JPS5950825A - 電気鉄道用直流変電所 - Google Patents

電気鉄道用直流変電所

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JPS5950825A
JPS5950825A JP15995282A JP15995282A JPS5950825A JP S5950825 A JPS5950825 A JP S5950825A JP 15995282 A JP15995282 A JP 15995282A JP 15995282 A JP15995282 A JP 15995282A JP S5950825 A JPS5950825 A JP S5950825A
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JP
Japan
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voltage
rectifier
battery
electric power
load
Prior art date
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Pending
Application number
JP15995282A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Aoki
敏雄 青木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS5950825A publication Critical patent/JPS5950825A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • B60M3/06Arrangements for consuming regenerative power

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〕 本発明)“を車両に電力を供給するだめの電気鉄道用直
流変電所に関するものである。
〔発明の技術的背壊とその問題点〕
直流き電力式を採用した電気鉄道においては、従来数す
から10Km程度の間N・、−で、直流変電所が設置さ
れており、大容量の変電所においては20 KV以上の
特別高圧で受t&、 L、 、所定のiE流雷電圧変換
して架線に給電している。しかし変電所e置場所近辺に
特別品圧給1t4.線が(T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は
ガければならないため、この給電設備を含めて直流変電
所を設置するにはその設備費用が非常に高いものとなる
この対画として特別高圧受電の(4) 晶いtf馬所に
直流変電所を設置すれば良いが、これでは直流変電所間
隔が非常に長くなる場合が生じるため、変電所中間点の
直流架線電圧が車両走行時にn常に低下してしまう問題
点があった。
一方、車両に制動をかける場合にはその制動エネルギを
有効活用するために、回生制動を行ない、直流架線に回
生at力を返頌することが行なわれている。この回生電
力は他のカ行軍で省費されるが、回生制動車が同時に多
数存在する場合とか、他にカ行軍が存在し々い場合疫ど
は回生電力が吸収されないため、架線電圧が上昇し、回
生制動が失効する。このため変′亀所には11(力回生
装蔚として逆変換器を設備して車両の回生失効を防!卜
すると同時に余剰回生電力を有効に/lh用する必要が
生じる。このJ、i%合、変電所への回生電力のピーク
値は大きな値に達することが多いため、通常逆変換器容
酊は順変換器容iYの20チから50チ催度の容重が必
要となる。
ところで、従来例えば3000 xwの順変換器と11
00Oxの回生能力が必要とされる変電所においては、
第1図に示すように3000KWのlIr1f換器装置
1と1000 KW (ID逆141q器装砧2とを設
備し、構成している。すなわち、順変換器装置1は整流
器用変圧器3とシリコン整流器4で構成され、変圧器3
の1次側は交流′AH2源5へ接IAjされる。そして
順変換器装置1と逆変換器装置Et2は直流側で並列に
接続されている。したがって、このような構成の’41
−所とすれば、直流TEi、力供給時Vよ11「1変換
器装置1で給電し、回生時は逆変換器装置2で交流電源
5に電力を変換することができる。しかしかがる?電。
所では3000 !eWの順変換器装置の外に1000
 xwの逆変換器装置2を設(lit Lなければなら
ないため、七〇股1.1fii費用が非常K /、?+
いものとなる。
〔発明の目的〕
本゛iへ明はかかる問題点を解決するためになされたも
ので、特別給電設備を設けることなく、効率的に直流架
?il屯FEの時下を補償し、かつ車両の余剰回生電力
を逆変換器装Vtを設けること力く、有効に活用するこ
とができるη(気鉄8”′1lfJ変電所を提供するこ
とを目的とする。
こむで、本発明の詳細について説明するにあたり、オず
、整流器の整流相数と的、流電圧、電流特性について考
察すると次の++ljりである。すなわち電゛気鉄道用
など1■力用1茶に用いられる整流器においては、交流
11′IIl抵抗f+はりアクタンス外と比較して通常
低い値であり、?流器の直流flr庄、電流特性は殆ん
ど交流側のりアクタンス外によって決定されてし捷う。
第2図1.1電気鉄道用途女どによく用いられる3相全
波結線による6相整流装−〇回路接続図を示している。
図中3は整流器用変圧器、4は整流器である。今、整流
器4の直流出力/ii性tよy流側のりアクタンス外に
よって決定されるものとすれば、軒流器用変fE器3の
2次電圧をEIll11整流器4の曲流無負荷′面圧を
E d 6 s iR,流電圧をFid、直流雪原をI
d、転流リアクタンスなXcとするとき、整流器4の直
流出力特性は第3図のに=Oの曲線となる。第3し4に
示されるに=Oの曲線はId−Xr:/’U sが小か
ら大になるに従い、直線、曲線、直線の3部分から構成
され、それぞれ転流の第1モード、第2モード、第3モ
ードに対応している。
第1モードにおいては転流型なり角Uが60゜μ下の領
域で直流電圧、市原は直線の関係にあり、この領域が一
般に電力変換装置の正常111作城として使用されてい
る。この領域においてはりアクタンス外による直流電比
降下gx、は6相整流装置に対して、 gX@ ” 0.9551d−Xc   −−−−−−
fllで与えられる。第2モードは重々すgi +1が
60’に達したとき始オシ、u=60’と−91−′で
ちるが、位相制御が回路現象として発生し、制御角αが
0°から30°の量変化する。Pg2モードにおいては
第3図のに=Oの直流出力は曲線となる。1lill側
1角α=30°に達す°ると、第3モードに入り、直流
重なi) fi4 uがrTび憎大し始め、12o0に
ij:したところで直流出カ屯rFはイずとなる。
第4図は2絹の3相全波整3IC回路911c:よる1
2柑蛙流装置の回路接続図を示17ている。第5図は?
PJ4図の等価回路で、変圧器801次側の図示されて
いない市、源回路のりアクタンス外をr−<1示したも
ので、Xpは2組の3相全波整流回路9のtt” 1+
fiリアクタンスを、Xsはそれぞれ個別のりアクタン
スを示しておL XpとXSの和が全体の整流リアクタ
ンスXcとなる。同一直流出力に対し12相整流の場合
には第1モードに対する電圧降下は半分の電力を扱う2
っの6相整流回路が30°の位相差をもって別の時点で
転流を行なうので、リアクタンス分による電圧降下EX
I!は Ii:X12=0.478Id−Xc  −−・・曲−
=−−121となり、(1)式で与えられたものの半分
になる。
これは同じパー七ントリアクタンスであれば、リアクタ
ンス11圧降下の割合け6相整流装置の半分になること
を意味している。次に転流型なり角Uが30°に達する
と、3相全波活流回路に転流型なり間開が生じるように
なり、共通りアクタンスXpが存在すると、直流雷、圧
は垂下特性を示すようになる。このjli、 7特性t
1共通りアクタンスXpと個別リアクタンスX8の割合
によって%、lす、リアクタンス比Kを で定義したときの各種にの値に対する12相整流装置の
直流出力特性を431mに示す。12相整流44置でt
、を転流角なシ角Uが30°で2組の3相全波整流回路
9の転流が重なる間開が生じ始めて12相の転流第2モ
ードとなり、u=3Q0一定でCi7’相制御が回路現
象として発生し、制御角αが0〜αm(Kのfijによ
り界なる)まで変化する。そしてα=α711に達した
時点で第3モードになる。第3モードではα=αm一定
で再びUが30°〜60°′!tで変化する。u = 
(30’に達した後、第4モード領域に入り、u=60
’、α=αm一定のまオ、遅れ角βが0〜30’まで変
化する。β=30°に達【7てから第5モードとなり、
α=αm1β=30°一定で丙び11が600〜(12
0°−2αm)腫で変化し、u=120’−2αmで向
流出力電圧は零となる。ここで、第2モード以降を爪下
特性領域と呼ぶこととし、注[]すべき点は6相整流装
置と比較して、リアクタンス比にの値の増加と共にαm
が大きくなり、垂下ri、r性が大きく、かっ6相と比
較してはやく垂下特性を示す。
以上は6相整流装置と12相整流装置について説明した
が、整流相数を増加するとともに、地下特性の開始点を
早め、かつ大きな並下特性を得ることが可能である。
〔発明の概要〕
本発明による電気鉄道用直流変電、所は、整流相数の多
い整流装置の垂下特性と蓄電1池の充放電特性を利用す
ることにより、特別高庄受電を必要とせず、かつ効率的
に回生電力を吸収し、直流架線電圧を補償し、車両の効
率的運転を補償することを特徴とするものである。
〔発明の′11施[(;II ) 以下本発明の一実施例を第6図について説明する。第6
図において、8は変圧器、9は2絹の3相全波整流回路
、10はこの3相牟波整流回路9の出力嬬に並列に接か
A:された蓄電池である。この蓄電、油10の出力端は
直流用車線に接続され、車両に宙、気が供給される。一
方、変圧器8の1次側は交流電源5に悴匹・され、1(
を力を受電している。
なお、交流電源5は高圧のみでなく、特別高圧において
も同様である。また、蓄#1f、池回路保護用としてし
ゃ断器を設けることは当然である。
次にかかる構成の電気鉄道用直流を型部の作用について
述べる。tl“47図は第6図における電気鉄道用直流
T箱、所の直流出力特性を3000XWの12相撃流装
置の第3図のK = 0.8の曲I寥Ii!と、鈎屯池
起電力1560 V、内部1:(抗003Ωの1−17
合について、直MK、宙流Idを横軸とし、曲流電圧V
を縦軸として示すものである。;p、’ 7図において
、1点鎖線Aは蓄電池出力特rト、破線Bは6…幣流装
置の出力特性および71線Cなる曲線は12相整流裟置
のK = 0.8の出力’ltf性のjl+、合を示し
ている。1パ4示ハツチング部分の領域1〕は114流
榛肪′出力’f17. FEと蓄′市池出力iNr、 
IT K J:す、7江申・3・・(4荷′市力I/を
I X %  I bで分11(する関係看示す。蓄電
池j11(負荷重−圧Ffoと整流装置出力電圧(曲線
BおよびC)との狸しい点より、負荷1(−流I/が大
きいμ、”1合には蓄1’tj、 n141 。
と°;、4.流装置I49で分担し、それ以下では#i
電池が整流具1u?出力電圧と等しくなるまでは主に蓄
電池充電電流として回生電力とともに蓄電池に供給させ
る。また曲4?a CとBとを比較すると、負荷領域に
おいては曲線Bに比べて曲線Cは出力1E流により急I
It K電圧が低下するこ゛とにより交流電源5より供
給される電力しt減少し、若市池10よシ供給される電
流が大きくなることにより、受電1:1.力の負荷制限
が行なえる。ここでKの(1rjであるが、一般に電鉄
用途においては、変’+ii所無負荷11°?圧(第3
図のlcd/ fi’、 do = 1.0 )に対し
て車両パンク点電圧は70%程廉に維持しなければなら
々い。このためK ’+It所出力箱7庄は、過負荷定
格領域において、f宙所無負荷電圧の70−以上あるこ
とが好ましい。したがって、受′i毘電力のtt荷制限
上、12相整bT、装rllの堝負荷定洛時にga/g
d、 = 0.7となり、かつ十分力継下特性領域にあ
るためには、12組軒流装置17Nの出力特性は第3図
よりに=0.4以上の領域を使用することにより、より
大きな効果が?()られるっ 〔発明の効果〕 以上述べたように本発明によれば、電気鉄道用直流変電
所において、整流相rLンの多い整流装置の垂下特性と
蓄電池の充放電特性を利用して効率的に回生電力を吸収
し、直流架線電圧を補償するようにしだものである。し
たがって、受市電力のピークカットができ、受Vh、 
%”i、力がyl −化されることによシ、デマンド電
力晒を低くでき、虜た車両からの回生111.力を蓄電
池に蓄r#でき、ピーク負荷等に有効に活用できる。ま
た受電11t圧が高H二でも十分対応できるに°、χ備
となり、設備費の安価なシステム構成が可能となるばか
りでなく、シリコン整流器過負荷−一が小さくてすみ、
経済的な設R1が可能となる。さらに直流変電所の出力
電圧、霜、光特性が#1ゾ蓄1[1池特性になることが
ら良′dの電気を7(i 、li、腺に供給できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の電気Q1−道用直がf2変電所の設備構
成を示す回路トメl、P+s2図は電気鉄道用j♀に用
いられる3相全波結線による6相整流装置1′7を示す
回路1211第3図は12相整流装面の的流亀用と7.
i: +’+15の関係を示す曲線図、214図V、1
2組による3相全波整流回路による12相整流装置を示
す回路図、第5図は第4図の!ヰ価回路1刈、第6図は
本発明に上幅電気鉄道用直流f型部の一実IIII例を
示す設備構成の回路図、第7図は同実施例における直流
出力特性を示す図である。 5・・・交流電源、8・・・変圧器、9・・・2 i4
1の3相f彼゛1流回路、IO・・・蓄電池1.11模
a人代■′(1人  弁理士 福 江 代 彦f41図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 交流電圧を受電しこれを直流変換器装置により所定の直
    流電圧に変換して架線に給電する電気鉄道用直流変電所
    において、前記直流変換器装置として共通りアクタンヌ
    Xpと個別リアクタンスXsによって定義されるKの値
    、p K”XT)+XSが0.4以上の傘下特性を有する12
    相以上の多相整流器回路で構成し、またこの多相整流器
    「」路に並列に前記垂丁特性領F1桑と組合せて使用さ
    れる充放■、特性を有するi’:Ir’riY、池を接
    続するようにしたことを!特徴とするηi電気鉄fX用
    直流変電所。
JP15995282A 1982-09-14 1982-09-14 電気鉄道用直流変電所 Pending JPS5950825A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03100275A (ja) * 1989-09-12 1991-04-25 Fujita Corp コンクリートの打設方法
EP2262076A3 (en) * 2000-02-03 2011-03-16 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Power system stabilization system and method employing a rechargeable battery system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5760929A (en) * 1980-09-29 1982-04-13 Japan Storage Battery Co Ltd Device for response to dc bus with fluctuating load
JPS5784231A (en) * 1980-11-11 1982-05-26 Mitsubishi Electric Corp Rectifier substation group for electric railway

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5760929A (en) * 1980-09-29 1982-04-13 Japan Storage Battery Co Ltd Device for response to dc bus with fluctuating load
JPS5784231A (en) * 1980-11-11 1982-05-26 Mitsubishi Electric Corp Rectifier substation group for electric railway

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03100275A (ja) * 1989-09-12 1991-04-25 Fujita Corp コンクリートの打設方法
EP2262076A3 (en) * 2000-02-03 2011-03-16 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Power system stabilization system and method employing a rechargeable battery system

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