JPH1042466A - 電気鉄道用直流フィルタ装置 - Google Patents

電気鉄道用直流フィルタ装置

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JPH1042466A
JPH1042466A JP8207921A JP20792196A JPH1042466A JP H1042466 A JPH1042466 A JP H1042466A JP 8207921 A JP8207921 A JP 8207921A JP 20792196 A JP20792196 A JP 20792196A JP H1042466 A JPH1042466 A JP H1042466A
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JP
Japan
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filter
frequency
electric railway
filter device
power supply
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JP8207921A
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English (en)
Inventor
Yutaka Onishi
豊 大西
Teruo Nakasu
暉雄 中須
Hiroshi Maeda
宏 前田
Ichiro Shimada
一郎 島田
Kunio Tsunakawa
邦雄 綱川
Hisahiro Yabe
久博 矢部
Toshiaki Nishikawa
敏明 西川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shizuki Electric Co Inc
West Japan Railway Co
Original Assignee
Shizuki Electric Co Inc
West Japan Railway Co
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 き電線路に含まれる高調波成分の十分な低減
を図りつつ、その小型化及びコストダウンを図ることが
可能な電気鉄道用直流フィルタ装置を提供する。 【解決手段】 電気鉄道用直流変電所において、12相
整流器22で形成される直流電圧波形の平滑用として使
用する。変圧器20の漏れインピーダンスを利用して直
列リアクトルの働きをさせる。交流電源周波数の12倍
の周波数の高調波成分を吸収する第1フィルタ分路11
と、同じく24倍の周波数の高調波成分を吸収する第2
フィルタ分路12とを、共振コンデンサ4、5と共振リ
アクトル7、8とで形成して設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電気鉄道の直流
き電電流に含まれる脈動電流が原因となり発生する通信
線への誘導障害を防止、もしくは軽減すること等の目的
で使用される電気鉄道用直流フィルタ装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来より電気鉄道における直流正極側端
子及び直流負極側端子への電力の供給は、三相交流電源
を全波整流した直流電源によって行われている。ところ
がこの直流電源には、原理的に交流電源周波数(50H
z又は60Hz)の6m倍(m=1,2,3・・・)の
高調波成分を含むため、これをき電線路に送電すると、
き電線路に平行して敷設されている通信線に誘導障害が
発生する可能性がある。このため直流フィルタ装置を設
けて上記高調波成分を吸収し、き電線路に含まれる高調
波成分を低減することが図られている(特開平3−26
1326号公報)。
【0003】図3は、上記従来の直流フィルタ装置を使
用したシステム構成を示す図である。同図において19
は三相交流電源であり、この交流電源19の電圧が変圧
器40によって降圧され、その後に整流器41により全
波整流され直流に変換される。そして上記変圧器40と
整流器41とによって6相整流器42を構成している。
直流正極側端子14と直流負極側端子15との間に出力
される直流電圧波形には、上述のように交流電源19の
周波数の6m倍(m=1,2,3・・・)の高調波成分
が含まれるが、このうち6倍の高調波成分は共振コンデ
ンサ34と共振リアクトル37とで構成される第1フィ
ルタ分路31に、12倍の高調波成分は共振コンデンサ
35と共振リアクトル38とで構成される第2フィルタ
分路32に、18倍の高調波成分は共振コンデンサ36
と共振リアクトル39とで構成される第3フィルタ分路
33に、それぞれ吸収される。
【0004】このとき上記直流フィルタ装置では、変圧
器40の漏れインピーダンスに着目し、これによって各
フィルタ分路31、32、33に流入する高調波電流を
制限するようにしている。通常、直流負極側端子15に
介設される直列リアクトルは、レール17を介して電車
18に供給されるき電電流が流れるため大容量となる
が、この直列リアクトルの働きを変圧器40によってさ
せているので、上記直流フィルタ装置ではこの直列リア
クトルを省略することが可能となっている。そしてこの
ような構成により、上記従来の直流フィルタ装置では、
価格、設置面積、重量等の低減を図ることができるよう
になっていた。また同図における43は、上記直流フィ
ルタ装置の構成範囲を示している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の直流フィルタ装置では、直列リアクトルは不要となる
ものの、き電線路に含まれる高調波成分を十分に低減す
るためには3つのフィルタ分路31、32、33が必要
となる。また変圧器40の漏れインピーダンスによって
各フィルタ分路31、32、33に流入する高調波電流
を制限しているため、各フィルタ分路31、32、33
を構成する共振コンデンサ34、35、36及び共振リ
アクトル37、38、39にはある程度の高調波定格が
必要となる。これらのことより、上記従来の直流フィル
タ装置では、そのさらなる小型化、低コスト化には限界
が生じていた。一方、近年の電気鉄道用直流変電所にお
いては、交流電源側への高調波量を低減して規制をクリ
アするため、従来の6相整流器に代えて12相整流器を
用いることが多くなってきている。
【0006】この発明は、上記従来の欠点を解決するた
めになされたものであって、その目的は、き電線路に含
まれる高調波成分の十分な低減を図りつつ、その小型化
及びコストダウンを図ることが可能な電気鉄道用直流フ
ィルタ装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】そこで請求項1の電気鉄
道用直流フィルタ装置は、電気鉄道用直流変電所におい
て12相整流器22で形成される直流電圧波形の平滑用
として使用され、共振コンデンサ4、5と共振リアクト
ル7、8とを互いに直列接続して成るフィルタ分路1
1、12を備えた電気鉄道用直流フィルタ装置であっ
て、上記フィルタ分路11、12は、所定の周波数を有
する高調波成分を吸収する第1フィルタ分路11と、こ
れと異なる周波数を有する高調波成分を吸収する第2フ
ィルタ分路12とであることを特徴としている。
【0008】上記請求項1の電気鉄道用直流フィルタ装
置では、12相整流器22で形成された直流電圧波形の
平滑用として使用するようにしているので、各共振コン
デンサ4、5及び共振リアクトル7、8の高調波定格を
小さくすることができ、また2つのフィルタ分路11、
12によって直流電源に含まれる高調波成分を十分に低
減することができる。従ってき電線路に含まれる高調波
成分を十分に低減しながら、その小型化及びコストダウ
ンを図ることが可能となる。
【0009】また請求項2の電気鉄道用直流フィルタ装
置は、変圧器20の漏れインピーダンスを利用して直列
リアクトルを省略したことを特徴としている。
【0010】上記請求項2の電気鉄道用直流フィルタ装
置では、変圧器20の漏れインピーダンスを、12相整
流器22で形成された直流電圧波形の平滑用として使用
するようにしているので、直列リアクトルを省略しても
各共振コンデンサ4、5及び共振リアクトル7、8に必
要となる高調波定格を抑制することができる。従って、
より一層の小型化及びコストダウンを図ることが可能と
なる。
【0011】さらに請求項3の電気鉄道用直流フィルタ
装置は、上記第1フィルタ分路11は、交流電源周波数
の12倍の周波数を有する高調波成分を吸収するもので
あり、第2フィルタ分路12は、上記交流電源周波数の
24倍の周波数を有する高調波成分を吸収するものであ
ることを特徴としている。
【0012】上記請求項3の電気鉄道用直流フィルタ装
置では、直流電源に含まれる高調波成分を確実に低減す
ることが可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】次に、この発明の電気鉄道用直流
フィルタ装置の具体的な実施の形態について、図面を参
照しつつ詳細に説明する。
【0014】図2は、上記直流フィルタ装置の構成図で
ある。同図において1は収納箱10と電路とを絶縁する
ための貫通碍子であり、2は充放電の切り替えを行う断
路器であり、3は共振コンデンサ4、5の残留電荷を放
電するための放電抵抗器である。また11は、交流電源
周波数の12倍の周波数の高調波電流を吸収する共振コ
ンデンサ4と共振リアクトル7とで構成された第1フィ
ルタ分路であり、12は、同じく24倍の周波数の高調
波電流を吸収する共振コンデンサ5と共振リアクトル8
とで構成された第2フィルタ分路である。そして13は
直流フィルタ装置の構成範囲を示し、14は直流正極側
端子、15は直流負荷側端子、16はき電線路、17は
レールである。
【0015】図1は、上記直流フィルタ装置を使用した
システム構成を示す図である。同図において19は三相
交流電源であり、この交流電源19の交流電圧は変圧器
20で降圧され、その後、整流器21によって整流され
直流電圧に変換される。そして上記変圧器20と整流器
21とによって、12相整流器22が構成されている。
なお同図における18は電車である。また上記変圧器2
0の漏れインピーダンスを利用することにより、上記直
流フィルタ装置では、図3に示す従来例と同様に直列リ
アクトルを省略した構成を採用している。
【0016】上記システムでは、上述のように変圧器2
0と整流器21とによって12相整流器を構成してい
る。従って直流電圧波形には、交流電源周波数の12m
倍(m=1,2,3・・・)の高調波成分が含まれるこ
とになる。つまり、6相整流器を用いて形成した直流電
圧波形に含まれていた高調波成分のうち、交流電源周波
数の6倍、18倍・・・のものは存在しないということ
である。従って従来は交流電源周波数の6倍の高調波成
分、12倍の高調波成分及び18倍の高調波成分に対応
して3つのフィルタ分路31、32、33(図3参照)
を設けていたが、上記直流フィルタ装置では、交流電源
周波数の12倍の高調波成分と24倍の高調波成分とに
対応する2つのフィルタ分路11、12のみを設けてい
る。また直流電圧波形に含まれる高調波成分の量は、周
波数が高いものほど少なくなる。従って上記直流フィル
タ装置では、従来の直流フィルタ装置で最も大型となっ
ていた交流電源周波数の6倍の高調波成分を吸収するた
めの共振コンデンサ34と共振リアクトル37とを省略
できることになる。また高調波成分が少なくなるので、
直列リアクトルを省略しても共振コンデンサ4、5及び
共振リアクトル7、8に必要とされる高調波定格は抑制
され、これによってこれらの共振コンデンサ4、5及び
共振リアクトル7、8が大型化するのを回避することが
できる。
【0017】上記のようにこの発明の一実施形態の直流
フィルタ装置では、第1フィルタ分路11及び第2フィ
ルタ分路12の2つのフィルタ分路によって、き電線路
に含まれる高調波成分を十分かつ確実に低減することが
できる。しかも共振コンデンサ4、5及び共振リアクト
ル7、8には大きな高調波定格が必要とされることがな
い。従って上記直流フィルタ装置では、その小型化及び
コストダウンを図ることができる。
【0018】また上記では変圧器20の漏れインピーダ
ンスを利用して直列リアクトルを省略したが、変圧器2
0の特性やその他の条件によっては、直列リアクトルを
設けるようにしてもよい。
【0019】
【発明の効果】上記請求項1の電気鉄道用直流フィルタ
装置では、12相整流器で形成された直流電圧波形の平
滑用として使用するようにしているので、各共振コンデ
ンサ及び共振リアクトルの高調波定格を小さくすること
ができ、また2つのフィルタ分路によって直流電源に含
まれる高調波成分を十分に低減することができる。従っ
てき電線路に含まれる高調波成分を十分に低減しなが
ら、その小型化及びコストダウンを図ることが可能とな
る。
【0020】また請求項2の電気鉄道用直流フィルタ装
置では、変圧器の漏れインピーダンスを、12相整流器
で形成された直流電圧波形の平滑用として使用するよう
にしているので、直列リアクトルを省略しても各共振コ
ンデンサ及び共振リアクトルに必要となる高調波定格を
抑制することができる。従って、より一層の小型化及び
コストダウンを図ることが可能となる。
【0021】さらに請求項3の電気鉄道用直流フィルタ
装置では、直流電源に含まれる高調波成分を確実に低減
することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態の電気鉄道用直流フィル
タ装置を使用したシステム構成図である。
【図2】上記直流フィルタ装置の構成図である。
【図3】従来例の直流フィルタ装置を使用したシステム
構成図である。
【符号の説明】
4 共振コンデンサ 5 共振コンデンサ 7 共振リアクトル 8 共振リアクトル 11 第1フィルタ分路 12 第2フィルタ分路 20 変圧器 22 12相整流器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 宏 大阪府大阪市北区芝田二丁目4番24号 西 日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 島田 一郎 兵庫県西宮市大社町10番45号 株式会社指 月電機製作所内 (72)発明者 綱川 邦雄 兵庫県西宮市大社町10番45号 株式会社指 月電機製作所内 (72)発明者 矢部 久博 兵庫県西宮市大社町10番45号 株式会社指 月電機製作所内 (72)発明者 西川 敏明 兵庫県西宮市大社町10番45号 株式会社指 月電機製作所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気鉄道用直流変電所において12相整
    流器(22)で形成される直流電圧波形の平滑用として
    使用され、共振コンデンサ(4)(5)と共振リアクト
    ル(7)(8)とを互いに直列接続して成るフィルタ分
    路(11)(12)を備えた電気鉄道用直流フィルタ装
    置であって、上記フィルタ分路(11)(12)は、所
    定の周波数を有する高調波成分を吸収する第1フィルタ
    分路(11)と、これと異なる周波数を有する高調波成
    分を吸収する第2フィルタ分路(12)とであることを
    特徴とする電気鉄道用直流フィルタ装置。
  2. 【請求項2】 変圧器(20)の漏れインピーダンスを
    利用して直列リアクトルを省略したことを特徴とする請
    求項1の電気鉄道用直流フィルタ装置。
  3. 【請求項3】 上記第1フィルタ分路(11)は、交流
    電源周波数の12倍の周波数を有する高調波成分を吸収
    するものであり、第2フィルタ分路(12)は、上記交
    流電源周波数の24倍の周波数を有する高調波成分を吸
    収するものであることを特徴とする請求項1又は請求項
    2の電気鉄道用直流フィルタ装置。
JP8207921A 1996-07-17 1996-07-17 電気鉄道用直流フィルタ装置 Pending JPH1042466A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2070248A1 (ja) * 1969-12-03 1971-09-10 Bayer Ag
CN104085317A (zh) * 2014-06-23 2014-10-08 北京交通大学 一种直流电气化铁道牵引网感应电压吸收装置
CN104085318A (zh) * 2014-06-23 2014-10-08 北京交通大学 钢轨谐振接地装置
CN109703417A (zh) * 2018-11-14 2019-05-03 中铁第四勘察设计院集团有限公司 直流电压的谐波抑制装置及车辆牵引供电装置

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