JPS5833135B2 - DC electric railway power supply device - Google Patents

DC electric railway power supply device

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JPS5833135B2
JPS5833135B2 JP5138980A JP5138980A JPS5833135B2 JP S5833135 B2 JPS5833135 B2 JP S5833135B2 JP 5138980 A JP5138980 A JP 5138980A JP 5138980 A JP5138980 A JP 5138980A JP S5833135 B2 JPS5833135 B2 JP S5833135B2
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power
regenerative
breaker
thyristor
power supply
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JP5138980A
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Inventor
潤 上野
日出男 田中
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は地下鉄の給電システムで代表される直流式電気
鉄道の給電装置に係り、特に回生用インバータを適用し
た給電系で当該インバータが事故を生じた場合とか、さ
らには所定の選択しゃ断時に際して、健全回線側へは何
らの影響を与える事なく事故回線のみを確実に選択しゃ
断できる給電装置を提供しようとするものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a power supply system for a DC electric railway, typified by a subway power supply system, and is particularly applicable to a power supply system to which a regenerative inverter is applied, when an accident occurs in the inverter, and furthermore, To provide a power supply device that can reliably selectively cut off only a faulty line without giving any influence to a healthy line at the time of a predetermined selective cutoff.

地下鉄の給電システムで代表される直流式電気鉄道の給
電装置にあっては、エネルギーの有効利用と云う省資源
の時流に沿って、回生運転時にある車両よりの回生パワ
ーを商用周波電源母線側へ回生する回生用インバータを
適用するケースが増えつつある。
DC electric railway power supply equipment, such as subway power supply systems, uses regenerative power from the vehicle during regenerative operation to be transferred to the commercial frequency power supply bus, in line with the trend toward resource conservation and effective use of energy. The number of cases in which regenerative inverters are used for regeneration is increasing.

かかる回生用インバータを適用した場合の代表的な給電
装置を示したのが第1図で、同図で1は所望の交流電力
が給電される商用周波電源母線で、2は交流しゃ断器で
、3、は入力される交流電力を所定の電圧値に降圧する
変圧器で、32は後述する回生用インバータの出カドラ
ンスである。
Figure 1 shows a typical power supply device to which such a regenerative inverter is applied, in which 1 is a commercial frequency power supply bus to which desired AC power is supplied, 2 is an AC breaker, 3 is a transformer that steps down the input AC power to a predetermined voltage value, and 32 is an output transformer of a regenerative inverter to be described later.

4は入力される交流電力を直流電力に順変換する層重力
変換装置で、この装置はサイリスタをブリッジ接続して
構成され一般にはサイリスタ整流器と呼称されている。
Reference numeral 4 denotes a layer gravity conversion device for converting input AC power into DC power. This device is constructed by connecting thyristors in a bridge manner and is generally called a thyristor rectifier.

5はサイリスタをブリッジ接続して構成した回生用イン
バータで、回生車両よりの回生パワー(直流電力)を交
流電力に逆変換して商用周波電源母線側へ回生する為の
ものであって、6は層重力変換装置の直流出力側に設け
られる直流正極母線で、この母線下に直流式高速度しゃ
断器72〜T5 と断路器8、〜84とをそれぞれ直列
接続した各直流電路が接続され、さらにこれら直流電路
に各き電線91,92が接続され図示しないカ行車両に
所要のカ行パワーが給電される様になっている。
5 is a regenerative inverter configured by bridge-connecting thyristors, and is used to convert the regenerative power (DC power) from the regenerative vehicle into AC power and regenerate it to the commercial frequency power supply bus side. A DC positive electrode bus bar is provided on the DC output side of the layer gravity converter, and each DC current circuit in which DC high-speed circuit breakers 72 to T5 and disconnectors 8 and 84 are connected in series is connected under this bus bar. Feeder wires 91 and 92 are connected to these DC circuits so that required power is supplied to a non-illustrated vehicle.

71は直流式高速度しゃ断器で、101及び10□はそ
れぞれ軌条を示す。
71 is a DC high-speed breaker, and 101 and 10□ each indicate a rail.

さてこの様に構成される従来の給電装置の動作は、商用
周波電源母線1より入力される交流電力を変圧器31で
適当な電圧値に降圧して、この降圧した交流電力を層重
力変換装置4で直流電力に変換し、この直流電力を各直
流電路を通して図示しないカ行車両に供給する事によっ
て所定のカ行駆動を行なうものであるが、かかるカ行運
転時に於て、き電線9□下に回生運転時にある車両があ
る様な場合、この回生車両よりの回生パワーは、回生車
両→き電線92→断路器84(又は81)→直流式高速
度しゃ断器75(又は7□ )→直流正極母線6→直流
式高速度しゃ断器71→リアクトルL2→回生用インバ
ータ5→変圧器3□の経路を通して商用周波電源母線側
へ回生されると同時に、回生車両→き電線92→断路器
84(又は81)→直流式高速度しゃ断器75(又は7
□ )→直流正極母線6→直流式高速度しゃ断器73(
又は74)→断路器8□ (又は83)→き電線91→
図示しないカ行車両の経路で、他方のき電線下にあるカ
行車両に回生車両よりの回生電力がカ行パワーとして供
給される。
The operation of the conventional power supply device configured in this way is to step down the AC power input from the commercial frequency power supply bus 1 to an appropriate voltage value by the transformer 31, and then transfer the stepped-down AC power to the layer gravity converter. 4 is converted into DC power, and this DC power is supplied to a car (not shown) through each DC electric circuit to perform a specified car drive. During such car drive, the feeder line 9 If there is a vehicle below that is in regenerative operation, the regenerative power from this regenerative vehicle is transferred from the regenerative vehicle → feeder line 92 → disconnector 84 (or 81) → DC high-speed breaker 75 (or 7□) → At the same time, the power is regenerated to the commercial frequency power supply bus through the path of DC positive bus 6 → DC high-speed breaker 71 → reactor L2 → regeneration inverter 5 → transformer 3□, and at the same time, the regenerative vehicle → feeder line 92 → disconnector 84 (or 81) → DC high speed breaker 75 (or 7
) → DC positive electrode bus 6 → DC high-speed breaker 73 (
or 74) → Disconnector 8□ (or 83) → Feeder wire 91 →
On the path of the vehicle (not shown), regenerative power from the regenerative vehicle is supplied as power to the vehicle located under the other feeder line.

この様に回生車両よりの回生パワーが商用周波電源母線
側、さらには他方のカ行車両側へ回生されるので時流に
沿った給電システムと云える。
In this way, the regenerative power from the regenerative vehicle is regenerated to the commercial frequency power supply bus side and further to the other traveling vehicle side, so it can be said to be a power feeding system that follows the current trend.

しかし乍らかかる給電装置で問題となるのは、第1に装
置全体を保護するしゃ断器として直流式高速度しゃ断器
を適用している事である。
However, the problem with such a power supply device is that, first, a DC high-speed breaker is used as a breaker to protect the entire device.

この様に直流式高速度しゃ断器であれば機構そのものが
機械的操作によるものであるからして、しゃ断操作に長
時間を要していたずらに事故を拡大するむそれがある。
As described above, since the mechanism itself of a DC type high-speed breaker is based on mechanical operation, it takes a long time to perform the breaker operation, which may unnecessarily aggravate accidents.

さらにしゃ断器そのものが非常に大きいので変電所の設
備面積にかiりのスペースを必要として設備費そのもの
が非常に高価なものとなる事である。
Furthermore, since the breaker itself is very large, it requires a space equivalent to the equipment area of the substation, making the equipment cost itself very expensive.

かかる第1図の給電装置にみられる欠点を解決するもの
として、第2図に示す様に直流式高速度しゃ断器の代り
にサイリスタしゃ断器を適用した給電装置が既に提案さ
れている。
In order to solve the drawbacks of the power supply device shown in FIG. 1, a power supply device using a thyristor breaker instead of a DC high speed breaker as shown in FIG. 2 has already been proposed.

この第2図の給電装置は、第1図にみられる直流式高速
度しゃ断器群71〜7.の全てをサイリスタしゃ断器1
1、〜114及び12に置換し、さらにサイリスタしゃ
断器群に直流式高速度しゃ断器と略同程度の機能を持た
せるべく、図示する様に各サイリスタしゃ断器111〜
114にダイオード131〜134を並列接続して構成
し、変電所の設置面積の縮少化、さらには事故時の保護
しゃ断に連応性をもたせたと云う点で画期的ではあるが
、問題となるのは次の通りである。
The power supply device shown in FIG. 2 includes the DC type high-speed circuit breaker group 71 to 7. shown in FIG. Thyristor breaker 1
1, to 114 and 12, and in order to give the thyristor breaker group approximately the same function as a DC high-speed breaker, each thyristor breaker 111 to 12 is replaced as shown in the figure.
114 with diodes 131 to 134 connected in parallel, which is revolutionary in that it reduces the installation area of the substation and also provides coordination in protection cutoff in the event of an accident, but it does pose a problem. is as follows.

即ち回生用インバータ5が何らの原因で転流失敗した様
な場合、事故時の回生用インバータに対して、商用周波
電源母線側からは電源母線1→交流しゃ断器2ブ変圧器
31→順電力変換装置4→リアクトルL1→直流正極母
線6→リアクトルL2の経路、さらには回生車両よりの
回生電力、或は隣接変電所よりの廻り込み電力は、き電
線9□又は9□→断路器→ダイオード→サイリスタしゃ
断器12→リアクトルL2の経路を通してそれぞれ流れ
込む。
In other words, if the regenerative inverter 5 fails to commutate for some reason, the regenerative inverter at the time of the accident will receive power from the commercial frequency power bus side: power bus 1 → AC breaker 2 transformer 31 → forward power. The path of converter 4 → reactor L1 → DC positive electrode bus 6 → reactor L2, as well as the regenerative power from the regenerative vehicle or the loop power from the adjacent substation, is routed through feeder line 9□ or 9□ → disconnector → diode. →Thyristor breaker 12→Reactor L2 flows into each path.

従ってこれら流入電流(事故電流)をしゃ断するものと
して、例えば電源側であれば、事故電流をとらえて直ち
に層重力変換装置4を停止し、さらにき電線側であれば
、回生用インバータと直列接続されるサイリスタしゃ断
器12で事故電流をしゃ断すれば、所定の保護動作の目
的は達成される。
Therefore, to cut off these inflow currents (fault currents), for example, if it is on the power supply side, the fault current is caught and the layer gravity converter 4 is stopped immediately, and if it is on the feeder line side, it is connected in series with a regenerative inverter. If the fault current is cut off by the thyristor breaker 12, the purpose of the predetermined protective operation is achieved.

しかし乍ら層重力変換装置4とサイリスタしゃ断器12
とをそれぞれしゃ断制御する場合、保護シーケンスを組
むシーケンス回路そのものが非常に複雑であって高価な
ものとなる事である。
However, the layer gravity conversion device 4 and the thyristor breaker 12
In the case where each of the protection sequences is controlled to be cut off, the sequence circuit that creates the protection sequence itself becomes extremely complex and expensive.

さらに重要な事は、層重力変換装置4を停止した場合、
変電所そのものが停止してし1うので各車両への給電は
停止し、乗客へのサービスの低下は勿論の事、円滑なる
運用に重大な影響を及ぼす事である。
More importantly, if the layer gravity conversion device 4 is stopped,
Since the substation itself is stopped, power supply to each vehicle is stopped, which not only reduces service to passengers but also has a serious impact on smooth operation.

さらにき電線側で短絡事故を生じて当該直流電路のみを
選択しゃ断する様な場合、よく知られている様に各サイ
リスタしゃ断器には補助サイリスター転流リアクトル−
転流コンデンサよりなる強制消弧回路が附加されてあっ
て、転流コンデンサの充電電荷を以って当該サイリスタ
しゃ断器を強制消弧し事故電流をしゃ断する訳であるが
、かかる選択しゃ断時の動作過程に於て、サイリスタし
ゃ断器の主素子が強制消弧され、その後、転流コンデン
サの充電電荷が図示するダイオ−V゛→→サイリスタ断
器12→直流正極母線6→図示しない強制消弧回路の補
助サイリスタ→転流り・アクドル→転流コンデンサの経
路でデスチャージする場合、かかる経路には何らリアク
トルが介在してないので、第1に放電電流が大きくなっ
て放電経路内の素子に大きな脅威を与える事である。
Furthermore, in the event that a short circuit occurs on the feeder line and only the relevant DC circuit is selectively cut off, each thyristor breaker is equipped with an auxiliary thyristor commutation reactor.
A forced extinguishing circuit consisting of a commutating capacitor is added, and the thyristor breaker is forcibly extinguished using the charge of the commutating capacitor to cut off the fault current. During the operation process, the main element of the thyristor breaker is forcibly extinguished, and then the charge in the commutation capacitor is transferred to the diode V shown in the figure → thyristor breaker 12 → DC positive electrode bus 6 → forced extinguishment (not shown) When discharging in the path of the circuit's auxiliary thyristor → commutation/accumulator → commutation capacitor, there is no reactor in this path, so firstly the discharge current increases and the elements in the discharge path are discharged. It poses a huge threat.

第2に強制消弧回路の転流リアクトルと云ってもその値
は非常に小さいので、サイリスタしゃ断器の主サイリス
タを充分にターンオフできるだけの逆バイアス時間を確
保できない事である。
Second, since the value of the commutation reactor in the forced arc-extinguishing circuit is very small, it is not possible to secure a reverse bias time sufficient to turn off the main thyristor of the thyristor breaker.

即ち主サイリスタの転流余裕時間が小さくなって動作上
の安定性に欠けると云う事である。
That is, the commutation margin time of the main thyristor becomes small, resulting in a lack of operational stability.

本発明はこの点に鑑みて発明されたものであって、以下
第3図に示す実施例に基づき詳述する。
The present invention was invented in view of this point, and will be described in detail below based on the embodiment shown in FIG.

本実施例で第1図及び第2図と同一のものは同一符号を
附して釦り、14は本願の一要部たるダイオードで、こ
のダイオードは図示する様に各サイリスタしゃ断器群1
1.〜114のアノード側の橋絡点と他方のサイリスタ
しゃ断器12のカソード側との間に挿入され、例えば回
生用インバータ5の転流失敗時、層重力変換装置4側よ
り流入する電流を阻止する為のものであって、15□〜
154は本願の他方の要部たるリアクトルで、これらリ
アクトルは図示する様に各ダイオード13、〜134と
サイリスタしゃ断器12とを直列接続したそれぞれの電
路に介挿され、例えば放電電流のdi/dtを抑制する
と同時に、各サイリスタしゃ断器の強制消弧時に於ける
転流余裕時間を大きくする為のものである。
In this embodiment, the same parts as in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals and buttons, and 14 is a diode which is a main part of the present application, and this diode is connected to each thyristor breaker group 1 as shown.
1. It is inserted between the bridge point on the anode side of 114 and the cathode side of the other thyristor breaker 12, and blocks the current flowing from the layer gravity conversion device 4 side, for example, when commutation of the regenerative inverter 5 fails. It is for 15□~
154 is a reactor which is the other main part of the present application, and these reactors are inserted in each electric circuit connecting each diode 13, to 134 and the thyristor breaker 12 in series as shown in the figure, and for example, di/dt of discharge current. At the same time, this is to increase commutation margin time during forced extinguishing of each thyristor breaker.

以上の様に構成される本実施例で回生用インバータ5が
何らかの原因で転流失敗した場合の動作を述べると、よ
く知られている様に回生用インバータ5が転流失敗する
と異常に大きな事故電流が変圧器3□側へ流れる様にな
る。
In this embodiment configured as described above, the operation when the regenerative inverter 5 fails to commutate for some reason will be described.As is well known, if the regenerative inverter 5 fails to commutate, an abnormally large accident will occur. Current will now flow to the transformer 3□ side.

かかる転流失敗した事をよく知られている方法で検出し
て、この検出信号を基にき電線側のサイリスタしゃ断器
12を先ず強制消弧する。
Such commutation failure is detected by a well-known method, and based on this detection signal, the thyristor breaker 12 on the feeder line side is first forcibly extinguished.

この強制消弧法は従来よく知られている様に、図示はし
ないが当該サイリスタしゃ断器には補助サイリスター転
流リアクトル−転流コンデンサよりなる強制消弧回路が
並列接続しであるので、補助サイリスタを点弧する事に
よって、所定の極性でチャージしである転流コンデンサ
の充電電荷をサイリスタしゃ断器側ヘデスチャージする
事はより行なわれる。
As is well known in the art, in this forced arc-extinguishing method, although not shown, a forced arc-extinguishing circuit consisting of an auxiliary thyristor commutation reactor and a commutation capacitor is connected in parallel to the thyristor breaker. By igniting the thyristor breaker, the electric charge of the commutating capacitor which is charged with a predetermined polarity is further charged to the thyristor breaker side.

この様にサイリスタしゃ断器12を強制消弧する事によ
って、き電線側より流入する隣接変電所よりの廻り込み
電力と回生運転時にある車両よりの回生電力とがしゃ断
され、このしゃ断制御と同時に回生用インバータ5をゲ
ートブロックする事によって当該回生用インバータを停
止させ、他の健全装置より切離す様にする。
By forcibly extinguishing the thyristor breaker 12 in this way, the loop power from the adjacent substation flowing in from the feeder line and the regenerative power from the vehicle during regenerative operation are cut off, and the regenerative power is generated at the same time as this cut-off control. By gate blocking the regenerative inverter 5, the regenerative inverter is stopped and isolated from other healthy devices.

かかる所定の保護動作より明らかな様に、本願によれば
回生用インバータの事故時に際して、商用周波電源母線
側の原電力変換装置4を停止しなくとも、図示極性で位
置づけたダイオード14によって原電力変換装置4側よ
り流れ込もうとする電流を確実に阻止できるので、変電
所の所定の給電動作は継続され、゛車両の運行には何ら
支障のない給電装置を提供できる事となる。
As is clear from such a predetermined protective operation, according to the present application, in the event of an accident with the regenerative inverter, the source power can be restored by the diode 14 positioned with the polarity shown without stopping the source power converter 4 on the commercial frequency power supply bus side. Since the current flowing from the conversion device 4 side can be reliably blocked, the predetermined power supply operation of the substation can be continued, and a power supply device that does not interfere with vehicle operation can be provided.

\・、1次に
き電線側でき電線を支持する碍子品1ノ、−りして短絡
事故を生じた様な場合、かかる短絡事故時の保護動作を
第4図に示す要部のみの回路図に基づき詳述する。
\・In the event that a short circuit occurs due to the insulator supporting the primary feeder wire being damaged, a circuit with only the essential parts shown in Figure 4 will be used to protect against such a short circuit. This will be explained in detail based on the diagram.

先ず上記短絡事故は第3図の回路で特にサイリスタしゃ
断器11□−断路器8、の直流電路に連なるき電線92
下で生じたものと仮定する。
First of all, the above-mentioned short circuit accident occurred in the circuit shown in FIG.
Assume that the following occurs.

さて短絡事故を生ずると当該直流電路に流入する電源側
よりの電流が異常に大きくなるので、事故電流が流れた
事を従来よく知られている過電流検出リレー等の如きセ
ンサーで先ず検出して、この検出信号を以って当該直流
電路のサイリスタしゃ断器111のみを選択しゃ断する
様にする。
Now, when a short circuit accident occurs, the current flowing into the DC circuit from the power supply side becomes abnormally large, so the occurrence of the fault current must first be detected using a sensor such as a well-known overcurrent detection relay. This detection signal is used to selectively cut off only the thyristor breaker 111 of the DC circuit.

即ち上記検出信号で第4図に示す強制消弧回路の補助サ
イリスタ16を一旦点弧する。
That is, the above detection signal once fires the auxiliary thyristor 16 of the forced extinguishing circuit shown in FIG.

この様に補助サイリスタ16が点弧されると、図示極性
でチャージしである転流コンデンサ18の充電電荷が転
流コンデンサ18→サイリスタしゃ断器111→補助サ
イリスタ16→転流リアクトル17の経路を通してデス
チャージされ、転流リアクトル17→転流コンデンサ1
8の直列共振回路によって放電電流は自由振動となって
、放電電流がサイリスタしゃ断器111を通して流れる
事故電流を上廻った時点で当該サイリスタしゃ断器11
、が強制消弧され、その後、放電電流はダイオード13
.→リアクトル151→サイリメタしゃ断器12→ダイ
オード14→補助サイリスタ16→転流リアクトル17
→転流コンデンサ18のループを通して流れる様になる
When the auxiliary thyristor 16 is ignited in this manner, the charge in the commutating capacitor 18, which is charged with the illustrated polarity, is discharged through the path of commutating capacitor 18 → thyristor breaker 111 → auxiliary thyristor 16 → commutating reactor 17. Charged, commutation reactor 17 → commutation capacitor 1
The discharge current becomes a free oscillation due to the series resonant circuit of 8, and when the discharge current exceeds the fault current flowing through the thyristor breaker 111, the thyristor breaker 11
, is forcibly extinguished, and then the discharge current flows through the diode 13
.. →Reactor 151 → Thyrimeta breaker 12 → Diode 14 → Auxiliary thyristor 16 → Commutation reactor 17
→It begins to flow through the loop of the commutating capacitor 18.

かかるデスチャージ過程でサイリスタしゃ断器111は
、当該しゃ断器111と並列接続されるサイリスタしゃ
断器12とダイオード131−14のそれぞれの順方向
電圧ドロップ分を加え合せた電圧ドロップ分を以って逆
ノ2イアスされ、しかも逆バイアス時間は上記放電ルー
プに太きなりアクドル15、が挿入しであるので、サイ
リスタしゃ断器111を充分に0FFL、得るだけの所
要時間を確保でき、これによって確実に当該サイリスタ
しゃ断器111のみを消弧できる事となる。
In this discharge process, the thyristor breaker 111 generates a reverse voltage using a voltage drop that is the sum of the forward voltage drops of the thyristor breaker 12 and the diodes 131-14, which are connected in parallel with the breaker 111. 2 ias, and the reverse bias time is increased by inserting the thick accelerator 15 into the discharge loop, so the time required to obtain a sufficient 0FFL of the thyristor breaker 111 can be secured, thereby ensuring that the thyristor is cut off. This means that only the vessel 111 can be extinguished.

この様に事故母線側のサイリスタしゃ断器111が強制
消弧され、且つ当該しゃ断器111を通して流れる電流
が略零になった時点をとらえて断路器81を開極する事
によって、始めて事故母線側の直流電路のみを他方の健
全回路よりしゃ断でき所定の選択しゃ断が完了する事と
なる。
In this way, by forcibly extinguishing the thyristor breaker 111 on the fault bus side and opening the disconnector 81 at the point when the current flowing through the breaker 111 becomes approximately zero, the circuit breaker 81 on the fault bus side can be disconnected for the first time. Only the DC circuit can be cut off from the other healthy circuit, and the predetermined selective cutoff can be completed.

な釦述上の説明はサイリスタしゃ断器111−断路器8
.の直流電路のみを選択しゃ断する場合を述べたが、き
電線9□の短絡事故であるので当該き電線9□に連なる
サイリスクしゃ断器114−断路器84の直流電路をも
選択しゃ断するのは申す迄もない。
The above explanation is for thyristor breaker 111-disconnector 8
.. Although we have described the case where only the DC circuit is selectively cut off, since this is a short-circuit accident in the feeder line 9□, it goes without saying that the DC line between the silice breaker 114 and the disconnector 84 connected to the feeder line 9□ is also selectively cut off. Not until now.

第5図は他の実施例を示し、この実施例は放電電流のd
i/dt等を抑制する為のりアクドルを第3図の実施例
の如くダイオード13、〜134の各電路にそれぞれ挿
入するのではなく、これら電路に共通なりアクドルとし
て図示する如く単に1個のりアクドル19を原電力変換
装置4のカソード側と回生用インバータ5のアノード側
との間に接続して、しかもかかる共通のりアクドル19
を、回生用インバータ5の転流失敗時に原電力変換装置
4側より流入する電流を阻止する為の機能をも併持する
様にしたものである。
FIG. 5 shows another embodiment, in which the discharge current d
Rather than inserting a glue axle in each of the electrical circuits of the diodes 13, to 134 to suppress the i/dt, etc., as in the embodiment shown in FIG. 19 is connected between the cathode side of the raw power converter 4 and the anode side of the regeneration inverter 5, and the common adhesive acdle 19
It also has the function of blocking current flowing from the raw power converter 4 side when commutation of the regenerative inverter 5 fails.

この様にリアクトル19に放電電流のdi/dtを抑制
する機能と、充分なる逆バイアス時間を確保する為の機
能と、重電力変換装置側より流入する電流を阻止する為
の機能とをそれぞれ併持する様にすれば、回路が簡素化
され変電所の設備費を一層軽減できると云う効果がある
In this way, the reactor 19 has the function of suppressing the di/dt of the discharge current, the function of ensuring sufficient reverse bias time, and the function of blocking the current flowing from the heavy power converter side. This has the effect of simplifying the circuit and further reducing substation equipment costs.

な釦第5図の実施例で、回生用インバータの転流失敗時
リアクトル19で原電力変換装置4側より流入する電流
を充分に阻止できない様な場合、リアクトル190代り
に第3図及び第4図の実施例に示す様な14のダイオー
ドを挿入して、且つ第3図の実施例で各リアクトル15
゜〜154の代りに単に1個のりアクドルを用意して、
このリアクトルを第3図に示す各ダイオード131〜1
34のカソード側同士を接続した橋絡点と、12のサイ
リスクしゃ断器のアノード側との間に挿入しても所期の
目的は達成できる。
In the embodiment shown in Fig. 5, if the reactor 19 cannot sufficiently block the current flowing from the raw power converter 4 side when commutation of the regenerative inverter fails, use the button shown in Figs. 3 and 4 instead of the reactor 190. By inserting 14 diodes as shown in the embodiment shown in the figure, and each reactor 15 in the embodiment shown in FIG.
゜ ~ Instead of 154, simply prepare one glue acdle,
This reactor is connected to each diode 131 to 1 shown in FIG.
Even if it is inserted between the bridge point connecting the 34 cathode sides and the anode side of the 12 silice breaker, the intended purpose can be achieved.

以上の様に本願によれば、各サイリスタしゃ断器の選択
しゃ断時に於て放電電流のループとなる当該ループに新
たにリアクトルを設け、しかもこのリアクトルに回生用
インバータの転流失敗時に、順電力変換装置側より流入
する電流を阻止する機能を持たせるか、さらにはかかる
流入電流阻止機能を持つものとして、直流正極母線と回
生電力、廻り込み電力をしゃ断するサイリスタしゃ断器
のカイード側との間に通流極性を規定したストッパーダ
イオードを新たに挿入して給電装置なるものを構成する
様にしたものであるから、以下に示す様に種々の効果を
奏すものである。
As described above, according to the present application, a new reactor is provided in the loop that becomes the discharge current loop when each thyristor breaker is selectively cut off, and furthermore, this reactor is used for forward power conversion when commutation of the regenerative inverter fails. A device with a function of blocking current flowing from the device side, or even with such a current blocking function, is installed between the DC positive electrode bus and the quadrature side of a thyristor breaker that cuts off regenerative power and circulating power. Since a stopper diode with defined conduction polarity is newly inserted to form a power supply device, various effects can be achieved as shown below.

■ 各サイリスタしゃ断器の放電ループにそれぞれリア
クトルを挿入するか、或は各放電ループに共通な1個の
りアクドルを挿入して、このリアクトルに放電電流のd
i/dtを抑制する機能と、サイリスタしゃ断器が充分
に0FFL得る逆バイアス時間を与える機能とを併持す
る様にしたものであるから、動作面で非常に安定性のあ
る給電装置を実現できる。
■ Insert a reactor into each discharge loop of each thyristor breaker, or insert one glue handle common to each discharge loop, and use this reactor to control the discharge current d.
Since it has both the function of suppressing i/dt and the function of providing reverse bias time for the thyristor breaker to obtain sufficient 0FFL, it is possible to realize a power supply device that is extremely stable in terms of operation. .

■ 回生用インバータの転流失敗時に、当該インバータ
に順電力変換装置側より流入する電流を阻止する電流制
限素子を設ける様にしたので、所定の保護は勿論の事、
変電所の給電を停止する必要のない給電装置であるので
、非常に運用効果を高め得、しかも信頼性の高い給電装
置を実現できる。
■ A current limiting element is installed to block the current flowing into the inverter from the forward power converter side when commutation of the regenerative inverter fails, so it not only provides the required protection, but also
Since this is a power supply device that does not require stopping the power supply to the substation, it is possible to greatly improve operational efficiency and realize a highly reliable power supply device.

■ 所定の選択しゃ断を行なうしゃ断器は全てサイリス
タしゃ断器を適用しているので、選択しゃ断動作は確実
でしかも連応性を有してかり事故の拡大を未然に防止で
きる。
- Since all the circuit breakers that perform predetermined selective shutoff are thyristor circuit breakers, the selective shutoff operation is reliable and responsive, making it possible to prevent the spread of accidents.

■ 上記■項の利点を踏1えて、サイリスタしゃ断器は
直流式高速度しゃ断器に比し小型であるので変電所の設
置面積を縮少でき、非常に設備費が廉価な給電装置を提
供できる。
■ Based on the advantages mentioned in item (■) above, thyristor circuit breakers are smaller than DC high-speed circuit breakers, so the installation area of substations can be reduced, and a power supply device with extremely low equipment costs can be provided. .

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

第1図をよび第2図は従来の給電装置の構成を示す具体
的な回路図、第3図は本発明の一実施例を示す給電装置
の具体的な回路構成図、第4図はその動作を説明する為
に用いる要部のみの本既略的な回路図、第5図は本発明
の他の実施例を示す給電装置の概略的な回路図。 1は商用周波電源母線、4は層重力変換装置、5は回生
用インバータ、6は直流正極母線、81〜84は断路器
、11、〜114及び12はサイリスタしゃ断器、13
1〜134及び14はダイオード、151〜154.1
9及びり0.L、はりアクドル、16は補助サイリスタ
、17は転流リアクトル、18は転流コンデンサ。
1 and 2 are specific circuit diagrams showing the configuration of a conventional power feeding device, FIG. 3 is a specific circuit diagram of a power feeding device showing an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a specific circuit diagram showing the configuration of a conventional power feeding device. FIG. 5 is a schematic circuit diagram of only the main parts used to explain the operation, and FIG. 5 is a schematic circuit diagram of a power supply device showing another embodiment of the invention. 1 is a commercial frequency power supply bus, 4 is a layer gravity conversion device, 5 is a regenerative inverter, 6 is a DC positive electrode bus, 81 to 84 are disconnectors, 11, to 114 and 12 are thyristor circuit breakers, 13
1 to 134 and 14 are diodes, 151 to 154.1
9 and 0. L is a beam axle, 16 is an auxiliary thyristor, 17 is a commutation reactor, and 18 is a commutation capacitor.

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
力に順変換する順電力変換装置と、この装置の直流出力
側に設けられる直流正極母線と、この母線下に接続され
且つ回線毎に分割されサイリスタしゃ断器と断路器とを
直列接続した複数組の直流電路と、これら直流電路より
所要のカ行パワーが給電される複数回線のき電線と、上
記順電力変換装置と逆並列接続され且つ回生車両よりの
回生電力を商用周波電源母線側へ回生する回生用インバ
ータと、この回生用インバータの直流入力側に設けられ
且つ回生用インバータの事故時に当該事故電流をしゃ断
するサイリスタしゃ断器Aと、このしゃ断器Aと回生用
インバータとの橋絡点と上記サイリスタしゃ断器群のア
ノード側同士を接続した橋絡点との間に挿入され、且つ
順電力変換装置より回生用インバータ側へと逆流する電
流を阻止するストッパー用素子と、上記複数組の直流電
路で各サイリスタしゃ断器と各断路器とのそれぞれの橋
絡点と上記サイリスクしゃ断器Aのアノード側との間に
挿入され、且つ回生車両よりの回生電力、隣接変電所よ
りの廻り込み電力、サイリスタしゃ断器の消弧時の放電
電流をそれぞれ入力し、ダイオードと電流制限素子とを
直列接続した複数組の直列回路とで構成した事を特徴と
する直流式電気鉄道の給電装置。 2 商用周波電源母線より入力される交流電力を直流電
力に順変換する順電力変換装置と、この装置の直流出力
側に設けられる直流正極母線と、この母線下に接続され
且つ回線毎に分割されサイリスタしゃ断器と断路器とを
直列接続した複数組の直流電路と、これら直流電路より
所要のカ行パワーが給電される複数回線のき電線と、上
記順電力変換装置と逆並列接続され且つ回生車両よりの
回生電力を商用周波電源母線側へ回生する回生用インバ
ータと、この回生用インバータの直流入力側に設けられ
且つ回生用インバータの事故時に当該事故電流をしゃ断
するサイリスタしゃ断器Aと、このしゃ断器Aと回生用
インバータとの橋絡点と上記サイリスタしゃ断器群のア
ノード側同士を接続した橋絡点との間に挿入され、且つ
順変換装置より回生用インバータ側へ逆流する電流を阻
止するストッパー用素子と、上記複数組の直流電路で各
サイリスタしゃ断器と各断路器とのそれぞれの橋絡点と
上記サイリスタしゃ断器Aのアノード側との間に挿入さ
れ、且つ回生車両よりの回生電力、隣接変電所よりの廻
り込み電力、サイリスタしゃ断器の消弧時の放電電流を
それぞれ入力し、回線毎に分割された複数個のダイオー
ドと、これらダイオードのカソード側同士を接続した橋
絡点と直列接続される1組の電流制限素子とで構成した
事を特徴とする直流式電気鉄道の給電装置。 3 商用周波電源母線より入力される交流電力を直流電
力に順変換する順電力変換装置と、この装置の直流出力
側に設けられる直流正極母線と、この母線下に接続され
且つ回線毎に分割されサイリスタしゃ断器と断路器とを
直列接続した複数組の直流電路と、これら直流電路より
所要のカ行パワーが給電される複数回線のき電線と、上
記順電力変換装置と逆並列接続され且つ回生車両よりの
回生電力を商用周波電源母線側へ回生する回生用インバ
ータと、この回生用インバータの直流入力側に設けられ
且つ回生用インバータの事故時に当該事故電流をしゃ断
するサイリスタしゃ断器Aと、上記複数組の直流電路で
各サイリスタしゃ断器と各断路器とのそれぞれの橋絡点
と上記サイリスタしゃ断器Aのアノード側との間に挿入
され、且つ回生車両よりの回生電力、隣接変電所よりの
廻り込み電力、サイリスタしゃ断器の消弧時の放電電流
をそれぞれ入力し回線毎に分割された複数個のダイオー
ドと、上記サイリスタしゃ断器Aと回生用インバータと
の橋絡点と上記サイリスタしゃ断器群のアノード側同士
を接続した橋絡点との間に挿入され、且つ層重力変換装
置より回生用インバータ側へと逆流する電流を阻止する
と同時に、上記放電電流のdi/dtを抑制する電流制
限素子とで構成した事を特徴とする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, a DC positive bus that is provided on the DC output side of this device, and a DC positive bus that is connected below this bus. and a plurality of sets of DC electric lines divided into lines and having thyristor breakers and disconnectors connected in series, feeder lines of the plurality of lines to which the required power is supplied from these DC electric lines, and the forward power conversion device. A regenerative inverter that is connected in antiparallel and regenerates regenerative power from the regenerative vehicle to the commercial frequency power supply bus side, and a thyristor that is provided on the DC input side of the regenerative inverter and shuts off the fault current in the event of a fault in the regenerative inverter. It is inserted between the breaker A, the bridge point between the breaker A and the regenerative inverter, and the bridge point connecting the anode sides of the thyristor breaker group, and is connected to the regenerative inverter from the forward power converter. A stopper element for blocking current flowing backwards to the side is inserted between each bridge point of each thyristor breaker and each disconnector in the plurality of sets of DC circuits and the anode side of the thyristor breaker A. In addition, the regenerative power from the regenerative vehicle, the wrap-around power from the adjacent substation, and the discharge current of the thyristor breaker when extinguished are respectively input, and multiple sets of series circuits in which diodes and current limiting elements are connected in series are used. A DC electric railway power supply device characterized by comprising: 2. A forward power converter that converts AC power input from a commercial frequency power supply bus into DC power, a DC positive bus provided on the DC output side of this equipment, and a forward power converter that converts AC power input from a commercial frequency power supply bus into DC power; A plurality of sets of DC circuits in which a thyristor breaker and a disconnector are connected in series, a plurality of feeder lines to which the required power is supplied from these DC circuits, and a regeneration circuit connected in antiparallel to the forward power converter described above. A regenerative inverter that regenerates regenerative power from a vehicle to the commercial frequency power supply bus side, a thyristor breaker A that is provided on the DC input side of the regenerative inverter and that interrupts the fault current in the event of a fault in the regenerative inverter; It is inserted between the bridge point between breaker A and the regenerative inverter and the bridge point connecting the anode sides of the thyristor breaker group, and prevents current from flowing backward from the forward conversion device to the regenerative inverter side. A stopper element is inserted between each bridge point of each thyristor breaker and each disconnector in the plurality of sets of DC circuits and the anode side of the thyristor breaker A, and A bridge point connects multiple diodes divided for each line and the cathode sides of these diodes, which input power, input power from an adjacent substation, and discharge current when extinguishing a thyristor breaker. 1. A power supply device for a DC electric railway, characterized in that it comprises a set of current limiting elements connected in series. 3. A forward power converter that converts AC power input from a commercial frequency power supply bus into DC power, a DC positive bus provided on the DC output side of this equipment, and a forward power converter that converts AC power input from a commercial frequency power supply bus into DC power; A plurality of sets of DC circuits in which a thyristor breaker and a disconnector are connected in series, a plurality of feeder lines to which the required power is supplied from these DC circuits, and a regeneration circuit connected in antiparallel to the forward power converter described above. a regenerative inverter that regenerates regenerative power from the vehicle to the commercial frequency power supply bus side; a thyristor breaker A that is provided on the DC input side of the regenerative inverter and that interrupts the fault current in the event of a fault in the regenerative inverter; A plurality of sets of DC electrical circuits are inserted between the respective bridge points of each thyristor breaker and each disconnector and the anode side of the thyristor breaker A, and the regenerative power from the regenerative vehicle and the adjacent substation are connected to each other. A plurality of diodes which input the circulating power and the discharge current at the time of extinguishing the thyristor breaker and are divided for each line, the bridge point between the thyristor breaker A and the regenerative inverter, and the thyristor breaker group A current limiting element that is inserted between the anode sides of the inverter and a bridging point that connects the anode sides of the inverter and blocks the current flowing back from the layer gravity conversion device to the regenerative inverter side, and at the same time suppresses the di/dt of the discharge current. A power supply device for a DC electric railway, characterized by comprising:
JP5138980A 1980-04-18 1980-04-18 DC electric railway power supply device Expired JPS5833135B2 (en)

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