、 切替による遅れがなくパンタグラフ点の電圧上昇を抑え
ることができるとともに車両の停電の発生も防止でき
る。
C. 従来の技術 第５図は変電所の概略構成図で、第５図において、ACは
交流電源、RECはインバータ．コンバータ切替可能なサ
イリスタ変換器、DA1.DA2は第1,第２ダイオード,CB1,CB
2は第1,第２静止形遮断器で、この第1,第２静止形遮断
器CB1,CB2はサイリスタ変換器RECがインバータ運転のと
きにオン制御される。LNは電車線路、RAはレールであ
る。このように構成された変電所は通常第６図に示すよ
うな電圧特性となるように制御される。第６図におい
て、図示ａ点からｂ点とｍ点からｎ点までは一定電圧制
御特性域、図示ｂ点からｃ点はサイリスタ変換器RECの
電圧変動率に従つた電圧変動域、また図示ａ点からｍ点
は電圧制御域である。なお図示ｄ点は切替設定電圧値で
ある。
交流電源、RECはインバータ．コンバータ切替可能なサ
イリスタ変換器、DA1.DA2は第1,第２ダイオード,CB1,CB
2は第1,第２静止形遮断器で、この第1,第２静止形遮断
器CB1,CB2はサイリスタ変換器RECがインバータ運転のと
きにオン制御される。LNは電車線路、RAはレールであ
る。このように構成された変電所は通常第６図に示すよ
うな電圧特性となるように制御される。第６図におい
て、図示ａ点からｂ点とｍ点からｎ点までは一定電圧制
御特性域、図示ｂ点からｃ点はサイリスタ変換器RECの
電圧変動率に従つた電圧変動域、また図示ａ点からｍ点
は電圧制御域である。なお図示ｄ点は切替設定電圧値で
ある。
次に第６図に示す電圧特性にもとづいた第５図に示す変
電所の動作を述べる。
電所の動作を述べる。
（イ）サイリスタ変換器RECをコンバータ運転からイン
バータ運転へ切替えるには次のようにして行う。
バータ運転へ切替えるには次のようにして行う。
第1,第２静止形遮断器CB1,CB2はオフ、サイリスタ変換
器RECはコンバータモードにて運転している状態におい
て、電気車側の回生電流が流れ始めると力行電流が減少
し、やがて零となる。
器RECはコンバータモードにて運転している状態におい
て、電気車側の回生電流が流れ始めると力行電流が減少
し、やがて零となる。
この後、電気車の回生電流は吸収されないため、電気車
のパンタグラフ点の電圧が上昇する。この電圧上昇は変
電所母線電圧の上昇となる。そこで、回生が開始され、
変電所母線電圧が第６図に示す設定電圧値ｄ点以上にな
つたことを検出した時点にサイリスタ変換器RECをイン
バーターモードに切替える。この切替えとともに第1,第
２静止形遮断器CB1,CB2をオンさせて、インバータ運転
に入る。
のパンタグラフ点の電圧が上昇する。この電圧上昇は変
電所母線電圧の上昇となる。そこで、回生が開始され、
変電所母線電圧が第６図に示す設定電圧値ｄ点以上にな
つたことを検出した時点にサイリスタ変換器RECをイン
バーターモードに切替える。この切替えとともに第1,第
２静止形遮断器CB1,CB2をオンさせて、インバータ運転
に入る。
（ロ）サイリスタ変換器RECをインバータ運転からコン
バータ運転へ切替えるには次のようにして行う。
バータ運転へ切替えるには次のようにして行う。
回生が終了に近づくとともに変電所母線電圧は下降し始
め、第６図に示す設定電圧値ｄ点以下になつた時点で、
第1,第２静止形遮断器CB1,CB2をオフし、サイリスタ変
換器RECをコンバータモードに切替える。
め、第６図に示す設定電圧値ｄ点以下になつた時点で、
第1,第２静止形遮断器CB1,CB2をオフし、サイリスタ変
換器RECをコンバータモードに切替える。
D. 発明が解決しようとする問題点 （イ）上記のようにサイリスタ変換器をコンバータ運転
からインバータ運転へ切替えるときに、回生車両が走行
している場合、回生電流を吸収する負荷がないと、前述
したように急激にパンタグラフ点の電圧が上昇する。一
般に電気車には過電圧保護継電器（OVR）が設置されて
いるために、この保護範囲までパンタグラフ電圧が上昇
するるとその継電器が動作してしまう。するとその電気
車は回生制動を停止し、空気制動へ切替わるため、円滑
な制動ができなくなつて乗客に不快感を与てしまう問題
点があるとともに回生電力の損失にもなり不経済な運転
となつてしまう。
からインバータ運転へ切替えるときに、回生車両が走行
している場合、回生電流を吸収する負荷がないと、前述
したように急激にパンタグラフ点の電圧が上昇する。一
般に電気車には過電圧保護継電器（OVR）が設置されて
いるために、この保護範囲までパンタグラフ電圧が上昇
するるとその継電器が動作してしまう。するとその電気
車は回生制動を停止し、空気制動へ切替わるため、円滑
な制動ができなくなつて乗客に不快感を与てしまう問題
点があるとともに回生電力の損失にもなり不経済な運転
となつてしまう。
（ロ）また、インバータ運転からコンバータ運転へ切替
えるとき、回生車両と力行車両の組み合せ等により急速
に回生電流から力行電流へ変化するような場合、切替遅
れのためにコンバータモードになつていない場合が生じ
る。このようなときにその電気車にサイリスタ等を用い
た補機があると、5mSの停電でも電気車が停止してしま
う問題がある。
えるとき、回生車両と力行車両の組み合せ等により急速
に回生電流から力行電流へ変化するような場合、切替遅
れのためにコンバータモードになつていない場合が生じ
る。このようなときにその電気車にサイリスタ等を用い
た補機があると、5mSの停電でも電気車が停止してしま
う問題がある。
E. 問題点を解決するための手段 この発明は力行電流あるいは回生電流が零となる前に検
出した電流と、予め電気車の補機電流以下に設定された
切替設定電流とが一致した後に、サイリスタ変換器のコ
ンバータモードからインバータモードあるいはインバー
タモードからコンバータモードに切替える指令を切替器
に与えるようにしたものである。
出した電流と、予め電気車の補機電流以下に設定された
切替設定電流とが一致した後に、サイリスタ変換器のコ
ンバータモードからインバータモードあるいはインバー
タモードからコンバータモードに切替える指令を切替器
に与えるようにしたものである。
F. 作用 サイリスタ変換器をコンバータモードからインバータモ
ードに切替える動作は次のように行われる。回生が始ま
り、回生電流が増加し、力行電流が減少して力行電流が
零に近づく。力行電流が零に近くなり、電気車の補機電
流以下になつたときに、サイリスタ整流器にコンバータ
モードからインバータモード切替指令を与えて、サイリ
スタ変換器をインバータモードに切替える。サイリスタ
変換器を上記のような制御手段を用いて切替えることに
より、切替遅れが生じないため、パンタグラフ電圧上昇
が生じない。
ードに切替える動作は次のように行われる。回生が始ま
り、回生電流が増加し、力行電流が減少して力行電流が
零に近づく。力行電流が零に近くなり、電気車の補機電
流以下になつたときに、サイリスタ整流器にコンバータ
モードからインバータモード切替指令を与えて、サイリ
スタ変換器をインバータモードに切替える。サイリスタ
変換器を上記のような制御手段を用いて切替えることに
より、切替遅れが生じないため、パンタグラフ電圧上昇
が生じない。
G. 実施例 以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。第
１図は変電所の電圧，電流特性を示す特性図で、第１図
において、縦軸には電圧をとり、横軸の零点から右方向
には、力行電流（変電所出力電流）を、また、零点から
左方向には回生電流（変電所入力電流）をとつてある。
第１図のａ−ｂ間は母線電圧を1400V一定とした区間、
ｂ−ｃ間は変電所出力電流（力行電流）10A以上を検知
し、母線電圧を1500Vに上昇させる区間である。以下ｃ
−ｄ間は母船電圧を1500V一定とする区間、ｄ−ｅ間は
変電所出力電流が定格電流以上となつた場合に、母線電
圧をサイリスタ変換器の電圧変動率に従つて降下させる
区間である。ｆ−ｇ間は母線電圧を1450V一定に制御さ
せる区間、ｇ−ｈ間は変電所入力電流（回生電流）が10
A以上になつたことを検知し、母線電圧を1550Vに上昇さ
せる区間、ｈ−ｉ間は母線電圧を1550V一定に制御する
区間である。
１図は変電所の電圧，電流特性を示す特性図で、第１図
において、縦軸には電圧をとり、横軸の零点から右方向
には、力行電流（変電所出力電流）を、また、零点から
左方向には回生電流（変電所入力電流）をとつてある。
第１図のａ−ｂ間は母線電圧を1400V一定とした区間、
ｂ−ｃ間は変電所出力電流（力行電流）10A以上を検知
し、母線電圧を1500Vに上昇させる区間である。以下ｃ
−ｄ間は母船電圧を1500V一定とする区間、ｄ−ｅ間は
変電所出力電流が定格電流以上となつた場合に、母線電
圧をサイリスタ変換器の電圧変動率に従つて降下させる
区間である。ｆ−ｇ間は母線電圧を1450V一定に制御さ
せる区間、ｇ−ｈ間は変電所入力電流（回生電流）が10
A以上になつたことを検知し、母線電圧を1550Vに上昇さ
せる区間、ｈ−ｉ間は母線電圧を1550V一定に制御する
区間である。
上記第１図に示した変電所の電圧，電流特性図におい
て、各区間、特にサイリスタ変換器をコンバータモード
からインバータモードに切替制御する場合について第２
図を用いて述べる。
て、各区間、特にサイリスタ変換器をコンバータモード
からインバータモードに切替制御する場合について第２
図を用いて述べる。
第２図は変電所および電気車両の等価回路図で、Esは変
電所電圧、Isは変電所出力（入力）電流、Vpはき電線電
圧、Iauxは車両補機電流Lfは車両フイルタリアクトル、
Cfは車両フイルタコンデンサVcはフイルタコンデンサ電
圧、Itは回生電流、Igは電動機電流、DMは電動機、Chは
チヨツパである。上記等価回路において、いま回生が始
まり、回生電流Itが増加して補機電流Iauxに近づいてく
ると、変電所出力電流IsはIs＝Iaux−Itにより、補機電
流以下に減少する。変電所出力電流Isが第１図に示す10
A以下となつたことを検知すると、変電所電圧Esは1500V
から1400Vに降下されるように制御される。変電所電圧E
sが降下したことにより、フイルタコンデンサCfの放電
電流は増加され、It＝Iauxとなる。この結果、補機電流
Iauxは全てフイルタコンデンサCfから供給されるように
なる。その後フイルタコンデンサCfの電圧Vcは1400V近
くまで下降する。このときにインバータ．コンバータ切
替器（図示省略）を動作させてサイリスタ変換器をコン
バータモードからインバータモードへ切り替える。この
切り替え動作中にフイルタコンデンサCfの電圧Vcは一時
上昇するけれども、切り替え前に1400V近辺まで下降さ
せてあるため何ら支障はない。なお、切り替え中、補機
電流はフイルタコンデンサCfから供給される。
電所電圧、Isは変電所出力（入力）電流、Vpはき電線電
圧、Iauxは車両補機電流Lfは車両フイルタリアクトル、
Cfは車両フイルタコンデンサVcはフイルタコンデンサ電
圧、Itは回生電流、Igは電動機電流、DMは電動機、Chは
チヨツパである。上記等価回路において、いま回生が始
まり、回生電流Itが増加して補機電流Iauxに近づいてく
ると、変電所出力電流IsはIs＝Iaux−Itにより、補機電
流以下に減少する。変電所出力電流Isが第１図に示す10
A以下となつたことを検知すると、変電所電圧Esは1500V
から1400Vに降下されるように制御される。変電所電圧E
sが降下したことにより、フイルタコンデンサCfの放電
電流は増加され、It＝Iauxとなる。この結果、補機電流
Iauxは全てフイルタコンデンサCfから供給されるように
なる。その後フイルタコンデンサCfの電圧Vcは1400V近
くまで下降する。このときにインバータ．コンバータ切
替器（図示省略）を動作させてサイリスタ変換器をコン
バータモードからインバータモードへ切り替える。この
切り替え動作中にフイルタコンデンサCfの電圧Vcは一時
上昇するけれども、切り替え前に1400V近辺まで下降さ
せてあるため何ら支障はない。なお、切り替え中、補機
電流はフイルタコンデンサCfから供給される。
切り替え終了時、（ア）フイルタコンデンサCfの電圧Vc
が変電所電圧Esの1550Vより高ければ変電所は即時に回
生動作を行ないます。（イ）フイルタコンデンサCfの電
圧Vcが変電所電圧Esの1550V以下ならば変電所はインバ
ータモードで待期しフイルタコンデンサ電圧Vcが上昇
し、変電所電圧ESが1550V以上になつた時点より回生動
作を行なう。以上の切り替え動作をチヤートに示したも
のが第３図である。
が変電所電圧Esの1550Vより高ければ変電所は即時に回
生動作を行ないます。（イ）フイルタコンデンサCfの電
圧Vcが変電所電圧Esの1550V以下ならば変電所はインバ
ータモードで待期しフイルタコンデンサ電圧Vcが上昇
し、変電所電圧ESが1550V以上になつた時点より回生動
作を行なう。以上の切り替え動作をチヤートに示したも
のが第３図である。
上記のような動作でサイリスタ変換器を切り替えれば、
補機電流は切断されず変電所またはフイルタコンデンサ
Cfより供給されるとともにパンタグラフ電圧が一時的に
上昇することもない。
補機電流は切断されず変電所またはフイルタコンデンサ
Cfより供給されるとともにパンタグラフ電圧が一時的に
上昇することもない。
次にサイリスタ変換器をインバータモードからコンバー
タモードへ切り替える制御方法について述べる。
タモードへ切り替える制御方法について述べる。
回生が終わりに近づき、変電所入力電流Isが零に近づい
て、変電所入力電流が第１図に示す10A以下となつたこ
とを検知すると、変電所電圧Esを1550Vから1450Vに降下
するように制御する。このとき、フイルタコンデンサCf
の電圧Vcは変電所電圧ESの下降により低下し、1450V近
辺までになる。ここで、インバータ・コンバータ切替器
を動作させてサイリスタ変換器をインバータモードから
コンバータモードへ切り替える。この切り替え動作中
に、フイルタコンデンサCfの電圧Vcは一時上昇するけれ
ども切り替え前に1450V近辺まで下降させてあるため何
ら支障はない、なお、切り替え動作中、補機電流はフイ
ルタコンデンサCfより供給される。前記切り替えが終了
すれば、フイルタコンデンサCfの電圧Vsは変電所電圧Es
の1500V以下となつているため、変電所出力電流Isが流
れ始める。以上の切り替え動作をチャートに示したもの
が第４図である。
て、変電所入力電流が第１図に示す10A以下となつたこ
とを検知すると、変電所電圧Esを1550Vから1450Vに降下
するように制御する。このとき、フイルタコンデンサCf
の電圧Vcは変電所電圧ESの下降により低下し、1450V近
辺までになる。ここで、インバータ・コンバータ切替器
を動作させてサイリスタ変換器をインバータモードから
コンバータモードへ切り替える。この切り替え動作中
に、フイルタコンデンサCfの電圧Vcは一時上昇するけれ
ども切り替え前に1450V近辺まで下降させてあるため何
ら支障はない、なお、切り替え動作中、補機電流はフイ
ルタコンデンサCfより供給される。前記切り替えが終了
すれば、フイルタコンデンサCfの電圧Vsは変電所電圧Es
の1500V以下となつているため、変電所出力電流Isが流
れ始める。以上の切り替え動作をチャートに示したもの
が第４図である。
上記に示したようにサイリスタ変換器を切り替え動作さ
せれば、補機電流Iauxは切断されないため車両の停電は
発生せず車両停止も防止できる。
せれば、補機電流Iauxは切断されないため車両の停電は
発生せず車両停止も防止できる。
H. 発明の効果 以上述べたように、この発明によれば、サイリスタ変換
器をコンバータモードからインバータモードへ切り替え
るときでもパンタグラフ点の電圧上昇を発生させないた
め電気車の走行に何ら影響を与えないとともにインバー
タモードからコンバータモードへの切り替えるときでも
停電を発生させないため、上記と同様に電気車の走行に
は支障を生じない。
器をコンバータモードからインバータモードへ切り替え
るときでもパンタグラフ点の電圧上昇を発生させないた
め電気車の走行に何ら影響を与えないとともにインバー
タモードからコンバータモードへの切り替えるときでも
停電を発生させないため、上記と同様に電気車の走行に
は支障を生じない。
第１図から第４図はこの発明の実施例を説明するための
もので、第１図は変電所の電圧，電流特性図、第２図は
変電所および電気車両の等価回路図、第３図および第４
図は切り替え時の動作チヤート、第５図および第６図は
従来例の変電所概略構成図および変電所電圧電流特性図
である。 REC……サイリスタ変換器、Es……変電所電圧、Is……
変電所出力（入力）電流、Iaux……補機電流、It……回
生電流。
もので、第１図は変電所の電圧，電流特性図、第２図は
変電所および電気車両の等価回路図、第３図および第４
図は切り替え時の動作チヤート、第５図および第６図は
従来例の変電所概略構成図および変電所電圧電流特性図
である。 REC……サイリスタ変換器、Es……変電所電圧、Is……
変電所出力（入力）電流、Iaux……補機電流、It……回
生電流。
Claims (1)
- 【請求項１】力行電流あるいは回生電流が零となる前に
検出した電流と、予め電気車の補機電流以下に設定され
た切替設定電流とが一致した後にサイリスタ変換器をコ
ンバータモードからインバータモードあるいはインバー
タモードからコンバータモードに切替える指令を切替器
に与えるようにしたことを特徴とする電気鉄道の変電所
制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22951885A JPH0755633B2 (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | 電気鉄道の変電所制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22951885A JPH0755633B2 (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | 電気鉄道の変電所制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6288629A JPS6288629A (ja) | 1987-04-23 |
| JPH0755633B2 true JPH0755633B2 (ja) | 1995-06-14 |
Family
ID=16893427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22951885A Expired - Lifetime JPH0755633B2 (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | 電気鉄道の変電所制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0755633B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2553782Y2 (ja) * | 1990-03-08 | 1997-11-12 | 株式会社明電舎 | 直流式電気鉄道の電圧抑制装置 |
| JP5760761B2 (ja) * | 2011-07-01 | 2015-08-12 | 株式会社明電舎 | 直流き電電源の制御装置 |
-
1985
- 1985-10-15 JP JP22951885A patent/JPH0755633B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6288629A (ja) | 1987-04-23 |
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