JPS5846895Y2 - DC electric railway power supply device - Google Patents

DC electric railway power supply device

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JPS5846895Y2
JPS5846895Y2 JP15732579U JP15732579U JPS5846895Y2 JP S5846895 Y2 JPS5846895 Y2 JP S5846895Y2 JP 15732579 U JP15732579 U JP 15732579U JP 15732579 U JP15732579 U JP 15732579U JP S5846895 Y2 JPS5846895 Y2 JP S5846895Y2
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thyristor
power
regenerative
power supply
switch
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JP15732579U
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豊美 権藤
房男 手塚
貞治 能木
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株式会社明電舎
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Publication date
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は原電力変換装置としてのサイリスタ整流器とサ
イリスタ遮断器とを適用した場合の直流式電気鉄道の給
電装置に係り、特にサイリスタ遮断器群の消弧回路を簡
素化して給電システム全体の設備費の軽減が可能となる
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 device for a DC electric railway in which a thyristor rectifier and a thyristor circuit breaker are applied as a source power conversion device, and in particular, it simplifies the arc extinguishing circuit of a group of thyristor circuit breakers. The present invention aims to provide a power supply device that can reduce the equipment cost of the entire power supply system.

直流式電気鉄道の給電装置に於ては、事故時の保護協調
のとり易さ、さらにはデッドセクション間の電圧変動を
極めて小さな値に抑える事ができ、しかも保守上の煩雑
化を解消できる等の理由によって、近時、原電力変換装
置としてのシリコン整流器にとって代りサイリスク整流
器が、さらに直流式高速度遮断器にとって代りサイリス
タ遮断器がそれぞれ適用されつつある。
In DC electric railway power supply equipment, it is easy to coordinate protection in the event of an accident, it is also possible to suppress voltage fluctuations between dead sections to an extremely small value, and it also eliminates the complexity of maintenance. For these reasons, in recent years, thyrisk rectifiers have been used instead of silicon rectifiers as raw power converters, and thyristor circuit breakers have been used instead of DC high-speed circuit breakers.

かかるサイリスタ整流器とサイリスタ遮断器とを適用し
た代表的な給電装置の構成を第1図に示す。
FIG. 1 shows the configuration of a typical power supply device to which such a thyristor rectifier and thyristor circuit breaker are applied.

同図で1は商用周波電源母線で、この電源母線下に交流
遮断器2と変圧器3と原電力変換装置4の交流電路が接
続され、原電力変換装置4はよく知られているようにサ
イリスタを順ブリッジ接続して構成され商用周波電源母
線より入力される交流電力を直流電力に順変換するもの
で、5は直流正極母線で、この母線下に各回線毎に分割
されたサイリスタ遮断器群6□〜64と断路器群81〜
84との直流電路がそれぞれ接続され、なお各サイリス
タ遮断器にはそれぞれ図示するように従来周知の直流式
高速度遮断器と略同程度の機能を持たせるべく図示極性
で位置付けた回生用ダイオード群71〜74が逆並列接
続される。
In the figure, 1 is a commercial frequency power supply bus, and under this power supply bus, an AC circuit breaker 2, a transformer 3, and an AC line for a raw power converter 4 are connected. It is configured by forward bridge-connecting thyristors and converts AC power input from a commercial frequency power supply bus into DC power. 5 is a DC positive bus, and below this bus is a thyristor circuit breaker divided for each line. Group 6□~64 and disconnector group 81~
84, and each thyristor circuit breaker has a group of regeneration diodes positioned with the polarity shown in the diagram to give it substantially the same function as a conventionally known DC high-speed circuit breaker, as shown in the diagram. 71 to 74 are connected in antiparallel.

91及び9゜は各車両に所要のカ行パワーを供給するき
電線で、10□及10□は軌条で、11は負極母線であ
る。
91 and 9° are feeder lines that supply the required power to each vehicle, 10□ and 10□ are rails, and 11 is a negative bus bar.

さて、かかる給電装置で問題となるのはサイリスタ遮断
器を消弧する為の消弧回路の構成である。
Now, the problem with such a power supply device is the configuration of the arc extinguishing circuit for extinguishing the thyristor circuit breaker.

即ちサイリスタ遮断器群で61の符号を付したサイリス
タ遮断器を代表例として示した第2図を参照して述べて
みるに、6□のサイリスタ遮断器を消弧するには、図示
する12の補助サイリスクと13の転流リアクトルと1
4の転流コンデンサとで構成された消弧回路を必要とし
、かかる消弧回路の動作はよく知られているように、例
えば事故時の検出信号で一旦補助サイリスタ12を点弧
して、図示極性で予じめチャージしである転流コンデン
サ14の充電電荷を補助サイリスタ12を通して主サイ
リスタ6□側にデスチャージさせ、自由振動となる放電
電流の値が主サイリスタ6□を通して流れる電流より上
廻った時点で主サイリスタ6□が強制消弧する事によっ
て、事故回線のみを選択遮断するものであるが、かかる
所期の動作を行なう強制消弧回路がサイリスタ遮断器側
々に必要とする事である。
That is, referring to FIG. 2, which shows the thyristor circuit breaker numbered 61 as a representative example in the group of thyristor circuit breakers, in order to extinguish the 6□ thyristor circuit breaker, the 12 steps shown in the figure are necessary. Auxiliary cyrisk and 13 commutation reactors and 1
As is well known, the operation of such an arc extinguishing circuit is such that the auxiliary thyristor 12 is once ignited by a detection signal at the time of an accident, and then The charged charge of the commutating capacitor 14, which is precharged by polarity, is discharged to the main thyristor 6□ side through the auxiliary thyristor 12, and the value of the discharge current that becomes free oscillation exceeds the current flowing through the main thyristor 6□. At this point, the main thyristor 6□ is forcibly extinguished, thereby selectively cutting off only the faulty line. be.

従って第1図に示す給電装置であれば各デッドセクショ
ンを挾んで位置する4電路分もの強制消弧回路が必要と
なって、変電所の設備費そのものが非常に不経済なもの
となる事である。
Therefore, if the power supply device shown in Figure 1 is used, a forced arc-extinguishing circuit for four electric lines would be required between each dead section, which would make the equipment cost of the substation extremely uneconomical. be.

特に重要な事ば1変電所当り4組もの強制消弧回路を必
要とするものであるから、直流式電気鉄道の給電系にみ
られるように変電所が複数個所に分散する場合は、給電
系システム全体の設備費がいかに不経済なものとなるか
は明らかである。
A particularly important point is that each substation requires as many as four sets of forced arc-extinguishing circuits, so when substations are distributed over multiple locations, such as in the power supply system of DC electric railways, the power supply system It is clear how uneconomical the equipment cost of the entire system becomes.

さらに重要な事は回生運転時の車両があって、回生運転
時に直流正極母線5側で何らかの原因で地絡事故を生じ
たような場合、事故点側へ回生電流が流れ続は事故その
ものが拡大することである。
What is more important is that if a vehicle is running regeneratively and a ground fault occurs for some reason on the DC positive bus 5 side during regenerative operation, if the regenerative current continues to flow toward the point of the fault, the accident itself will become more serious. It is to be.

即ち電気車Aが回生車両であると仮定すれば、直流正極
母線5の事故点には原電力変換装置4を通して電源母線
1側よりの事故電流が流入すると共に、回生車両Aより
の回生電流が、回生車両A→き電線91→断路器93→
回生用ダイオード73→直流正極母線5の事故点の経路
を通して流れる。
That is, assuming that the electric car A is a regenerative vehicle, the fault current from the power supply bus 1 side flows into the fault point of the DC positive bus 5 through the raw power converter 4, and the regenerative current from the regenerative vehicle A flows into the fault point of the DC positive bus 5. , regeneration vehicle A → feeder line 91 → disconnector 93 →
It flows through the path from the regeneration diode 73 to the fault point of the DC positive bus 5.

この場合、前者の電源母線1側よりの事故電流を図示し
ない検出リレーで検出して、この事故検出信号を基に交
流遮断器2をトリップし旦つ原電力変換装置4をゲート
ブロックして、電源母線1側よりの事故電流を即座に遮
断するが、前記した回生ループの経路を通して事故点側
へ流れる回生電流は、回生電流が減滅するまで流れ続け
ることになる。
In this case, the fault current from the former power supply bus 1 side is detected by a detection relay (not shown), the AC breaker 2 is tripped based on this fault detection signal, and the raw power converter 4 is gate-blocked. Although the fault current from the power supply bus 1 side is immediately cut off, the regenerative current flowing toward the fault point through the path of the regenerative loop described above continues to flow until the regenerative current is attenuated.

従って、直流正極母線5の事故時に於ては事故そのもの
をいたずらに長びかせるだけでなく、事故が健全電路側
へ波及して拡大するおそれがある。
Therefore, in the event of an accident on the DC positive bus 5, there is a risk that not only will the accident itself be unnecessarily prolonged, but the accident will spread to the healthy circuit side and expand.

このように従来の給電装置に於ては、回生車両があった
場合の事故時に対する保護協調の面で重大な欠点がある
As described above, the conventional power supply device has a serious drawback in terms of protection coordination in the event of an accident when there is a regenerative vehicle.

本考案はこの点に鑑みて考案されたものであって、特に
本願は4電路分のサイリスタ遮断器群を強制消弧するも
のとして強制消弧回路の転流コンデンサと転流リアクト
ルとを共用せしめた点と、回生車両よりの回生電力と隣
接変電所よりの廻り込み電力とを遮断できる直流スイッ
チを設けた点と、この直流スイッチを強制消弧する消弧
回路を前記強制消弧回路と兼用させた点とを特徴として
いる。
The present invention has been devised in view of this point, and in particular, the present invention uses a commutating capacitor and a commutating reactor in common in a forced arc extinguishing circuit to forcibly extinguish a group of thyristor circuit breakers for four circuits. In addition, a DC switch is provided that can cut off the regenerative power from the regenerative vehicle and the circulating power from the adjacent substation, and the arc extinguishing circuit that forcibly extinguishes this DC switch is also used as the forced arc extinguishing circuit. It is characterized by the fact that

以下第3図に示す実施例に基づき詳述する。A detailed description will be given below based on the embodiment shown in FIG.

第3図の実施例で第1図と同一のものは同一符号を付し
ており、同図で15は直流スイッチで、この直流スイッ
チは回生車両よりの回生電力、及び隣接変電所よりの廻
り込み電力をしゃ断できる能力を有し、特に直流スイッ
チとしては例えばサイリスタしゃ断器或は直流式高速度
しゃ断器を適用することが一応前えられるが、給電装置
そのものが無接点化が図られつつある現在、前者のサイ
リスタしゃ断器を適用するのが最も望ましい。
In the embodiment shown in Fig. 3, the same parts as in Fig. 1 are given the same reference numerals, and in the same figure, 15 is a DC switch, and this DC switch is used to control the regenerative power from the regenerative vehicle and the surroundings from the adjacent substation. It has the ability to cut off the built-in power, and in particular, as a DC switch, for example, a thyristor breaker or a DC high-speed breaker can be used, but the power supply device itself is becoming contactless. Currently, it is most desirable to apply the former thyristor breaker.

16はりアクドルでこのリアクトル16と上記直流スイ
ッチ15との直列回路は図示するように直流正極母線5
と、各回生用ダイオード群7□〜74のカソード側接続
続線との間に挿入される。
A series circuit of this reactor 16 and the DC switch 15 is connected to the DC positive electrode bus 5 as shown in the figure.
and the cathode side connecting wires of the regeneration diode groups 7□ to 74.

17は常時は図示充電極性で位置付けられている転流コ
ンデンサ、18は転流リアクトルで、これら転流コンデ
ンサと転流リアクトルとの消弧回路は、図示するように
その一端は直流スイッチ15とリアクトル16との接続
線に接続され、他端は補助サイリスタ群20□〜204
のアノード側接続線とに接続され、さらに補助サイリス
タ群201〜204のカソード側には図示するように図
示通流方向で位置付けたダイオード群191〜194が
それぞれ挿入され、これらダイオード群191〜194
のカソード側をそれぞれ各直流電路のサイリスタしゃ断
器群61〜64と断路器群81〜84との各接続線に接
続して、サイリスタしゃ断器群と直流スイッチとを共通
の消弧回路で一括して強制消弧するように給電装置その
ものが構成される。
17 is a commutating capacitor which is always positioned according to the charging polarity shown in the figure, 18 is a commutating reactor, and an arc extinguishing circuit between these commutating capacitors and the commutating reactor has one end connected to the DC switch 15 and the reactor as shown in the figure. 16, and the other end is connected to the auxiliary thyristor group 20□ to 204.
Furthermore, diode groups 191 to 194 positioned in the illustrated flow direction are inserted into the cathode sides of the auxiliary thyristor groups 201 to 204, respectively, and these diode groups 191 to 194
The cathode sides of the thyristor breaker groups 61 to 64 and the disconnector groups 81 to 84 of each DC circuit are connected to the connection lines of the thyristor breaker groups 61 to 64 and the disconnector groups 81 to 84, respectively, so that the thyristor breaker groups and the DC switches are integrated into a common arc extinguishing circuit. The power supply device itself is configured to forcibly extinguish the arc.

な釦直流スイッチ15と直列接続されるリアクトル16
は回生用ダイオードより導ひかれる回生電力、隣接変電
所よりの廻り込み電力を抑制する為のものであって、リ
アクトル16を削除しても動作上は側ら支障ない。
A reactor 16 connected in series with a button DC switch 15
is for suppressing the regenerative power led from the regenerative diode and the loop power from the adjacent substation, and there is no problem in operation even if the reactor 16 is removed.

さらに補助すイリスタ個々に対応して設けられる19、
〜194のダイオードは、転流回路の充電電荷を各サイ
リスタ遮断器6□〜64に導ひく目的で挿入したもので
、削除しても動作面では全く支障がない。
Furthermore, 19 provided corresponding to each auxiliary iris register,
The diodes 194 to 194 are inserted for the purpose of guiding the charge in the commutation circuit to each of the thyristor circuit breakers 6□ to 64, and there is no problem in operation even if they are deleted.

さらに消弧回路であるが、この回路の転流コンデンサ1
7には、図示を省略した交流電源と整流回路とで構成し
た充電回路を並設し、この充電回路で予じめ図示極性で
充電電荷を充電しておくと共に、消弧回路には図示を省
略したが、一般の転流装置と同様反転用サイリスタ(図
示省略)が並設されており、充電電荷(転流時)を反転
して図示極性の初期状態へと復帰させる。
Furthermore, as for the arc extinguishing circuit, the commutating capacitor 1 of this circuit
In 7, a charging circuit composed of an AC power supply and a rectifier circuit (not shown) is installed in parallel, and this charging circuit is charged with charge in advance with the polarity shown, and the arc extinguishing circuit is not shown. Although omitted, a reversing thyristor (not shown) is provided in parallel as in a general commutation device, and the charged charge (at the time of commutation) is reversed to return to the initial state of the polarity shown.

さて以上のように構成される本願の動作を述べると、常
時は適用周波電源母線1→交流遮断器2→変圧器3→順
電力変換装置4→直流正極母線5→サイリスタ遮断器群
61〜64→断路器群8□〜84→き電線9□〜94→
図示しないカ行車両の経路を介して与えられるカ行パワ
ーによって、図示しないカ行車両群を駆動すると共に、
例えばき電線91下に回生運転等の車両があるとすれば
、この回生車両よりの回生電力は図示しない回生車両→
き電線91→断路器8 →回生用ダイオード72→リア
クトル16→直流スイッチ15→直流正極母線5→サイ
リスタ遮断器6、或は64→断路器81或は84→き電
線92→このき電線9゜下に接続される図示しないカ行
車両の経路を介して流れ、回生電力そのものが他方のき
電線下に連なるカ行車両群に所要のカ行パワーとして供
給される。
Now, to describe the operation of the present application configured as above, normally the applicable frequency power supply bus 1 → AC circuit breaker 2 → transformer 3 → forward power converter 4 → DC positive electrode bus 5 → thyristor circuit breaker group 61 to 64 →Disconnector group 8□~84→Feeder line 9□~94→
Drives a group of vehicles (not shown) by power applied via a path of vehicles (not shown);
For example, if there is a vehicle in regenerative operation under the feeder line 91, the regenerative power from this regenerative vehicle will be transferred to the regenerative vehicle (not shown)→
Feeding wire 91 → Disconnector 8 → Regeneration diode 72 → Reactor 16 → DC switch 15 → DC positive bus 5 → Thyristor circuit breaker 6 or 64 → Disconnector 81 or 84 → Feeder wire 92 → This feeder wire 9° The regenerated electric power flows through a path of a vehicle (not shown) connected below, and the regenerated power itself is supplied as necessary power to a group of vehicles connected below the other feeder line.

なお当該変電所に回生用インバータ(逆電力変換装置と
も呼称されている)が設置されているものとすれば、上
記回生車両よりの回生電力はダイオード7゜→リアクト
ル16→直流スイッチ15→直流正極母線5→図示しな
い回生用インバータ→商用周波電源母線1の経路を介し
て、商用周波電源母線側へ回生電力の一部が分流される
事は申す1でもない。
Assuming that a regenerative inverter (also called a reverse power converter) is installed at the substation, the regenerative power from the regenerative vehicle will be transferred to the diode 7° → reactor 16 → DC switch 15 → DC positive pole. It goes without saying that a part of the regenerative power is shunted to the commercial frequency power source bus side via the path of bus 5 → regenerative inverter (not shown) → commercial frequency power source bus 1.

以上のような常時の動作を行なう本願に於て、例えばき
電線9、下に回生車両があって、この回生運転時に原電
力変換装置4と直流正極母線5とを接続する接続点の近
傍で、何らかの原因で地絡事故を生じたような場合、本
願では次のような所定の保護動作を行なう。
In the present application which performs the above-mentioned constant operation, for example, there is a regenerative vehicle under the feeder line 9, and during this regenerative operation, near the connection point that connects the raw power converter 4 and the DC positive bus 5. In the event that a ground fault occurs for some reason, the following predetermined protective actions are performed in this application.

即ち、直流正極母線5の事故点には、電源母線1側より
原電力変換装置4を通して事故電流が流入すると共に、
図示しない回生車両→き電線91→断路器8 →回生用
ダイオード7゜→リアクトル16→直流スイッチ15→
直流正極母線5の事故点の経路を通して回生電流が流れ
込む。
That is, a fault current flows into the fault point of the DC positive bus 5 from the power supply bus 1 side through the raw power converter 4, and
Regeneration vehicle (not shown) → Feeder wire 91 → Disconnector 8 → Regeneration diode 7° → Reactor 16 → DC switch 15 →
Regenerative current flows through the path of the fault point on the DC positive bus 5.

この場合、電源母線1側よりの事故電流を図示しないリ
レーで検出して、この事故検出信号を基に交流遮断器2
をトリップすると共に原電力変換装置4をゲートブロッ
クして、電源母線1側より流入する事故電流を即座に遮
断する。
In this case, the fault current from the power bus 1 side is detected by a relay (not shown), and based on this fault detection signal, the AC breaker 2
At the same time, the source power converter 4 is gate-blocked to immediately cut off the fault current flowing from the power supply bus 1 side.

この動作と並行して前記事故検出信号を基に補助サイリ
スタ20□〜204より適当なサイリスタ、例えば補助
サイリスタ201を点弧して、直流スイッチ15を消弧
させ回生電力の流入をしゃ断する。
In parallel with this operation, a suitable thyristor from among the auxiliary thyristors 20□-204, such as the auxiliary thyristor 201, is fired based on the accident detection signal, and the DC switch 15 is turned off to cut off the inflow of regenerative power.

即ち補助サイリスタ20□が点弧すると、転流コンデン
サー7に図示極性でチャージしである充電電荷を転流コ
ンデンサー7→転流リアクトル18→補助サイリスタ2
07→ダイオード19□→サイリスタ遮断器64→直流
スイツチ15の経路を通して放電させ、自由振動となる
放電電流の値が直流スイッチ15を通して流れる回生電
流のレベルを上廻った時点で直流スイッチ15が強制消
弧され、又、サイリスタ遮断器64も消弧される。
That is, when the auxiliary thyristor 20□ fires, the commutating capacitor 7 is charged with the polarity shown, and the charged charge is transferred from the commutating capacitor 7 to the commutating reactor 18 to the auxiliary thyristor 2.
07→diode 19□→thyristor circuit breaker 64→DC switch 15. When the value of the discharge current that becomes free oscillation exceeds the level of the regenerative current flowing through the DC switch 15, the DC switch 15 is forcibly turned off. The thyristor circuit breaker 64 is also turned off.

その後放電電流は、転流リアクトル18→補助サイリス
タ201→ダイオード19□→ダイオード7 →リアク
トル16→転流コンデンサー7の経路で流れ、転流コン
デンサー7は図示とは逆極性で再充電される。
Thereafter, the discharge current flows along the path of commutating reactor 18 → auxiliary thyristor 201 → diode 19□ → diode 7 → reactor 16 → commutating capacitor 7, and commutating capacitor 7 is recharged with a polarity opposite to that shown in the figure.

かかる転流過程で直流スイッチ15が強制消弧し、た後
の回生電流は、補助サイリスタ20側へ転流して、図示
しない回生車両→き電線91→断路器8 →回生用ダイ
オード72→リアクトル16→転流コンデンサー7→転
流リアクトル18→補助サイリスタ201→ダイオード
191→断路器84の経路を通して流れ、転流コンデン
サー7の逆充電が一層進んで行く。
In this commutation process, the DC switch 15 is forcibly extinguished, and the regenerative current is then commutated to the auxiliary thyristor 20 side, and is transferred from the regenerative vehicle (not shown) to the feeder line 91 to the disconnector 8 to the regenerative diode 72 to the reactor 16. It flows through the path of → commutation capacitor 7 → commutation reactor 18 → auxiliary thyristor 201 → diode 191 → disconnector 84, and the reverse charging of commutation capacitor 7 progresses further.

しかして転流コンチンサーフの逆充電電圧が所定のレベ
ルに達すると、補助サイリスタ201が自然消弧して回
生電流が完全に遮断される。
When the reverse charging voltage of the commutated Contin Surf reaches a predetermined level, the auxiliary thyristor 201 is naturally extinguished and the regenerative current is completely cut off.

このように回生電流が遮断され回生エネルギーの還流ル
ープがなくなると、き電線9、の直流電圧が回生パワー
によって上昇しようとするが、この時点では回生エネル
ギーも減衰し且つ回生車両側で回生電力を絞り込む所定
の動作を行なうので、き電線9、の直流電圧が上昇する
ようなことはない。
When the regenerative current is cut off and the recirculation loop of regenerative energy disappears, the DC voltage of the feeder line 9 tries to rise due to the regenerative power, but at this point the regenerative energy is also attenuated and the regenerative vehicle side is not able to use the regenerative power. Since the predetermined narrowing operation is performed, the DC voltage of the feeder line 9 will not increase.

なむ補助サイリスタ20.A咄然消弧した後の転流コン
デンサ17の充電電荷は、例えば転流リアクトル18と
転流コンデンサ17とに並設される図示しない反転用サ
イリスタを点弧することによって、図示とは逆極性で充
電されてる逆充電電荷を図示極性へと反転し、転流過程
で失われた充電電荷を図示しない充電回路で補充して初
期状態へと復帰させる。
Namu auxiliary thyristor 20. A The charge charged in the commutating capacitor 17 after being suddenly extinguished can be changed to a polarity opposite to that shown in the figure by, for example, firing a reversing thyristor (not shown) installed in parallel with the commutating reactor 18 and the commutating capacitor 17. The reversely charged charge charged in is reversed to the illustrated polarity, and the charge lost in the commutation process is replenished by a charging circuit (not shown) to return to the initial state.

このように、本実施例によれば直流正極母線の事故時に
回生運転時の車両があった場合でも、事故点に流入する
事故電流を即座に遮断することができ事故の拡大を未然
に防止できる訳であるが、次に84の断路器を含める直
流電路と9□のき電線とを接続する接続点の近傍で地絡
事故を生じ、との地絡事故時に91のき電線下に回生運
転時の車両があったような場合、本実施例では次のよう
な所定の保護動作を行なう。
As described above, according to this embodiment, even if there is a vehicle in regenerative operation at the time of an accident on the DC positive bus, the accident current flowing into the accident point can be immediately interrupted, and the spread of the accident can be prevented. Next, a ground fault occurred near the connection point between the DC line including the disconnector of No. 84 and the feeder wire of No. 9, and regenerative operation occurred under the feeder wire of No. 91 at the time of the ground fault. In the case where there is a vehicle at a certain time, the following predetermined protection operation is performed in this embodiment.

即ち、事故点には原電力変換装置4→直流正極母線5→
サイリスタ遮断器64→断路器84→き電線92の事故
点の経路で事故電流が流れると共に、図示しない回生車
両→き電線9□→断路器83→回生用ダイオード72→
リアクトル16→直流スイッチ15→直流正極母線5→
サイリスタ遮断器64→断路器84→き電線92の事故
点の経路で回生電流が流れる。
That is, at the fault point, the source power converter 4 → DC positive bus 5 →
The fault current flows along the fault point path of thyristor circuit breaker 64 → disconnector 84 → feeder line 92, and the regenerative vehicle (not shown) → feeder line 9□ → disconnector 83 → regeneration diode 72 →
Reactor 16 → DC switch 15 → DC positive bus 5 →
A regenerative current flows in the path of the fault point of the thyristor circuit breaker 64 → the disconnector 84 → the feeder line 92.

これら流入する事故回線に並設される図示しないリレー
で検出して、この事故検出信号を基に、事故回線選択遮
断用の補助サイリスタ201に点弧信号を与えて点弧す
る。
It is detected by a relay (not shown) installed in parallel with these incoming fault lines, and based on this fault detection signal, an ignition signal is given to the auxiliary thyristor 201 for selectively interrupting the fault line to fire it.

補助サイリスタ201が点弧すると転流コンデンサ17
→転流リアクトル18→補助サイリスタ201→ダイオ
ード191→サイリスタ遮断器64→直流正極母線5→
直流スイツチ15の経路で、転流コンデンサ17に図示
極性でチャージしである充電電荷がデスチャージされる
When the auxiliary thyristor 201 fires, the commutating capacitor 17
→ Commutation reactor 18 → Auxiliary thyristor 201 → Diode 191 → Thyristor circuit breaker 64 → DC positive bus 5 →
Through the path of the DC switch 15, the commutating capacitor 17 is charged with the polarity shown and discharged.

この放電電流は自由振動となって放電電流の値かサイリ
スタ遮断器64を通して流れる事故電流(回生電流と母
線よりの電流との合計値)の値を上廻った時点で、64
のサイリスタ遮断器が強制消弧され、又、直流スイッチ
15も消弧する。
This discharge current becomes a free oscillation, and when it exceeds the value of the discharge current or the fault current flowing through the thyristor circuit breaker 64 (the total value of the regenerative current and the current from the bus bar), the 64
The thyristor circuit breaker is forcibly extinguished, and the DC switch 15 is also extinguished.

その後放電電流は転流コンデンサ1γ→転流リアクトル
18→補助サイリスタ201→ダイオード191→ダイ
オード71→リアクトル16の経路を通して流れて、転
流コンデンサ17は図示とは逆極性で充電されて行く。
Thereafter, the discharge current flows through the path of commutating capacitor 1γ→commuting reactor 18→auxiliary thyristor 201→diode 191→diode 71→reactor 16, and commutating capacitor 17 is charged with a polarity opposite to that shown in the figure.

一方、64のサイリスタ遮断器が強制消弧した後の回生
電流は20、の補助サイリスタ側へ転流して、回生車両
→き電線91→断路器83→ダイオ一ド72→リアクト
ル16→転流コンデンサ17→転流リアクトル18→補
助サイリスタ20□→ダイオード19□→事故回線の断
路器84→き電線9□の事故点の経路で流れ、転流コン
デンサ17の逆充電が一層進んで、この逆充電電圧のレ
ベルが所定の値に達した時点で補助サイリスタ20□が
自然消弧し、流入する回生電流は完全に遮断され、事故
回線の断路器84を通して流れる電流が略零になった時
点で断路器84を開極して、事故回線のみを他の健全回
線より切離す。
On the other hand, after the thyristor circuit breaker 64 is forcibly extinguished, the regenerative current is commutated to the auxiliary thyristor 20, and the regenerative current is transferred to the regenerative vehicle → feeder line 91 → disconnector 83 → diode 72 → reactor 16 → commutation capacitor. 17 → commutation reactor 18 → auxiliary thyristor 20□ → diode 19□ → fault line disconnector 84 → feeder line 9□. When the voltage level reaches a predetermined value, the auxiliary thyristor 20□ naturally extinguishes, the inflowing regenerative current is completely cut off, and the disconnection occurs when the current flowing through the fault line disconnector 84 becomes approximately zero. The circuit 84 is opened to disconnect only the faulty line from other healthy lines.

なお事故回路のみが選択遮断された後の回生電流は、事
故回線が他の健全回線より切離された事を条件にして直
流スイッチ15に再び点弧信号が与えられるので、回生
車両→き電線91→断路器83→回生用ダイオード7゜
→リアクトル16→直流スイッチ15→直流正極母線5
→サイリスタ遮断器6、(又は6゜)→断路器8□(又
は82)→き電線9□(又は9、)の経路を通して流れ
、健全き電線下の図示しないカ行車両にカ行パワーとし
て供給される。
Note that after only the faulty circuit is selectively cut off, the regenerative current is transferred from the regenerative vehicle to the feeder line because an ignition signal is given to the DC switch 15 again on the condition that the faulty circuit is disconnected from other healthy circuits. 91 → Disconnector 83 → Regeneration diode 7° → Reactor 16 → DC switch 15 → DC positive electrode bus 5
→Thyristor circuit breaker 6, (or 6°)→Disconnector 8□ (or 82)→Flows through the path of feeder line 9□ (or 9,), and provides power to the vehicle (not shown) below the healthy feeder line. Supplied.

以上のように本考案に於ては強制消弧回路の転流コンデ
ンサと転流リアクトルとをサイリスタしゃ断器群、直流
スイッチに共用せしめ、さらに回生電力と隣接変電所よ
りの廻り込み電力とをそれぞれしゃ断できる直流スイッ
チを設けるようにしたものであるから、以下に示すよう
に種々の効果を奏するものである。
As described above, in the present invention, the commutating capacitor and commutating reactor of the forced arc-extinguishing circuit are shared by the thyristor breaker group and the DC switch, and the regenerative power and the circulating power from the adjacent substation are Since a DC switch that can cut off the current is provided, various effects can be achieved as shown below.

■ 4電路分のサイリスタしゃ断器群と直流スイッチと
の強制消弧回路を共用化したので、変電所の回路構成を
簡素化でき非常に経済的な装置を実現できる。
■ Since the forced arc extinguishing circuit is shared between the thyristor breaker group for 4 electrical circuits and the DC switch, the circuit configuration of the substation can be simplified and a very economical device can be realized.

■ 上記■項の利点を踏1えて直流式電気鉄道の給電系
に設置される変電所の数が多ければ多いほど、システム
全体の設備費を軽減できる利点がある。
(1) Considering the advantages mentioned in (1) above, the greater the number of substations installed in the power supply system of a DC electric railway, the more advantageous it is that the equipment cost of the entire system can be reduced.

■ 回生運転時の車両があって、とのき電線に隣接する
他のき電線及び直流母線で事故を生じた場合でも、新た
に設けた直流スイッチで回生車両よりの回生電力、及び
隣接変電所よりの廻り込み電力を瞬時にしゃ断するよう
にしたものであるから、事故回線のみを瞬時に選択しゃ
断でき事故の拡大を防止する事ができる。
■ Even if there is a vehicle in regenerative operation and an accident occurs on another feeder line or DC bus bar adjacent to the Tonoki power line, a newly installed DC switch will regenerate the regenerative power from the vehicle and the adjacent substation. Since it is designed to instantly cut off the power that goes around the system, it is possible to instantly selectively cut off only the faulty line, thereby preventing the spread of the fault.

■ 直流スイッチを設けた事によって事故時に対しての
保護協調をとる事が一層容易となるばかりでなく、事故
を最小限にとどめ置く事ができ非常に信頼性の高い給電
装置を実現できると共に、システム全体の運用効率の向
上化を図れる利点がある。
■ The provision of a DC switch not only makes it easier to coordinate protection in the event of an accident, but it also makes it possible to minimize accidents and create a highly reliable power supply device. This has the advantage of improving the operational efficiency of the entire system.

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

第1図はサイリスタしゃ断器とサイリスタ整流器とを適
用した場合の代表的な給電装置の構成を示す具体的な回
路図、第2図はその給電装置に適用する従来のサイリス
タしゃ断器とその強制消弧回路との具体的な回路例、第
3図は本考案にょる一実施例を示す給電装置の具体的な
回路構成図。 1は商用周波電源母線、2は交流しゃ断器、3は変圧器
、4は原電力変換装置、5は直流正極母線、6□〜64
はサイリスタしゃ断器、7□〜74及び19□〜194
はダイオード、11は負極母線、15は直流スイッチ、
16及び18は転流リアクトル、17は転流コンデンサ
、201〜204は補助サイリスタ。
Figure 1 is a specific circuit diagram showing the configuration of a typical power supply device that uses a thyristor breaker and a thyristor rectifier, and Figure 2 shows a conventional thyristor breaker applied to the power supply equipment and its forced extinguisher. FIG. 3 is a specific circuit configuration diagram of a power supply device showing an embodiment of the present invention. 1 is a commercial frequency power supply bus, 2 is an AC breaker, 3 is a transformer, 4 is a raw power converter, 5 is a DC positive electrode bus, 6□~64
are thyristor breaker, 7□~74 and 19□~194
is a diode, 11 is a negative electrode bus, 15 is a DC switch,
16 and 18 are commutating reactors, 17 is a commutating capacitor, and 201 to 204 are auxiliary thyristors.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 交流電力を原電力変換装置で直流電力に変換して直流正
極母線側へ供給し、この直流電力をサイリスタ遮断器と
断路器とを直列接続した複数の直流電路を介して複数の
き電線側へ給電するようにしたものに於て、前記複数の
直流電路の各サイリスタ遮断器と断路器との各接続線に
アノード側が接続された回生用ダイオードと、これらダ
イオードのカソード側を共通にし該共通接続線と前記直
流正極母線間に、該正極母線をカソード側が接続された
直流スイッチと、この直流スイッチのアノード側に接続
され少なくとも転流コンデンサと転流リアクトルとを備
えた消弧回路にアノードが接続されカソードを前記直流
電路の各サイリスタ遮断器のカソードに別々に接続され
た補助サイリスタとで構成したことを特徴とする直流式
電気鉄道の給電装置。
AC power is converted to DC power by a raw power converter and supplied to the DC positive bus bar side, and this DC power is sent to multiple feeder lines via multiple DC circuits in which thyristor circuit breakers and disconnectors are connected in series. In the device configured to supply power, a regeneration diode whose anode side is connected to each connection line between each thyristor circuit breaker and disconnector of the plurality of DC circuits, and a common connection between the cathode sides of these diodes. between the line and the DC positive bus, the anode is connected to a DC switch having a cathode connected to the positive bus, and an arc extinguishing circuit connected to the anode of the DC switch and including at least a commutating capacitor and a commutating reactor. 1. A power supply device for a DC electric railway, characterized in that the cathode is comprised of an auxiliary thyristor separately connected to the cathode of each thyristor circuit breaker in the DC line.
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