JPH11286229A - Power regenerative inverter device - Google Patents

Power regenerative inverter device

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JPH11286229A
JPH11286229A JP8990898A JP8990898A JPH11286229A JP H11286229 A JPH11286229 A JP H11286229A JP 8990898 A JP8990898 A JP 8990898A JP 8990898 A JP8990898 A JP 8990898A JP H11286229 A JPH11286229 A JP H11286229A
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power
rectifier
transformer
inverter device
power system
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Hiroshi Shinohara
博 篠原
Shigeo Konishi
茂雄 小西
Kenji Baba
謙二 馬場
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the installation space and cost of the whole device by connecting the A.C. side of a device for regenerating power from an electric car, between a transformer and a rectifier of a current feeding transformer station directly or through a reactor or an autotransformer. SOLUTION: A current feeding transformer station is provided to transform A.C. power into D.C. power by a rectifier 3 from a power system 1 through a transformer 2 and to feed power to a D.C. electric car 5 through a feeder 4. In the transformer station, the A.C. side of a power regenerative inverter device 9 for regenerating regenerative power from the D.C. electric car 5 to the power system 1 is directly connected between the transformer 2 and the rectifier 3 of the current feeding transformer station. The A.C. side of an inverter 7 of the power regenerative inverter device 9 can thus be connected between the transformer 2 and the rectifier 3 directly or through a reactor or an autotransformer. Installation space is therefore reduced, and cost can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、電気車から回生
される電力を電力系統に回生する電力回生インバータ装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power regenerating inverter for regenerating power regenerated from an electric vehicle to a power system.

【0002】[0002]

【従来の技術】図11に従来技術の実施例を示す。本図
では、直流電車5へ電力を電力系統1から供給するため
の変圧器2、整流器3と直流電車5からの回生電力を電
力系統1に回生する電力回生インバータ装置9による構
成が記載されている。電力系統1から直流電車5へ電力
を供給する場合、電力系統1から変圧器2を介し整流器
3で交流電力から直流電力へ変換し、き電線4を介して
直流電車5に直流電力を供給している。直流電車5では
図12のように記電線4から直流電力をパンタグラフ1
0、コンデンサ11を介して電力変換器12をインバー
タ動作させることでモータ13を駆動させる。また、直
流電車5が減速する場合は、モータ13を発電動作さ
せ、電力変換器12を整流器動作させてき電線4に電力
を回生させる(回生ブレーキ)。ここで、直流電車5か
らの回生電力は他の直流電車に供給されることが多い
が、他の直流電車が電力を必要としない場合は、この回
生電力によって直流電圧が上昇することで回生ブレーキ
が失効するため、電力回生インバータ装置9で交流に変
換し電力系統1に回生する。
2. Description of the Related Art FIG. 11 shows an embodiment of the prior art. In this figure, a configuration is described by a transformer 2 for supplying power to the DC train 5 from the power system 1, a rectifier 3, and a power regeneration inverter device 9 for regenerating regenerative power from the DC train 5 to the power system 1. I have. When power is supplied from the power system 1 to the DC train 5, the power is converted from AC power to DC power by the rectifier 3 via the transformer 2 from the power system 1, and DC power is supplied to the DC train 5 via the feeder line 4. ing. In the DC train 5, as shown in FIG.
0, the motor 13 is driven by causing the power converter 12 to perform an inverter operation via the capacitor 11. When the DC train 5 is decelerated, the motor 13 is operated to generate power, the power converter 12 is operated as a rectifier, and the electric power is regenerated to the electric wire 4 (regenerative braking). Here, the regenerative power from the DC train 5 is often supplied to other DC trains. However, when the other DC trains do not require power, the regenerative power causes the DC voltage to rise, thereby causing regenerative braking. Is revoked, and is converted to AC by the power regeneration inverter device 9 and regenerated to the power system 1.

【0003】ここで、電力回生インバータ装置9はイン
バータ7、リアクトル6、変圧器8で構成されている。
図13はインバータ7の構成例であり、この図では電圧
型インバータで構成した場合を示している。図13のイ
ンバータ7はGTOやIGBTのような自己消弧型半導
体素子15a〜15f、ダイオード16a〜16f、コ
ンデンサ14で構成されている。また、整流器3はダイ
オードまたはサイリスタで構成されている。
Here, the power regeneration inverter device 9 includes an inverter 7, a reactor 6, and a transformer 8.
FIG. 13 shows an example of the configuration of the inverter 7, and FIG. 13 shows a case where the inverter 7 is configured by a voltage type inverter. 13 includes self-extinguishing semiconductor devices 15a to 15f such as GTO and IGBT, diodes 16a to 16f, and a capacitor 14. The rectifier 3 is formed of a diode or a thyristor.

【0004】ここで、電圧型インバータの動作原理を図
14に示す。電圧型インバータは位相と振幅を自由に制
御できる電圧源Viとしてみなすことができ、電力系統
1の電圧をVsとすると、ViとVsの関係は変圧器8
の漏れインダクタンスXを介して(抵抗分は無視)接続
される等価回路として表せる。図14(b)、(c)に
示すベクトル図のように、Vsに対してViの振幅を変
えることで無効電力の制御が可能となる。
Here, the operation principle of the voltage type inverter is shown in FIG. The voltage-type inverter can be regarded as a voltage source Vi whose phase and amplitude can be freely controlled. When the voltage of the power system 1 is Vs, the relationship between Vi and Vs is expressed by the transformer 8
Can be expressed as an equivalent circuit connected via the leakage inductance X (ignoring the resistance component). As shown in the vector diagrams of FIGS. 14B and 14C, the reactive power can be controlled by changing the amplitude of Vi with respect to Vs.

【0005】このように変圧器8は、図13に示したイ
ンバータ7の電圧を電力系統1の電圧に昇圧又は降圧す
るとともに、その漏れインダクタンスを用いて電力系統
1に電力を回生する時の連系リアクトルとして用いられ
る。
As described above, the transformer 8 boosts or drops the voltage of the inverter 7 shown in FIG. 13 to the voltage of the power system 1 and uses the leakage inductance to regenerate power to the power system 1. Used as a system reactor.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ここで、図13に示す
インバータで電力回生インバータ装置9を構成した場
合、変圧器8は連系リアクトルとして必要であるが、変
圧器8によって電力回生インバータ装置9全体の設置ス
ペースが大きくなり、またコストが高くなるという問題
があった。
When the power regenerating inverter device 9 is constituted by the inverter shown in FIG. 13, the transformer 8 is required as an interconnection reactor. There has been a problem that the entire installation space is large and the cost is high.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するために、この発明では、電力回生インバータ装置の
交流側を直接又はリアクトルあるいは単巻線変圧器を介
してき電変電所の変圧器と整流器との間に接続する。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a transformer for an electric power substation substation directly or via a reactor or a single-winding transformer. And rectifier.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】第1の発明を示す実施例を図1に
示す。図1では、電力系統1から変圧器2を介し、整流
器3にて交流電力を直流電力に変換し、き電線4を介し
て直流電車5に電力を供給するき電変電所に、直流電車
5からの回生電力を電力系統1に回生する電力回生イン
バータ装置9の交流側を直接き電変電所の変圧器2と整
流器3の間に接続した構成を示している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an embodiment showing the first invention. In FIG. 1, a rectifier 3 converts AC power into DC power from a power system 1 via a transformer 2, and supplies power to a DC train 5 via a feeder line 4. 1 shows a configuration in which the AC side of a power regenerating inverter device 9 that regenerates regenerative power from a power system 1 is directly connected between a transformer 2 and a rectifier 3 of an electric substation.

【0009】直流電車5の回生電力によって、直流電圧
Edは上昇し、電力系統1から整流器3への電力供給は
無くなり、インバータ7は変圧器2の漏れインダクタン
スを連系リアクトルとし、電力系統1に接続された回路
となる。この回路において、電力系統1の電圧に対して
インバータ7の出力電圧の位相、振幅を変えることで直
流電車5からの回生電力を電力系統1に回生することが
できる。
[0009] The DC voltage Ed rises due to the regenerative power of the DC train 5 and the power supply from the power system 1 to the rectifier 3 is stopped. The inverter 7 uses the leakage inductance of the transformer 2 as a connection reactor and connects the power system 1 to the power system 1. It becomes a connected circuit. In this circuit, the regenerative power from the DC train 5 can be regenerated to the power system 1 by changing the phase and amplitude of the output voltage of the inverter 7 with respect to the voltage of the power system 1.

【0010】このように電力回生インバータ装置9のイ
ンバータ7の交流側を直接き電変電所の変圧器2と整流
器3の間に接続することで、設置スペースが小さい、低
コストな電力回生インバータ装置9を構成することがで
きる。第2の発明を示す実施例を図2に示す。図2で
は、電力系統1から変圧器2を介し、整流器3にて交流
電力を直流電力に変換し、き電線4を介して直流電車5
に電力を供給するき電変電所に、直流電車5からの回生
電力を直流変換装置17を介して電力系統1に回生する
電力回生インバータ装置9の交流側を直接き電変電所の
変圧器2と整流器3の間に接続した構成を示している。
As described above, by connecting the AC side of the inverter 7 of the power regeneration inverter device 9 directly between the transformer 2 and the rectifier 3 of the feeder substation, the installation space is small and the power regeneration inverter device is inexpensive. 9 can be configured. FIG. 2 shows an embodiment showing the second invention. In FIG. 2, the rectifier 3 converts the AC power into DC power from the power system 1 via the transformer 2 and the DC train 5 via the feeder line 4.
To the feeder substation that supplies power to the feeder substation, the AC side of the power regenerative inverter device 9 that regenerates the regenerative power from the DC train 5 to the power system 1 via the DC converter 17 directly to the transformer 2 of the feeder substation 3 shows a configuration connected between the rectifier 3 and the rectifier 3.

【0011】本構成は、インバータ7の出力電圧が変圧
器2と整流器3の間の電圧より低い場合に適用できる。
インバータ7は一般にPWM変調によって制御されるこ
とが多く、その出力電圧Viは、変調方式、直流電圧
E、変調度a、インバータ構成により異なるが、正弦波
変調、3相ブリッヂインバータの場合は数1のようにな
る。
This configuration can be applied when the output voltage of the inverter 7 is lower than the voltage between the transformer 2 and the rectifier 3.
The inverter 7 is generally controlled by PWM modulation, and its output voltage Vi varies depending on the modulation method, the DC voltage E, the modulation degree a, and the inverter configuration. become that way.

【0012】[0012]

【数1】 (Equation 1)

【0013】ここで、変圧器2と整流器3の間の電圧V
s=1200Vとし、数1においてEd=1650V、
a=0.9とした場合、Vi909Vとなり、Vsより
低くなるため変圧器2と整流器3との間にインバータ7
は連系できない。このため、直流電圧Edを直流変換装
置17で昇圧させ、インバータ7を連系できるようにす
る。
Here, the voltage V between the transformer 2 and the rectifier 3
s = 1200V, and in Equation 1, Ed = 1650V,
When a = 0.9, the voltage becomes Vi909V, which is lower than Vs, so that the inverter 7 is connected between the transformer 2 and the rectifier 3.
Cannot be interconnected. Therefore, the DC voltage Ed is boosted by the DC converter 17 so that the inverter 7 can be interconnected.

【0014】図3に直流変換装置17の構成例を示す。
図3の直流変換装置17はコンデンサ18、リアクトル
19、自己消弧型半導体素子20、ダイオード21で構
成され、一般に昇圧チョッパと呼ばれている。直流電車
5の回生電力によって、直流電圧Edは上昇し、電力系
統1から整流器3への電力供給は無くなり、電力回生イ
ンバータ装置9のインバータ7は変圧器2の漏れインダ
クタンスを連系リアクトルとし、電力系統1に接続され
た回路となる。この回路において、電力系統1の電圧に
対してインバータ7の出力電圧の位相、振幅を変えるこ
とで直流電車5からの回生電力を電力系統1に回生する
ことができる。
FIG. 3 shows a configuration example of the DC converter 17.
The DC converter 17 in FIG. 3 includes a capacitor 18, a reactor 19, a self-extinguishing type semiconductor element 20, and a diode 21, and is generally called a step-up chopper. Due to the regenerative power of the DC train 5, the DC voltage Ed rises, the power supply from the power system 1 to the rectifier 3 stops, and the inverter 7 of the power regenerative inverter device 9 uses the leakage inductance of the transformer 2 as an interconnected reactor, The circuit is connected to the system 1. In this circuit, the regenerative power from the DC train 5 can be regenerated to the power system 1 by changing the phase and amplitude of the output voltage of the inverter 7 with respect to the voltage of the power system 1.

【0015】このように電力回生インバータ装置9のイ
ンバータ7の交流側を直接き電変電所の変圧器2と整流
器3との間に接続し、直流側に直流変換装置17を接続
したことで、設置スペースが小さい、低コストな電力回
生インバータ装置9を構成することができる。第3の発
明を示す実施例を図4に示す。図4では、電力系統1か
ら3巻線変圧器22を介し、整流器23、24にて交流
電力を直流電力に変換し、き電線4を介して直流電車5
に電力を供給するき電変電所に、直流電車5からの回生
電力を電力系統1に回生する電力回生インバータ装置9
の交流側を直接き電変電所の3巻線変圧器22と整流器
24との間に接続した構成を示している。ここで、電力
回生インバータ装置9の交流側はき電変電所の3巻線変
圧器22と整流器23との間に接続されている。
As described above, the AC side of the inverter 7 of the power regeneration inverter device 9 is directly connected between the transformer 2 and the rectifier 3 of the feeder substation, and the DC converter 17 is connected to the DC side. An inexpensive power regeneration inverter device 9 with a small installation space can be configured. FIG. 4 shows an embodiment showing the third invention. In FIG. 4, the rectifiers 23 and 24 convert the AC power into DC power from the power system 1 via the three-winding transformer 22, and the DC train 5 via the feeder line 4.
Regenerative inverter device 9 that regenerates regenerative power from DC train 5 to power system 1 to a feeder substation that supplies power to
Is connected between the three-winding transformer 22 and the rectifier 24 of the feeder substation directly. Here, the AC side of the power regeneration inverter device 9 is connected between the three-winding transformer 22 and the rectifier 23 of the feeder substation.

【0016】本構成は、き電変電所の変圧器が3巻線変
圧器22で構成された場合に適用できる。直流電車5の
回生電力によって、直流電圧Edは上昇し、電力系統1
から整流器23、24への電力供給は無くなり、電力回
生インバータ装置9のインバータ7は変圧器22の漏れ
インダクタンスを連系リアクトルとし、電力系統1に接
続された回路となる。この回路において、電力系統1の
電圧に対してインバータ7の出力電圧の位相、振幅を変
えることで直流電車5からの回生電力を電力系統1に回
生することができる。
This configuration can be applied when the transformer of the feeder substation is constituted by the three-winding transformer 22. Due to the regenerative power of the DC train 5, the DC voltage Ed rises and the power system 1
, Power supply to the rectifiers 23 and 24 is eliminated, and the inverter 7 of the power regenerative inverter device 9 becomes a circuit connected to the power system 1 using the leakage inductance of the transformer 22 as a connection reactor. In this circuit, the regenerative power from the DC train 5 can be regenerated to the power system 1 by changing the phase and amplitude of the output voltage of the inverter 7 with respect to the voltage of the power system 1.

【0017】このように電力回生インバータ装置9のイ
ンバータ7の交流側を直接き変電所の3巻線変圧器22
と整流器24(又は23)との間に接続したことで、設
置スペースが小さい、低コストな電力回生インバータ装
置9を構成することができる。第4の発明を示す実施例
を図5に示す。図5では、電力系統1から変圧器2を介
し、整流器3にて交流電力を直流電力に変換し、き電線
4を介して直流電車5に電力を供給するき電変電所に、
直流電車5からの回生電力を電力系統1に回生する電力
回生インバータ装置9の交流側をリアクトル25を介し
てき電変電所の変圧器2と整流器3との間に接続した構
成を示している。
As described above, the AC side of the inverter 7 of the power regeneration inverter device 9 is directly connected to the three-winding transformer 22 of the substation.
By connecting between the rectifier 24 and the rectifier 24 (or 23), the power regeneration inverter device 9 with a small installation space and low cost can be configured. FIG. 5 shows an embodiment showing the fourth invention. In FIG. 5, a rectifier 3 converts AC power into DC power from a power system 1 via a transformer 2 and supplies power to a DC train 5 via a feeder line 4 to a feeder substation.
A configuration is shown in which the AC side of a power regeneration inverter device 9 that regenerates regenerative power from the DC train 5 to the power system 1 is connected between the transformer 2 and the rectifier 3 of the substation via a reactor 25.

【0018】本構成は、整流器3と電力回生インバータ
装置9が同時に動作する時、整流器3の転流による線間
短絡時に電力回生インバータ装置9からの過電流を抑制
する場合に適用できる。直流電車5の回生電力によっ
て、直流電圧Edは上昇し、電力系統1から整流器3へ
の電力供給は無くなり、インバータ7は変圧器2の漏れ
インダクタンスとリアクトル25を連系リアクトルと
し、電力系統1に接続された回路となる。この回路にお
いて、電力系統1の電圧に対してインバータ7の出力電
圧の位相、振幅を変えることで直流電車5からの回生電
力を電力系統1に回生することができる。
This configuration can be applied to the case where the rectifier 3 and the power regenerating inverter 9 operate simultaneously and the overcurrent from the power regenerating inverter 9 is suppressed at the time of short circuit between lines due to commutation of the rectifier 3. Due to the regenerative power of the DC train 5, the DC voltage Ed rises, the power supply from the power system 1 to the rectifier 3 is stopped, and the inverter 7 uses the leakage inductance of the transformer 2 and the reactor 25 as a connection reactor, and the power system 1 It becomes a connected circuit. In this circuit, the regenerative power from the DC train 5 can be regenerated to the power system 1 by changing the phase and amplitude of the output voltage of the inverter 7 with respect to the voltage of the power system 1.

【0019】また、整流器3から直流電車5へ力行電力
を供給している場合、電力回生インバータ装置9により
整流器3の力率を補償することも考えられる。この場
合、電力回生インバータ装置9の交流側を直接接続する
と、整流器3の転流時に整流器3の線間が一瞬短絡され
るモードにより、電力回生インバータ装置9から過大な
電流が流れ、機器を破壊させることになる。このことか
ら、リアクトル25を設置することで、整流器3の転流
時の過電流を抑制することができる。
When powering power is supplied from the rectifier 3 to the DC train 5, the power factor of the rectifier 3 may be compensated by the power regeneration inverter device 9. In this case, if the AC side of the power regeneration inverter device 9 is directly connected, an excessive current flows from the power regeneration inverter device 9 due to a mode in which the lines of the rectifier 3 are momentarily short-circuited during commutation of the rectifier 3, thereby destroying the device. Will be. For this reason, by installing the reactor 25, it is possible to suppress an overcurrent during commutation of the rectifier 3.

【0020】このように電力回生インバータ装置9のイ
ンバータ7の交流側をリアクトル25を介して、き電変
電所の変圧器2と整流器3との間に接続したことで、設
置スペースが小さい、低コストな電力回生インバータ装
置9を構成することができる。また、この電力回生イン
バータ装置9は整流器3の力率補償機能も有する。第5
の発明を示す実施例を図6に示す。図6では、電力系統
1から変圧器2を介し、整流器3にて交流電力を直流電
力に変換し、き電線4を介して直流電車5に電力を供給
するき電変電所に、直流電車5からの回生電力を直流変
換装置を介して電力系統1に回生する電力回生インバー
タ装置9の交流側をリアクトル25を介してき電変電所
の変圧器2と整流器3との間に接続した構成を示してい
る。
Since the AC side of the inverter 7 of the power regeneration inverter device 9 is connected between the transformer 2 and the rectifier 3 of the feeder substation via the reactor 25 as described above, the installation space is small and low. An inexpensive power regeneration inverter device 9 can be configured. The power regeneration inverter device 9 also has a power factor compensation function for the rectifier 3. Fifth
FIG. 6 shows an embodiment of the present invention. In FIG. 6, the rectifier 3 converts AC power into DC power from the power system 1 via the transformer 2 and supplies power to the DC train 5 via the feeder line 4. Shows a configuration in which the AC side of a power regenerative inverter device 9 for regenerating regenerative electric power from a DC converter into the power system 1 is connected between a transformer 2 and a rectifier 3 of an electric substation via a reactor 25. ing.

【0021】本構成は、インバータ7の出力電圧が変圧
器2と整流器3との間の電圧より低い場合、整流器3と
電力回生インバータ装置9が同時に動作する時、整流器
3の転流による線間短絡時に電力回生インバータ装置9
からの過電流を抑制する場合に適用できる。直流電車5
の回生電力によって、直流電圧Edは上昇し、電力系統
1から整流器3への電力供給は無くなり、インバータ7
は変圧器2の漏れインダクタンスとリアクトル25を連
系リアクトルとし、電力系統1に接続された回路とな
る。この回路において、電力系統1の電圧に対して、直
流変換装置17で直流電圧Edを昇圧し、インバータ7
の出力電圧の位相、振幅を変えることで直流電車5から
の回生電力を電力系統1に回生することができる。
When the output voltage of the inverter 7 is lower than the voltage between the transformer 2 and the rectifier 3 when the rectifier 3 and the power regenerating inverter 9 operate simultaneously, the line-to-line Power regeneration inverter device 9 in case of short circuit
It can be applied when suppressing overcurrent from DC train 5
, The DC voltage Ed rises, and the power supply from the power system 1 to the rectifier 3 is stopped, and the inverter 7
Is a circuit connected to the power system 1 by using the leakage inductance of the transformer 2 and the reactor 25 as an interconnecting reactor. In this circuit, the DC voltage Ed is boosted by the DC converter 17 with respect to the voltage of the power
The regenerative power from the DC train 5 can be regenerated to the power system 1 by changing the phase and the amplitude of the output voltage of the DC train 5.

【0022】また、整流器3から直流電車5へ力行電力
を供給している場合、電力回生インバータ装置9により
整流器3の力率を補償することも考えられる。この場
合、電力回生インバータ装置9の交流側を直接接続する
と、整流器3の転流時に整流器3の線間が一瞬短絡され
るモードにより、電力回生インバータ装置9から過大な
電流が流れ、機器を破壊させることになる。このことか
ら、リアクトル25を設置することで、整流器3の転流
時の過電流を抑制することができる。
When powering power is supplied from the rectifier 3 to the DC train 5, the power factor of the rectifier 3 may be compensated by the power regeneration inverter device 9. In this case, if the AC side of the power regeneration inverter device 9 is directly connected, an excessive current flows from the power regeneration inverter device 9 due to a mode in which the lines of the rectifier 3 are momentarily short-circuited during commutation of the rectifier 3, thereby destroying the device. Will be. For this reason, by installing the reactor 25, it is possible to suppress an overcurrent during commutation of the rectifier 3.

【0023】このように電力回生インバータ装置9のイ
ンバータ7の交流側をリアクトル25を介してき電変電
所の変圧器2と整流器3との間に接続し、直流側に直流
変換装置17を接続したことで、設置スペースが小さ
い、低コストな電力回生インバータ装置9を構成するこ
とができる。また、この電力回生インバータ装置9は整
流器3の力率補償機能も有する。
As described above, the AC side of the inverter 7 of the power regeneration inverter device 9 is connected between the transformer 2 and the rectifier 3 of the substation via the reactor 25, and the DC converter 17 is connected to the DC side. Thus, it is possible to configure the low-cost power regeneration inverter device 9 having a small installation space. The power regeneration inverter device 9 also has a power factor compensation function for the rectifier 3.

【0024】第6の発明を示す実施例を図7に示す。図
7では、電力系統1から3巻線変圧器22を介し、整流
器23、24にて交流電力を直流電力に変換し、き電線
4を介して直流電車5に電力を供給するき電変電所に、
直流電車5からの回生電力を電力系統1に回生する電力
回生インバータ装置9の交流側をリアクトル25を介し
てき電変電所の3巻線変圧器22と整流器24との間に
接続した構成を示している。ここで、電力回生インバー
タ装置9の交流側をき電変電所の3巻線変圧器22と整
流器23との間に接続してもよい。
FIG. 7 shows an embodiment showing the sixth invention. In FIG. 7, a feeder substation that converts AC power into DC power at rectifiers 23 and 24 from a power system 1 via a three-winding transformer 22 and supplies power to a DC train 5 via a feeder line 4. To
4 shows a configuration in which the AC side of a power regenerating inverter device 9 for regenerating regenerative power from a DC train 5 to a power system 1 is connected between a three-winding transformer 22 and a rectifier 24 of a substation via a reactor 25. ing. Here, the AC side of the power regeneration inverter device 9 may be connected between the three-winding transformer 22 and the rectifier 23 of the feeding substation.

【0025】本構成は、き電変電所の変圧器が3巻線変
圧器22で構成された場合、整流器24(又は23)と
電力回生インバータ装置9が同時に動作する時、整流器
の転流による線間短絡時に電力回生インバータ装置9か
らの過電流を抑制する場合に適用できる。直流電車5の
回生電力によって、直流電圧Edは上昇し、電力系統1
から整流器23、24への電力供給は無くなり、電力回
生インバータ装置9のインバータ7は変圧器22の漏れ
インダクタンスとリアクトル25を連系リアクトルと
し、電力系統1に接続された回路となる。この回路にお
いて、電力系統1の電圧に対してインバータ7の出力電
圧の位相、振幅を変えることで直流電車5からの回生電
力を電力系統1に回生することができる。
This configuration is based on commutation of the rectifier when the rectifier 24 (or 23) and the power regenerating inverter 9 operate simultaneously when the transformer of the feeder substation is constituted by the three-winding transformer 22. It can be applied to the case where the overcurrent from the power regeneration inverter device 9 is suppressed at the time of the line short circuit. Due to the regenerative power of the DC train 5, the DC voltage Ed rises and the power system 1
, Power supply to the rectifiers 23 and 24 is eliminated, and the inverter 7 of the power regenerating inverter device 9 becomes a circuit connected to the power system 1 by using the leakage inductance of the transformer 22 and the reactor 25 as an interconnecting reactor. In this circuit, the regenerative power from the DC train 5 can be regenerated to the power system 1 by changing the phase and amplitude of the output voltage of the inverter 7 with respect to the voltage of the power system 1.

【0026】また、整流器23、24から直流電車5へ
力行電力を供給している場合、電力回生インバータ装置
9により整流器24(又は23)の力率を補償すること
も考えられる。この場合、電力回生インバータ装置9の
交流側を直接接続すると、整流器が転流する時に整流器
23、24の線間が一瞬短絡されるモードにより、電力
回生インバータ装置9から過大な電流が流れ、機器を破
壊させることになる。このことから、リアクトル25を
設置することで、整流器の転流時の過電流を抑制するこ
とができる。
When powering power is supplied from the rectifiers 23 and 24 to the DC train 5, the power factor of the rectifier 24 (or 23) may be compensated by the power regeneration inverter device 9. In this case, if the AC side of the power regeneration inverter device 9 is directly connected, an excessive current flows from the power regeneration inverter device 9 due to a mode in which the lines of the rectifiers 23 and 24 are momentarily short-circuited when the rectifier commutates. Will be destroyed. For this reason, by installing the reactor 25, it is possible to suppress an overcurrent at the time of commutation of the rectifier.

【0027】このように電力回生インバータ装置9のイ
ンバータ7の交流側をリアクトル25を介してき電変電
所の3巻線変圧器22と整流器24(又は23)との間
に接続したことで、設置スペースが小さい、低コストな
電力回生インバータ装置9を構成することができる。ま
た、この電力回生インバータ装置9は整流器24(又は
23)の力率補償機能も有する。
As described above, since the AC side of the inverter 7 of the power regeneration inverter device 9 is connected between the three-winding transformer 22 and the rectifier 24 (or 23) of the feeder substation via the reactor 25, the installation is performed. A low-cost power regeneration inverter device 9 with a small space can be configured. The power regeneration inverter device 9 also has a power factor compensation function for the rectifier 24 (or 23).

【0028】第7の発明を示す実施例を図8に示す。図
8では、電力系統1から変圧器2を介し、整流器3にて
交流電力を直流電力に変換し、き電線4を介して直流電
車5に電力を供給するき電変電所に、直流電車5からの
回生電力を電力系統1に回生する電力回生インバータ装
置9の交流側を単巻線変圧器26を介してき電変電所の
変圧器2と整流器3との間に接続した構成を示してい
る。
FIG. 8 shows an embodiment showing the seventh invention. In FIG. 8, the rectifier 3 converts the AC power into DC power from the power system 1 via the transformer 2, and supplies power to the DC train 5 via the feeder line 4. 1 shows a configuration in which the AC side of a power regenerative inverter device 9 for regenerating regenerative power from a power system 1 is connected between a transformer 2 and a rectifier 3 of a feeder substation via a single-winding transformer 26. .

【0029】本構成は、インバータ7の出力電圧が変圧
器2と整流器3との間の電圧より低い場合に適用でき
る。直流電車5の回生電力によって、直流電圧Edは上
昇し、電力系統1から整流器3への電力供給は無くな
り、インバータ7は単巻線変圧器26と変圧器2の漏れ
インダクタンスを連系リアクトルとし、電力系統1に接
続された回路となる。この回路において、電力系統1の
電圧に対してインバータ7の出力電圧の位相、振幅を変
えることで直流電車5からの回生電力を電力系統1に回
生することができる。単巻線変圧器26の結線例を図9
に示す。
This configuration can be applied when the output voltage of the inverter 7 is lower than the voltage between the transformer 2 and the rectifier 3. Due to the regenerative power of the DC train 5, the DC voltage Ed rises, the power supply from the power system 1 to the rectifier 3 stops, and the inverter 7 uses the leakage inductance of the single-winding transformer 26 and the transformer 2 as an interconnection reactor, The circuit is connected to the power system 1. In this circuit, the regenerative power from the DC train 5 can be regenerated to the power system 1 by changing the phase and amplitude of the output voltage of the inverter 7 with respect to the voltage of the power system 1. FIG. 9 shows a connection example of the single winding transformer 26.
Shown in

【0030】このように電力回生インバータ装置9のイ
ンバータ7の交流側を単巻線変圧器26を介してき電変
電所の変圧器2と整流器3との間に接続したことで、設
置スペースが小さい、低コストな電力回生インバータ装
置9を構成することができる。第8の発明を示す実施例
を図10に示す。図10では、電力系統1から変圧器2
を介し、整流器3にて交流電力を直流電力に変換し、き
電線4を介して直流電車5に電力を供給するき電変電所
に、直流電車5からの回生電力を電力系統1に回生する
電力回生インバータ装置9の交流側を単巻線変圧器2
6、リアクトル25を介してき電変電所の変圧器2と整
流器3との間に接続した構成を示している。
As described above, since the AC side of the inverter 7 of the power regeneration inverter device 9 is connected between the transformer 2 and the rectifier 3 of the electric substation via the single-winding transformer 26, the installation space is small. Thus, the low-cost power regeneration inverter device 9 can be configured. An embodiment showing the eighth invention is shown in FIG. In FIG. 10, the transformer 2
, The AC power is converted to DC power by the rectifier 3, and the regenerative power from the DC train 5 is regenerated to the power system 1 at a feeder substation that supplies power to the DC train 5 via the feeder line 4. The AC side of the power regeneration inverter device 9 is connected to the single winding transformer 2
6, a configuration connected between the transformer 2 and the rectifier 3 of the feeder substation via the reactor 25 is shown.

【0031】本構成は、インバータ7の出力電圧が変圧
器2と整流器3との間の電圧より低い場合、整流器3と
電力回生インバータ装置9が同時に動作する時、整流器
3の転流による線間短絡時に電力回生インバータ装置9
からの過電流を抑制する場合に適用できる。直流電車5
の回生電力によって、直流電圧Edは上昇し、電力系統
1から整流器3への電力供給は無くなり、インバータ7
は単巻線変圧器26と変圧器2の漏れインダクタンス、
リアクトル25を連系リアクトルとし、電力系統1に接
続された回路となる。この回路において、電力系統1の
電圧に対してインバータ7の出力電圧の位相、振幅を変
えることで直流電車5からの回生電力を電力系統1に回
生することができる。
When the output voltage of the inverter 7 is lower than the voltage between the transformer 2 and the rectifier 3, when the rectifier 3 and the power regenerating inverter 9 operate simultaneously, the line-to-line Power regeneration inverter device 9 in case of short circuit
It can be applied when suppressing overcurrent from DC train 5
, The DC voltage Ed rises, and the power supply from the power system 1 to the rectifier 3 is stopped, and the inverter 7
Is the leakage inductance of the single-winding transformer 26 and the transformer 2,
The reactor 25 is an interconnection reactor, and is a circuit connected to the power system 1. In this circuit, the regenerative power from the DC train 5 can be regenerated to the power system 1 by changing the phase and amplitude of the output voltage of the inverter 7 with respect to the voltage of the power system 1.

【0032】また、整流器3から直流電車5へ力行電力
を供給している場合、電力回生インバータ装置9により
整流器3の力率を補償することも考えられる。この場
合、電力回生インバータ装置9の交流側を単巻線変圧器
26を介して接続すると、この単巻線変圧器26の漏れ
インダクタンスによって、整流器3の転流時による電力
回生インバータ装置9からの過大な電流を抑制できると
考えられる。しかし、単巻線変圧器26の漏れインダク
タンスだけでは抑制効果が充分得られない場合は、電力
回生インバータ装置9から過大な電流が流れ、機器を破
壊させることになる。このことから、リアクトル25を
設置することで、整流器3の転流時の過電流を抑制する
ことができる。
When powering power is supplied from the rectifier 3 to the DC train 5, the power factor of the rectifier 3 may be compensated by the power regeneration inverter device 9. In this case, when the AC side of the power regeneration inverter device 9 is connected via the single-winding transformer 26, the leakage inductance of the single-winding transformer 26 causes the power regenerative inverter device 9 to generate a current from the power regeneration inverter device 9 when the rectifier 3 commutates. It is considered that excessive current can be suppressed. However, if the suppression effect cannot be sufficiently obtained only by the leakage inductance of the single-winding transformer 26, an excessive current flows from the power regenerating inverter device 9 and the device is destroyed. For this reason, by installing the reactor 25, it is possible to suppress an overcurrent during commutation of the rectifier 3.

【0033】このように電力回生インバータ装置9のイ
ンバータ7の交流側をリアクトル25、単巻線変圧器2
6を介してき電変電所の変圧器2と整流器3との間に接
続したことで、設置スペースが小さい、低コストな電力
回生インバータ装置9を構成することができる。また、
この電力回生インバータ装置9は整流器3の力率補償機
能も有する。
As described above, the AC side of the inverter 7 of the power regeneration inverter device 9 is connected to the reactor 25 and the single winding transformer 2.
By connecting between the transformer 2 and the rectifier 3 of the feeder substation via 6, it is possible to configure the low-cost power regeneration inverter device 9 having a small installation space. Also,
This power regeneration inverter device 9 also has a power factor compensation function of the rectifier 3.

【0034】[0034]

【発明の効果】電力回生インバータ装置の交流側を直
接、又はリアクトルあるいは単巻線変圧器を介してき電
変電所の変圧器と整流器の間に接続することで設置スペ
ースが小さく、低コストな電力回生インバータ装置を構
成することができる。
According to the present invention, by connecting the AC side of the power regeneration inverter device directly or through a reactor or a single-winding transformer between the transformer and the rectifier of the feeder substation, the installation space is small and the power consumption is low. A regenerative inverter device can be configured.

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

【図1】第1の発明の実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the first invention.

【図2】第2の発明の実施例を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing an embodiment of the second invention.

【図3】直流変換装置の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a DC converter.

【図4】第3の発明の実施例を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing an embodiment of the third invention.

【図5】第4の発明の実施例を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing an embodiment of the fourth invention.

【図6】第5の発明の実施例を示す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram showing an embodiment of the fifth invention.

【図7】第6の発明の実施例を示す構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram showing an embodiment of the sixth invention.

【図8】第7の発明の実施例を示す構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram showing an embodiment of the seventh invention.

【図9】単巻線変圧器の結線例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a connection example of a single-winding transformer.

【図10】第8の発明の実施例を示す構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram showing an embodiment of the eighth invention.

【図11】従来技術を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing a conventional technique.

【図12】直流電車の構成例を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of a DC train.

【図13】インバータの構成例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of an inverter.

【図14】インバータの動作原理を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating an operation principle of the inverter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…電力系統、2…変圧器、3…整流器、4…き電線、
5…直流電車、6…リアクトル、7…インバータ、8…
変圧器、9…電力回生インバータ装置、10…パンタグ
ラフ、11…コンデンサ、12…電力変換器、13…モ
ータ、14…コンデンサ、15a〜15f…自己消弧型
半導体素子、16a〜16f…ダイオード、17…直流
変換装置、18…コンデンサ、19…リアクトル、20
…自己消弧型半導体素子、21…ダイオード、22…3
巻線変圧器、23…整流器、24…整流器、25…リア
クトル、26…単巻線変圧器
1 ... power system, 2 ... transformer, 3 ... rectifier, 4 ... feeder wire,
5 ... DC train, 6 ... Reactor, 7 ... Inverter, 8 ...
Transformer, 9: power regenerative inverter device, 10: pantograph, 11: capacitor, 12: power converter, 13: motor, 14: capacitor, 15a to 15f: self-extinguishing type semiconductor element, 16a to 16f: diode, 17 ... DC converter, 18 ... Condenser, 19 ... Reactor, 20
... Self-extinguishing semiconductor element, 21 ... Diode, 22 ... 3
Winding transformer, 23 ... Rectifier, 24 ... Rectifier, 25 ... Reactor, 26 ... Single winding transformer

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電力系統から電気車へ電力を供給するため
に変圧器、整流器で構成されたき電変電所に設置され、
電気車からの回生電力を電力系統に回生するためのイン
バータ装置の交流側を直接き電変電所の変圧器と整流器
との間に接続することを特徴とした電力回生インバータ
装置。
1. A feeder substation comprising a transformer and a rectifier to supply electric power from an electric power system to an electric vehicle,
An electric power regenerative inverter device characterized in that an AC side of an inverter device for regenerating regenerative electric power from an electric vehicle to a power system is directly connected between a transformer and a rectifier of an electric substation.
【請求項2】電力系統から電気車へ電力を供給するため
に変圧器、整流器で構成されたき電変電所に設置され、
電気車からの回生電力を電力系統に回生するインバータ
装置の直流側に直流変換装置を接続し、交流側を直接き
電変電所の変圧器と整流器との間に接続することを特徴
とした電力回生インバータ装置。
2. A feeder substation comprising a transformer and a rectifier for supplying electric power from an electric power system to an electric vehicle,
Electric power characterized by connecting a DC converter to the DC side of an inverter device that regenerates regenerative electric power from an electric vehicle to the power system, and connecting the AC side directly between a transformer and a rectifier in a feeder substation. Regenerative inverter device.
【請求項3】電力系統から電気車へ電力を供給するため
に3巻変圧器、整流器で構成されたき電変電所に設置さ
れ、電気車からの回生電力を電力系統に回生するインバ
ータ装置の交流側を直接き電変電所の3巻変圧器と整流
器との間に接続することを特徴とした電力回生インバー
タ装置。
3. An alternating current of an inverter installed in a feeder substation composed of a three-winding transformer and a rectifier for supplying electric power from the electric power system to the electric vehicle, and regenerating regenerated electric power from the electric vehicle to the electric power system. A power regenerative inverter device characterized in that the side is connected directly between a three-turn transformer and a rectifier of a feeder substation.
【請求項4】電力系統から電気車へ電力を供給するため
に変圧器、整流器で構成されたき電変電所に設置され、
電気車からの回生電力を電力系統に回生するインバータ
装置の交流側をリアクトルを介してき電変電所の変圧器
と整流器との間に接続することを特徴とした電力回生イ
ンバータ装置。
4. A feeder substation comprising a transformer and a rectifier for supplying power from the power system to the electric vehicle,
A power regenerative inverter device characterized in that an AC side of an inverter device for regenerating regenerative electric power from an electric vehicle to a power system is connected between a transformer and a rectifier of an electric substation via a reactor.
【請求項5】電力系統から電気車へ電力を供給するため
に変圧器、整流器で構成されたき電変電所に設置され、
電気車からの回生電力を電力系統に回生するインバータ
装置の直流側に直流変換装置を接続し、交流側をリアク
トルを介してき電変電所の変圧器と整流器との間に接続
することを特徴とした電力回生インバータ装置。
5. A feeder substation comprising a transformer and a rectifier for supplying electric power from an electric power system to an electric vehicle;
A DC converter is connected to the DC side of an inverter that regenerates regenerative electric power from the electric vehicle to the power system, and the AC side is connected between the transformer and the rectifier of the substation via a reactor. Power regeneration inverter device.
【請求項6】電力系統から電気車へ電力を供給するため
に3巻変圧器、整流器で構成されたき電変電所に設置さ
れ、電気車からの回生電力を電力系統に回生するインバ
ータ装置の交流側をリアクトルを介してき電変電所の3
巻変圧器と整流器との間に接続することを特徴とした電
力回生インバータ装置。
6. An alternating current of an inverter installed in a feeder substation composed of a three-winding transformer and a rectifier for supplying electric power from an electric power system to an electric vehicle, and regenerating regenerated electric power from the electric vehicle to the electric power system. Side of the substation via reactor
A power regeneration inverter device connected between a winding transformer and a rectifier.
【請求項7】電力系統から電気車へ電力を供給するため
に変圧器、整流器で構成されたき電変電所に設置され、
電気車からの回生電力を電力系統に回生するインバータ
装置の交流側を単巻線変圧器を介してき電変電所の変圧
器と整流器との間に接続することを特徴とした電力回生
インバータ装置。
7. A feeder substation comprising a transformer and a rectifier for supplying electric power from an electric power system to an electric vehicle,
A power regenerative inverter device characterized in that an AC side of an inverter device for regenerating regenerative electric power from an electric vehicle to a power system is connected between a transformer and a rectifier of a substation through a single-winding transformer.
【請求項8】電力系統から電気車へ電力を供給するため
に変圧器、整流器で構成されたき電変電所に設置され、
電気車からの回生電力を電力系統に回生するインバータ
装置の交流側を単巻線変圧器、リアクトルを介してき電
変電所の変圧器と整流器との間に接続することを特徴と
した電力回生インバータ装置。
8. A feeder substation comprising a transformer and a rectifier for supplying electric power from an electric power system to an electric vehicle,
A power regenerative inverter characterized by connecting the AC side of an inverter device that regenerates regenerative electric power from an electric car to a power system between a transformer and a rectifier in a substation through a single-winding transformer and a reactor apparatus.
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