JPS5846896Y2 - DC electric railway power supply device - Google Patents

DC electric railway power supply device

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JPS5846896Y2
JPS5846896Y2 JP15732679U JP15732679U JPS5846896Y2 JP S5846896 Y2 JPS5846896 Y2 JP S5846896Y2 JP 15732679 U JP15732679 U JP 15732679U JP 15732679 U JP15732679 U JP 15732679U JP S5846896 Y2 JPS5846896 Y2 JP S5846896Y2
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thyristor
regenerative
power
circuit
switch
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JP15732679U
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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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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タ整流
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, thyristor rectifiers are now being used instead of silicon rectifiers as raw power converters, and thyristor circuit breakers are being 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溝底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8□〜
84との直流電路かそれぞれ接続され、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7□〜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. Thyristors are connected in a forward bridge to forwardly convert AC power input from a commercial frequency power supply bus into DC power. 5 is a DC positive bus, and below this bus there are thyristor cut-off circuits divided for each line. Device group 6□~64 and disconnector group 8□~
84, and each thyristor circuit breaker has a group of regeneration diodes positioned according to the polarity shown in the diagram so as to have approximately the same function as a conventionally well-known DC high-speed circuit breaker. 7□ to 74 are connected in antiparallel.

9□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、及び10□は軌条で、11は負極母線で
ある。
9□ 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
器を消弧する為弧回路の構成である。
Now, the problem with such a power supply device is the configuration of the arc circuit for extinguishing the arc of the thyristor circuit breaker.

即ちサイリスタ遮断器群で6□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の補助サイリスタと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61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61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 a thyristor circuit breaker with the symbol 6□ as a representative example in the group of thyristor circuit breakers, in order to extinguish the 6 thyristor circuit breakers, the 12 steps shown in the figure are necessary. Auxiliary thyristor 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 was previously charged by polarity, was discharged to the main thyristor 61 side through the auxiliary thyristor 12, and the value of the discharge current that becomes free oscillation exceeded the current flowing through the main thyristor 6□. By forcibly extinguishing the main thyristor 61 at this point, only the faulty line is selectively cut off, and each thyristor circuit breaker requires a forced extinguishing circuit that performs the intended operation.

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.

特に重要な事は1変電所当り4組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。
What is particularly important is that each substation requires four sets of forced arc-extinguishing circuits. 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、この回生
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 in regenerative operation and a ground fault occurs for some reason on the DC positive bus 5 side during this regenerative operation, the regenerative current continues to flow to the accident point side and the accident itself is caused. It is about expanding.

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83→
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 83→
It flows through the path from the regeneration diode 73 to the fault point of the DC positive bus 5.

これら事故点へ流入する事故電流で、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をトリップし且つ
原電力変換装置4をゲートブロックして、電源母線1側
よりの事故電流は即座に遮断できるが、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
電力が消滅する丑で流れ続けることになる。
With the fault current flowing into these fault points, the former power supply bus 1
A fault current from the side is detected by a detection relay (not shown),
Based on this fault detection signal, the AC circuit breaker 2 is tripped and the original power converter 4 is gate-blocked, and the fault current from the power supply bus 1 side can be immediately cut off. The regenerative current flowing to the side continues to flow until the regenerative power disappears.

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ち−それがある。
Therefore, in the event of an accident on the DC positive bus 5, it not only unnecessarily prolongs the accident itself, but also causes the accident to spread and spread to the healthy circuit side.

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専用
の消弧回路を設けた点とを一人特徴として以下第3図に
示す実施例に基づき詳述する。
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, it is equipped with a DC switch that can cut off the regenerative power from the regenerative vehicle and the circulating power from the adjacent substation, and it is equipped with a dedicated arc extinguishing circuit that forcibly extinguishes the DC switch. The individual characteristics will be described in detail 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15は定常時に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の入力をそれぞれ許容する能力を
有するものであって、例えば直流スイッチとしてサイリ
スタ遮断器或は直流式高速度遮断器を適用する事が一応
前えられるが、給電装置の構成として無接点化が図られ
つつある現在、前者のサイリスタ遮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. In the figure, 15 is a DC switch, and this DC switch 15 is connected to the regenerative power from the regenerative vehicle and the adjacent substation during normal operation. For example, it is possible to use a thyristor circuit breaker or a DC high-speed circuit breaker as a DC switch, but as a configuration of the power supply device, Now that contactless circuits are being introduced, it is most desirable to use the former type of thyristor circuit breaker.

さて直流スイッチ15には専用の第1の強制消弧回路が
設けられ、この強制消弧回路は図示する例えば転流コン
デンサ16−第1の転流リアクトル17−補助サイリス
タ18−第2の転流リアクトル19−ダイオード20よ
りなる回路で構成される。
Now, the DC switch 15 is provided with a dedicated first forced arc-extinguishing circuit, and this forced arc-extinguishing circuit includes, for example, a commutating capacitor 16 - a first commutating reactor 17 - an auxiliary thyristor 18 - a second commutating circuit. It is composed of a circuit consisting of a reactor 19 and a diode 20.

21はリアクトルでこのリアクトルは定常運転時に入力
される回生車両よりの回生電力或は隣接変電所よりの廻
り込み電力を抑制する為に挿入したものであって、この
抑制用リアクトルを削除しても動作上は側ら支障はない
21 is a reactor, and this reactor is inserted to suppress the regenerative power from the regenerative vehicle input during steady operation or the wrap-around power from the adjacent substation, and even if this suppressing reactor is removed. There are no side effects in terms of operation.

22〜224はそれぞれ補助サイリスタで各直流電路の
サイリスタ遮断器61〜64を強制消弧する為に設けた
ものであって、23□〜234及び241〜244はそ
れぞれ第1.第2のダイオード群で前者の第1のダイオ
ード群231〜234は放電電流をサイリスタ遮断器群
へ導ひく為のもので、後者の第2のダイオード群24、
〜244は、無負荷時及び経負荷時に転流リアクトル2
7と共同して各サイリスタ遮断器群を確実に消弧するの
に利用される。
Reference numerals 22 to 224 are auxiliary thyristors provided for forcibly extinguishing the thyristor circuit breakers 61 to 64 of each DC circuit, and 23□ to 234 and 241 to 244 are auxiliary thyristors, respectively. In the second diode group, the former first diode group 231 to 234 are for guiding the discharge current to the thyristor circuit breaker group, and the latter second diode group 24,
~244 is the commutation reactor 2 at no load and under load.
It is used in conjunction with 7 to reliably extinguish each thyristor circuit breaker group.

25は定常時に充電極性か予しめ前取って規定されてい
る転流コンデンサで、26及び27はそれぞれ転流リア
クトルを示し、これら転流リアクトル26−転流コンデ
ンザ25−第1のダイオード群23□〜234−補助サ
イリスタ22.〜22 とで各直流電路のサイリスタ遮
断器6□〜64を強制消弧する第2の強制消弧回路が構
成される。
25 is a commutating capacitor whose charging polarity is determined in advance during steady state, and 26 and 27 each indicate a commutating reactor, and these commutating reactor 26 - commutating capacitor 25 - first diode group 23 □ ~234-Auxiliary thyristor 22. .about.22 constitute a second forced extinguishing circuit that forcibly extinguishes the thyristor circuit breakers 6□-64 of each DC circuit.

なお、第1の強制消弧回路の転流コンデンサ16と、第
2の強制消弧回路の転流コンデンサ25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等を並
設し、この充電型回路で予じめ図示極性で充電電荷を充
電しておく。
Note that the commutating capacitor 16 of the first forced arc-extinguishing circuit and the commutating capacitor 25 of the second forced arc-extinguishing circuit are provided with a charging circuit, etc. composed of an AC power source and a rectifier circuit (not shown) in parallel. However, this rechargeable circuit is charged in advance with charge according to 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
時は商用周波電源母線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
6〜64→断路器群81〜84→き電線9□〜92→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9 下に回生運転時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9 →断路器8 →回生用ダイオード72→リア
クトル21→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8 或は84→き電
線9 →このとき電線92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 commercial frequency power supply bus 1 → AC circuit breaker 2 → transformer 3 → forward power converter 4 → DC positive electrode bus 5 → thyristor circuit breaker group 6 to 64 →Disconnector group 81 to 84→Feeding wires 9□ to 92→Drive a group of vehicles (not shown) by power applied through the path of vehicles (not shown)
For example, if there is a vehicle under the feeder line 9 during regenerative operation, the regenerative power from this regenerative vehicle will be transferred to the regenerative vehicle (not shown) →
Feeder line 9 → Disconnector 8 → Regeneration diode 72 → Reactor 21 → DC switch 15 → DC positive bus 5 → Thyristor circuit breaker 6□ or 64 → Disconnector 8 or 84 → Feeder line 9 → At this time, the lower electric wire 92 The regenerated electric power itself flows through a route of a vehicle (not shown) connected to the feeder line, and the regenerated power itself is supplied as the necessary power to a group of vehicles connected under 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)が設置されている場合は、上記回生
車両よりの回生電力はダイオード72→リアクトル21
→直流スイツチ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。
If a regenerative inverter (also called a reverse power converter) is installed in the substation, the regenerative power from the regenerative vehicle is transferred from the diode 72 to the reactor 21.
It goes without saying that a part of the regenerative power is shunted to the commercial frequency power source bus side via the path → DC switch 15 → DC positive 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、例えば電
線91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 electric wire 91, and during this regenerative operation, some kind of In the event that a ground fault occurs as a result, 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9□→断路器83→回生
用ダイオード1゜→リアクトル21→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 9□ → Disconnector 83 → Regeneration diode 1° → Reactor 21 → 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第1の強制
消弧回路の補助サイリスタ18を点弧して、転流コンデ
ンサー6に図示極性でチャージしである。
In parallel with this operation, the auxiliary thyristor 18 of the first forced arc-extinguishing circuit is fired based on the accident detection signal, and the commutating capacitor 6 is charged with the polarity shown.

充電電荷を転流コンデンサ16→第1の転流リアクトル
17→補助サイリスタ18→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が強制消弧される。
The charged charge is discharged through the path of commutation capacitor 16 → first commutation reactor 17 → auxiliary thyristor 18 → DC switch 15, and the value of the discharge current that becomes free oscillation exceeds the level of the regenerative current flowing through DC switch 15. At this point, the DC switch 15 is forcibly turned off.

その後放電電流は、第1の転流リアクトル17→補助サ
イリスタ18→第2の転流リアクトル19→ダイオード
20→転流コンデンサ16の経路で流れ、転流コンデン
サ16は図示とは逆極性で充電されて行く。
After that, the discharge current flows through the path of the first commutating reactor 17 → auxiliary thyristor 18 → second commutating reactor 19 → diode 20 → commutating capacitor 16, and commutating capacitor 16 is charged with the opposite polarity to that shown in the figure. Go.

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、第1の強制消弧回路の補助サイリスタ18
側へ転流して、図示しない回生車両→き電線9□→断路
器8 →回生用ダイオード7□→リアクトル21→転流
コンデンサ16→第1の転流リアクトル17→補助サイ
リスタ18→直流正極母線5の事故点の経路を通して流
れ、転流コンデンサ16の逆充電が一層進んで行く。
The regenerative current after the DC switch 15 is forcibly extinguished in this commutation process is transferred to the auxiliary thyristor 18 of the first forced extinguishing circuit.
The current is commutated to the side, and the regenerative vehicle (not shown) → Feeder wire 9□ → Disconnector 8 → Regeneration diode 7 → Reactor 21 → Commutation capacitor 16 → First commutation reactor 17 → Auxiliary thyristor 18 → DC positive electrode bus 5 The current flows through the path of the fault point, and the reverse charging of the commutating capacitor 16 progresses further.

しかして転流コンデンサ16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18が自然消弧して事故
点側へ流入する回生電流が完全に遮断される。
When the reverse charging voltage of the commutating capacitor 16 reaches a predetermined level, the auxiliary thyristor 18 is naturally extinguished and the regenerative current flowing toward the fault point 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91の直流電圧か回生パワー
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91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 in this way and the recirculation loop of regenerative energy disappears, the DC voltage of the feeder line 91 or the regenerative power tries to rise, but at this point the regenerative energy also attenuates and the regenerative vehicle side throttles the regenerative power. Since the predetermined operation is performed, the DC voltage of the feeder line 91 will not increase.

なち・補助サイリスタ18が自然消弧した後の転流コン
デンサー6の充電電荷は、例えば第1の転流リアクトル
17と転流コンデンサとに並設される一般の転流装置と
同様に反転用サイリスク(図示省略)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、転流過程で失な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。
In other words, after the auxiliary thyristor 18 is naturally extinguished, the charge in the commutation capacitor 6 is used for reversal as in a general commutation device installed in parallel with the first commutation reactor 17 and the commutation capacitor, for example. By igniting the SIRISK (not shown), the reversely charged charge that is charged with the opposite polarity to that shown in the figure is reversed to the shown 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。
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. .

次に84の断路器ち含める直流電路と9 の電線とを接
続する接続点の近傍で地絡事故を生じ、この地絡事故時
に9□のき電線下に回生運転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。
Next, a ground fault occurred near the connection point between the DC line, including the disconnector at No. 84, and the electric wire at No. 9, and at the time of this ground fault there was a vehicle in regenerative operation under the feeder line at No. 9. In this case, 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6 →断路器84→き電線9゜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91→断路器83→回生用ダイオード72→
リアクトル21→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 6 → disconnector 84 → feeder line 9°, and the regenerative vehicle (not shown) → feeder line 91 → disconnector 83 → regeneration diode 72 →
Reactor 21 → 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電流を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224に点弧信号を与
えると共に第1の強制消弧回路の補助サイリスタ18に
点弧信号を与えて、これら各補助サイリスタ18,22
4を点弧する。
These inflowing fault currents are detected by a relay (not shown) installed in parallel with the fault line, and based on this fault detection signal, an ignition signal is given to the auxiliary thyristor 224 for selectively cutting off the fault line, and the first forced extinguishing operation is performed. A firing signal is given to the auxiliary thyristor 18 of the arc circuit, and each of these auxiliary thyristors 18, 22
Fire 4.

しかして補助サイリスタ224が点弧されると第2の強
制消弧回路の転流コンデンサ25→第3の転流リアクト
ル26→補助サイリスタ224→ダイオード234→サ
イリスタ遮断器64→直流正極母線5の経路で、転流コ
ンデンサ25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 224 is ignited, the path is commutated capacitor 25 of the second forced extinguishing circuit → third commutated reactor 26 → auxiliary thyristor 224 → diode 234 → thyristor breaker 64 → DC positive bus 5 Then, the commutating capacitor 25 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がサイリ
スタ遮断器6 を通して流れる事故電流の値を上廻った
時点で、64のサイリスタ遮断器が強制消弧され、その
後放電電流は転流コンデンサ25→第3の転流リアクト
ル26→捕助サイリスタ224→ダイオード244→第
4の転流リアクトル27の経路を通して流れて、転流コ
ンデンサ25は図示とは逆極性で充電されて行く。
This discharge current becomes a free oscillation, and when the value of the discharge current exceeds the value of the fault current flowing through the thyristor circuit breaker 6, the thyristor circuit breaker 64 is forcibly extinguished, and then the discharge current is transferred to the commutation capacitor 25. It flows through the path of -> third commutation reactor 26 -> capture thyristor 224 -> diode 244 -> fourth commutation reactor 27, and the commutation capacitor 25 is charged with a polarity opposite to that shown.

一方、64のサイリスタ遮断器が強制消弧した後の事故
電流は224の補助サイリスタ側へ転流して、原電力変
換装置4→直流正極母線5→転流コンデンサ25→第3
の転流リアクトル26→補助サイリスタ224→ダイオ
ード23 →事故回線の断路器84→き電線92の事故
点の経路で流れ、転流コンデンサ25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224が自然消弧し、電源母線1側よ
り流入する事故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, the fault current after the thyristor circuit breaker 64 is forcibly extinguished is commutated to the auxiliary thyristor 224, and the source power converter 4 → DC positive bus 5 → commutation capacitor 25 → the third
The current flows through the fault point of the commutating reactor 26 → auxiliary thyristor 224 → diode 23 → fault line disconnector 84 → feeder line 92, and the reverse charging of the commutating capacitor 25 progresses further, and the level of this reverse charging voltage increases. When the predetermined value is reached, the auxiliary thyristor 224 naturally extinguishes, the fault current flowing from the power supply bus 1 side is completely cut off, and the fault circuit is disconnected when the current flowing through the disconnector 84 becomes approximately zero. The circuit 84 is opened to disconnect only the faulty line from other healthy lines.

なお回生車両より事故点側へ流入する回生電流は、第1
の強制消弧回路の補助サイリスタ18が点弧信号で点弧
すると、転流コンデンサ16にチャージしである充電電
荷が転流コンデンサ16→第1の転流リアクトル17→
補助サイリスタ18→直流スイツチ15の経路でデスチ
ャージし、自由振動となった放電電流のレベルが直流ス
イッチ15を通して流れる回生電流の値を上廻った時点
で直流スイッチ15が強制消弧し、その後放電電流は第
2の転流リアクトル19→ダイオード20→転流コンデ
ンサ16の経路で流れて、転流コンデンサ16が図示と
は逆極性で充電されると共に直流スイッチ15が強制消
弧した後の回生電流は、回生車両→き電線91→断路器
83→ダイオード7゜→リアクトル21→転流コンデン
サ16→第1の転流リアクトル17→補助サイリスタ1
8→直流正極母線5→サイリスタ遮断器62(又は61
)→断路器8□(又は8□)→き電線9、(又は9 )
の経路で流れで、図示しないカ行運転時の車両に回生電
力そのものがカ行パワーとして与えられる。
Note that the regenerative current flowing from the regenerative vehicle toward the accident point is the first
When the auxiliary thyristor 18 of the forced extinguishing circuit fires in response to the firing signal, the charge charged in the commutation capacitor 16 is transferred from the commutation capacitor 16 to the first commutation reactor 17 to
The DC switch 15 is forcibly extinguished when the level of the free oscillating discharge current exceeds the value of the regenerative current flowing through the DC switch 15, and then the discharge occurs. The current flows through the path of the second commutating reactor 19 → diode 20 → commutating capacitor 16, and the commutating capacitor 16 is charged with a polarity opposite to that shown in the figure, and the regenerative current is generated after the DC switch 15 is forcibly extinguished. Regeneration vehicle → Feeder wire 91 → Disconnector 83 → Diode 7° → Reactor 21 → Commutation capacitor 16 → First commutation reactor 17 → Auxiliary thyristor 1
8 → DC positive electrode bus 5 → Thyristor circuit breaker 62 (or 61
)→Disconnector 8□ (or 8□)→Feeder line 9, (or 9)
Through the flow, the regenerated power itself is given to a vehicle (not shown) during forward driving as driving power.

この還流ループを通して流れる回生電流の期間は極めて
短かい期間であって、第1の強制消弧回路の転流コンデ
ンサ16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18が自然消弧するので、事故回線が選択ξ
遮断されたことを条件に直流スイッチ15を再点弧して
、この直流スイッチ15を通して回生車両よりの回生電
流を健全回線のサイリスタ遮断器6□(又は6□)側へ
流して、カ行車両に対してカ行パワーとして与える。
The period of the regenerative current flowing through this freewheeling loop is extremely short, and when the reverse charging voltage of the commutating capacitor 16 of the first forced extinguishing circuit reaches a predetermined level, the auxiliary thyristor 18 naturally extinguishes. Therefore, the accident line is selected ξ
On the condition that the DC switch 15 has been cut off, the DC switch 15 is re-ignited, and the regenerative current from the regenerative vehicle is passed through the DC switch 15 to the thyristor breaker 6□ (or 6□) side of the healthy line, and the vehicle is switched on. It gives power as a power.

以上のように本考案に於ては1変電所当り4電路分のサ
イリスタ遮断器群を強制消弧する強制消弧回路として、
当該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、且つ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する直流スイッチを新たに設け、
この直流スイッチに専用の強制消弧回路を設けるように
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, as a forced arc-extinguishing circuit that forcibly extinguishes the thyristor circuit breakers for four circuits per substation,
The commutation capacitor and commutation reactor of the circuit are shared, and a new DC switch is installed to cut off the regenerative power from the regenerative vehicle and the circulating power from the adjacent substation.
Since this direct current switch is provided with a dedicated forced arc extinguishing circuit, various effects can be achieved as shown below.

■ サイリスタ遮断器群を強制消弧する回路の転流コン
デンサと転流リアクトルとは1変電所当り単に1組でよ
いので、給電装置の回路構成を簡単化でき非常に経済的
な直流式電気鉄道の変電所を実現できる。
■ Only one set of commutation capacitor and commutation reactor is required for each substation for the circuit that forcibly extinguishes the thyristor circuit breakers, which simplifies the circuit configuration of the power supply equipment, making it an extremely economical DC electric railway. substation 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増加すればする程、給電系全
体の設備費を一層軽減できる事になる。
■ The more the number of substations installed in the power supply system of a DC electric railway increases based on the advantages mentioned in item (2) above, the further the equipment cost of the power supply system as a whole can be reduced.

■ 回生車両があって当該回線に隣接する回線のき電線
下で事故を生じた場合でも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する直流スイッチ
を新たに設けたものであるから、事故回線のみを瞬時に
選択遮断できサイリスタ遮断器の遮断容量を小さくでき
る。
■ A new DC switch has been installed to cut off the regenerative power from the regenerative vehicle and the looped power from the adjacent substation even if an accident occurs under the feeder line of a line adjacent to the line where there is a regenerative vehicle. Therefore, only the faulty line can be selectively cut off instantly, and the breaking capacity of the thyristor circuit breaker can be reduced.

■ 原電力変換装置−サイリスタ遮断器群−直流スイッ
チ−断路器群の4者間で事故時の保護協調を容易にとる
事ができ、非常に信頼性の高い給電システムを実現でき
る。
■ It is possible to easily coordinate protection in the event of an accident among the four parties: raw power converter, thyristor circuit breaker group, DC switch, and disconnector group, thereby realizing an extremely reliable power supply system.

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

第1図はサイリスタ整流器、サイリスタ遮断器を適用し
た場合の代表的な給電装置を示す具体的な回路構成図、
第2図はそれに適用されるサイリスタ遮断器群を強制消
弧する場合の従来装置を示す具体的な回路図、第3図は
本考案によ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は交流遮断器、3は変力器、
4は原電力変換装置、5は直流正極母線、6□〜64は
サイリスタ遮断器、81〜84は断路器、11は負極母
線、15及び221〜224は補助サイリスタ、16,
25は転流コンデンサ、17及び19,26,27は転
流リアクトル、71〜74及び23、〜234,24□
〜244はダイオード。
Figure 1 is a specific circuit configuration diagram showing a typical power supply device in which a thyristor rectifier and a thyristor circuit breaker are applied.
Fig. 2 is a specific circuit diagram showing a conventional device for forcibly extinguishing a group of thyristor circuit breakers applied thereto, and 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□ to 64 are thyristor breakers, 81 to 84 are disconnectors, 11 is a negative electrode bus, 15 and 221 to 224 are auxiliary thyristors, 16,
25 is a commutation capacitor, 17 and 19, 26, 27 are commutation reactors, 71 to 74 and 23, to 234, 24□
~244 is a diode.

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
ンと、この直流スイッチに並設され該直流スイッチを強
制消弧する少なくとも転流コンデンサ、転流リアクトル
よりなる第1の強制消弧回路と、前記サイリスタ遮断器
の各カソードにカソード側が接続された補助サイリスタ
と、これら補助サイリスタのアノード側を共通接続し、
この共通接続線と前記直流正極母線間に設けられた少な
くとも転流コンデンサと転流リアクトルよりなる第2の
強制消弧回路とを備え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 by a raw power converter and supplied to the DC positive bus bar side, and this DC power is supplied to multiple feeder lines through multiple DC circuits in which thyristor circuit breakers and disconnectors are connected in series. In such a device, 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 regeneration diode whose anode side is connected to each connection line between each of the thyristor circuit breakers and the disconnector, and whose cathode sides are common to the common connection line. A DC switch with a cathode side connected to the positive bus, and a first forced extinguisher, which is arranged in parallel with the DC switch and includes at least a commutating capacitor and a commutating reactor, for forcibly extinguishing the DC switch. an arc circuit, an auxiliary thyristor whose cathode side is connected to each cathode of the thyristor circuit breaker, and anode sides of these auxiliary thyristors commonly connected;
A power supply device for a DC electric railway, comprising: a second forced arc-extinguishing circuit including at least a commutating capacitor and a commutating reactor provided between the common connection line and the DC positive bus bar.
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