JPS59186744A - 電気鉄道用き電電圧補償装置 - Google Patents

電気鉄道用き電電圧補償装置

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JPS59186744A
JPS59186744A JP297784A JP297784A JPS59186744A JP S59186744 A JPS59186744 A JP S59186744A JP 297784 A JP297784 A JP 297784A JP 297784 A JP297784 A JP 297784A JP S59186744 A JPS59186744 A JP S59186744A
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JP297784A
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Azusa Miura
三浦 梓
Kesao Kamahara
鎌原 今朝雄
Takashi Kinoshita
木下 喬
Toshio Suzuki
敏夫 鈴木
Yuzuru Yonehata
米畑 讓
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JAPANESE NATIONAL RAILWAYS<JNR>
Japan National Railways
Mitsubishi Electric Corp
Nippon Kokuyu Tetsudo
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JAPANESE NATIONAL RAILWAYS<JNR>
Japan National Railways
Mitsubishi Electric Corp
Nippon Kokuyu Tetsudo
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60MPOWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M3/00Feeding power to supply lines in contact with collector on vehicles; Arrangements for consuming regenerative power
    • B60M3/02Feeding power to supply lines in contact with collector on vehicles; Arrangements for consuming regenerative power with means for maintaining voltage within a predetermined range

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は直流き電力式をとるYd気鉄道のき電電圧降
下を救済する直流給電装置に関するものである。
〔従来技術〕
直流き電力式をとる7a気鉄道においては、従来数キロ
メートルから10キロメートル程度の間隔で整流8J変
電所が設置されており、大金(1」゛の変電所において
は20KV以上の特別高圧で受電し、所定の直流電圧に
変換して架線に給電している。
しかし変電所設置場所近辺に特別高圧給電線が存在しな
い場合には変電所位置まで長距離にわたって、特別高圧
の給電設備を設けなければならず、給′fα設備費用も
含めた整流器変電所設置のための設備費用が非常に高い
ものとなった。一方この対策として特別高圧受電の得易
い場所に整流器変電所を設けると、整流器変電所間隔が
非常に長くなる場合が生じ、変電所中間点あるいは片送
り終点の直流架線電圧が車両走行時に異常低下してしま
う問題があった。
〔発明の(概要〕
この発明は、かかる問題を解決するためのもので、長距
離にわたって特別高圧給電設備を設ける串なく変電所中
間点の′rE圧降下救済を効果的に行なう事の出来る直
流給電装置を提供するものである。
〔発明の実施例〕
第1図は本発明の基礎となる装置の図である。
図において(1)は整流’L’jt IJυと変圧器(
6)で構成された主変電所で、受電線Q3は例えば60
KVなどの特別高圧で受電している。(2)はき電線及
びトロリー線、(3)はレール、(4)は車両、(5)
は本発明によるきflf、i正補償装置、(6)は蓄電
池、(7)はサイリスタスイッチff1l −+741
及びff5)〜内を有するサイリスクスイッチ回路、(
8)は平滑リアクトル(ト)、サイリスク(8υ〜鍼、
変圧器(87)、交流しゃ断器(ホ))で構成された整
流器で受電線(へ)は例えば6KVなとの高圧で受電し
ている。
俣illは機械的あるいはサイリスク式の高速度しゃ断
器、国、(9勢は断路器である。
次に動作について説明する。まずサイリスクスイッチ(
綴及び+731がターンオンしている状態では、γπ流
はレール(3)→断路器嗅→サイリスクスイッチ(73
)→整流器(8)→サイリスクスイッチt7a−蓄電池
(6)→高速度しゃ1iili器(91)→断路器(@
→き電線(2)の経路で蓄1u池(6)を放電する方向
に流すことができ、整流器(8)を電圧制御してやるこ
とにより、き電電圧補償装置(5)の出力を電流制限機
能を有する定電圧制御1等を行うことができる。
またサイリスクスイッチクυ及び(74)がターンオン
している状態では、電流はき電線およびトロリー線(2
)→断路zJ國→高速度しゃ断器すl)→蓄電池(6)
→サイリスクスイッチ(71〕→整流器(8)→サイリ
スクスイッチ(74)→断路器(四→レール(3)の経
路でバッテリー(6)を充電する方向に流すことができ
、整流器(8)を″電圧制御してやることにより充WL
fa流を希望の電流値に定電流制御したり、蓄電池(6
)の過充電防止のための蓄電池(6)端子電圧の電圧制
限機能を持たせたりすることができる。
かから構成される装置の効果を以下に説明する。
き電線(2)の定格電圧を1500Vとし、主変電所(
υの金回を1500KW、そのYIIlf電流特性を次
の通りとする。
Ess””do  Rss ’ssここで、Ess :
主変電所= 1620V−0,12Ω■ss     
 電圧・・・(υ式’ss :主変電所 電流 Edo:主変電所 無負荷電 圧 I<ss:主変電所 等価抵抗 また主変電所(1)と本発明にょるき″1℃電圧補正補
置t’i、 +51との間の距離を15km1tli車
線抵抗(フィーダ線、トロリー線、レール等の総合抵抗
)を0.041Vkm N車両電流のピーク値を1,0
OOAとし、本発明によるき+、:(、b N正補は装
置(5)の特性を電流輸が300A以下では電圧EBが
1150V一定で、電流IBが80OAに達した時には
その後電圧EEは115QVに制限されないような面力
作、つまり電流制限IQ能を有する定電圧制御1した場
合について検討する。
この特性は、第2図の右」二に図示しであるが、整流器
(8)がサイリスクブリッジにて構成されているので正
方向の電圧を出力する頻度4% R1動作のみでなく、
負方向の電圧を出力する逆変換動作も可能であるため広
い領域において制御可能である。
さて、車両(4)の位置を主変電所(υからの距1准x
kmで表わすものとし、その点1.00 OAが流れて
いるものとすると第1図の装置伐にまるきfえ電圧補賞
装Wi t5)が無い場合には車両(4)のパンク点電
圧EPは@2図のグラフに1点鎖線にて示した値となる
つまり主変電所11)から最も遠い点(X=15kmの
点)での電圧は900Vまで降下してしまうことになる
そこで第1図によるき7d電圧袖位賎置をX=15km
の点に設けたとすると、車両(4)、のパンダ点電圧E
Pは第2図のグラフに実線で示す値となり、全線で良好
な車両パンダ点電圧が得られる。また本発明によるき電
電圧補償装置(5)としては1150VDCX800A
=845KWの出力6埴で済み先にも述べたように、例
えば6KVなどの高圧で受電することができ、経済的で
、且つ設置効果の高いものであることがオフかる。なお
、逆に蓄電池を充電する場合、充電電流は放1.j[j
電流のユ程度以下で行うのが普0 通であるので電車線に与える影響が小さい。
ここでは主変電所(りからの片送りき電の場合について
述べたがこれは本線から分岐している支線の場合等に対
応するもので、2個の主変電所間等で考えても第1図の
装置が適用できるのは勿論である。
次にサイリスクスイッチ回路(7)の切換え制御につい
て考える。
サイリスクスイッチ(711、+741がオンしている
状f&″(充電状態)から、サイリスクスイッチ(72
、(73)がオンしている状態(放↑d状態)へ切換え
る場合、まずサイリスクスイッチ(7]1 、C741
のゲニトをオフし続いて機械式あるいはサイリスク式の
高速度しゃ断’ts11911をしゃ断し、充1電流を
oAとすることによりサイリスクスイッチff111t
74)をターンオフした後、Nni度しや4Iυを投入
してサイリスクスイッチ17Lf731のゲートをオン
して、ターンオンしてやれば良い。放電状態から充電状
態への切換えについても同様の方法で行うことができる
。この12J 4J−え方法は高速度しゃ断器(91)
の開閉頻度が大きいため、サイリスク式の無接点しゃ断
器であれば有用であるが、機械式の場合には機械的寿命
の制約がある。
そどで第1丙の装置では高速変しゃ断器(:川の開閉無
しでサイリスクスイッチ(7)の充放電方向切換えを行
なっている。
第8図は充′IE状態からサイリスクスイッチff1l
174)をターンオフさせる方法を示すための簡略化し
た回路接読図で実線の゛電流は充l・S流を示し第1図
と同一符号は同一部分を示す。
第3図から明らかなようにザイリスタ(81)〜(ト)
で[Il成されたサイリスクブリッジが逆変換8:(動
作を行い、充電電流をoAに絞り込めば、サイリスクス
イッチ(7υ、(7111はゲートをオフしてやること
により容易にターンオフさせることができる。
つまり主変電所(1)の無負荷電圧Edo1いましも放
電しようとするときの蓄電池実圧EBD、整流器(8)
の逆変換動作電圧最大値EDRの間に次の関係が成立す
るように定数の設定、整流器(8)の位相制御を行えば
良いことになる。
EDli>Edo−EBD・・・(2)式放電状態から
サイリスクスイッチ+7211ff31をターンオフさ
せる方法についても同様のことが可能であり、簡略化し
た回路接続図を示す第4図から車両パンダ点電圧EP1
いましも充電しようとするときの蓄電池電圧”1101
整流器(8)の逆変換82動作電圧最大値EDRの間に
次の関係が成立するようにしてやれば良いことになる。
第4図の実線の?IZ流は放′・6.電流を示し、第1
図と同一符号は同一部分を示す。
””Dn)Fna −Ep ’     =・(a)式
この方法によれば高速度しゃ断器用)は常時投入の状態
でF!(故時のしゃ所用として使用できると共に、サイ
リスクスイッチウ1)〜174)は整流a# (8)を
位、(u制御により逆変換動作させてターンオフできる
ので充放電状態の切換えが円滑に行うことがで°き、実
用上有用である。
第51図〜第7図は本発明の実))iIi個を示し、第
1図の装置のように整流器の制御によってサイリスクス
イッチング回路をターンオフする代わりに、サイリスク
スイッチング回路のサイリスクスイッチの少なくとも1
つを強制転流回路付サイリスクスイッチとしたものであ
る。即ち、第5図はサイリスクスイッチf711として
電流しや1所能力を有する強制転流回路付サイリスクス
イッチを使用するもので第1図と同一符号は同−又は5
1刊当する部分を示す。第5図の回路では充電状1ぷか
らサイリスクスイッチ1Z】)、i?41をターンオフ
するのに必ずしも」二記(2)式の条件を満足する必要
が無いので整流!:4 (8)の逆変換動作電圧を大き
くとる必要が無いため、結局整流器(8)の設備容量を
低減できる。整流器(8)の出力電圧が上記(2)式で
支配的に決定される場合には特に有用である。
同、i芋に整流器(8)の出力電圧が上記(3)式で支
配的に決定される場合には第6図に示す如くサイリスク
スイッチ(73)を電流しゃ断能力を有する強制転流回
路付サイリスタスイッチとするのが有用であり、また上
iii、!(2)式、(3)式共に同程度に支配的であ
れば、第7図に示す如くサイリスタスイッチffl+、
(73+を共に5a流しゃ断能力を有する強制転流回路
刊サイリスクスイッチとするのが有用である。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によるき電電圧補償装置は優れ
たき電電圧降下補償機能を有すると共に出力容量が小さ
く良いので主変電所のような特別高圧受電を必要とせず
、例えば6KV程度の高圧受電で装置を駆動することが
できるので設置上の制約が少なく有用であり、また充放
電状態の切換えが円滑に行うことができる方法も提供し
ているので更に効果的である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基礎となる装置の回路構成図、第2図
はその効果を説明するための特性図、第8図および第4
図は蓄電池充放電状態からサイリスクスイッチを本発明
にてターンオフさせる場合の簡略化した回路接続図、第
5図〜第7図は本発明のそれぞれ別の実施例の要部を示
す回路接続図である。 なお図中同一符号は同一もしくは相当部分を示す。 1中、(5)・・き市亀圧浦償装置、(6)・・・M電
池、(7)・・・ナイリスタスイッチ回路、(711−
1741・・・サイリスタスイッチ、(8)・・・サイ
リスタ整流):8である。 代理人 大岩増雄

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1および第2のサイリスクスイッチを直列接続
    した2組の電路を並列接続したサイリスクスイッチ回路
    、このサイリスタスイッチ回路の一方の電路の前記第1
    および第2のサイリスクスイッチの接続電路に接続され
    、き電線に送り出す所要の電流を通電することができる
    電流容量を有した゛ 蓄電池、前記サイリスタ回路の端
    子間に接続され前記蓄電池の充wim流および放電電流
    に相当する電流を通電制御項できる整流器を備え、前記
    蓄電池の他端と1)TJ記サイリスクスイッチ回路の他
    方の電路の前記第1および第2のサイリスクスイッチの
    接続点を給電路に接続すると共に、上記サイリスクスイ
    ッチ回路は、充電電流又は放電電流を通電するサイリス
    クスイッチの少なくとも一方を強制転流回路付きのサイ
    リスタスイッチとしたことを特徴とする電気鉄道用き電
    電圧補償装置。
JP297784A 1984-01-09 1984-01-09 電気鉄道用き電電圧補償装置 Granted JPS59186744A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57209430A (en) * 1981-06-16 1982-12-22 Mitsubishi Electric Corp Direct current control equipment

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS57209430A (en) * 1981-06-16 1982-12-22 Mitsubishi Electric Corp Direct current control equipment

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