JPS6056049B2 - 変動負荷を有する直流母線応動装置 - Google Patents
変動負荷を有する直流母線応動装置Info
- Publication number
- JPS6056049B2 JPS6056049B2 JP55136218A JP13621880A JPS6056049B2 JP S6056049 B2 JPS6056049 B2 JP S6056049B2 JP 55136218 A JP55136218 A JP 55136218A JP 13621880 A JP13621880 A JP 13621880A JP S6056049 B2 JPS6056049 B2 JP S6056049B2
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- JP
- Japan
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- storage battery
- rectifier
- current
- voltage
- response device
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は蓄電池とともに用いられ、たとえば電気鉄道の
ように変動負荷を有する直流母線における電力のピーク
カット、ロードの平準化または電車の回生電力を受け入
れ貯蔵し、再利用することのてきる装置を提供するもの
である。
ように変動負荷を有する直流母線における電力のピーク
カット、ロードの平準化または電車の回生電力を受け入
れ貯蔵し、再利用することのてきる装置を提供するもの
である。
以下変動負荷の例として電気鉄道の場合について説明す
る。
る。
従来上記のような目的に蓄電池を用いる場合、゛−ｉ、
−ー Ｌ【 一 ・−六壬↓２μ、力、−←↓フ右＝ｍ
Ｑ白例えば電気鉄道用直流母線１１、１２間に蓄電池２
０を接続したもの、又は第２図のようにサイリスタ整流
器３０とサイリスタスイッチ３５とを逆並列接続したも
のと蓄電池２０とを直列に接続した回路装置が提案され
ている。
−ー Ｌ【 一 ・−六壬↓２μ、力、−←↓フ右＝ｍ
Ｑ白例えば電気鉄道用直流母線１１、１２間に蓄電池２
０を接続したもの、又は第２図のようにサイリスタ整流
器３０とサイリスタスイッチ３５とを逆並列接続したも
のと蓄電池２０とを直列に接続した回路装置が提案され
ている。
なお４０は電鉄用整流装置、６０は電車である。しカル
従来のこの種装置では蓄電池の充放電状態を適当に保つ
ことが困難であつたり、電車の回生電流の吸収をうまく
行うことができない等の欠点を有していた。
従来のこの種装置では蓄電池の充放電状態を適当に保つ
ことが困難であつたり、電車の回生電流の吸収をうまく
行うことができない等の欠点を有していた。
本発明のこのような従来装置の欠点をなくし第３図のよ
うに逆並列接続した２組のサイリスタ整流器３１、３２
と蓄電池２０とを直列に接続した回路を変動負荷を有す
る直流母線１１、１２の間・に接続したことを特徴とす
るものである。
うに逆並列接続した２組のサイリスタ整流器３１、３２
と蓄電池２０とを直列に接続した回路を変動負荷を有す
る直流母線１１、１２の間・に接続したことを特徴とす
るものである。
本発明の目的と効果を説明するために典型的な都市内交
通電鉄変電所の負荷変動の例を第４図、第５図に示して
いる。そのうち第４図は３時又は１時間毎の平均消費電
力又は電流て表わしたもの）である。図に見るように負
荷のいちじるしいピークが午前７時から９時にある。こ
のピークの一部を蓄電池て給電し、閑散時に蓄電池を充
電することができればピークカットとロードの平準化が
達成される。しカル第４図の傾向は典形的ではあつ７て
も日々の変動はさけられないものである。第５図に比較
的閑散時の３分間を取つた電鉄変電所負荷電流を示して
いる。図中破線Ｒて示した電流が負となる部分は、もし
電鉄変電所が負の電流を供給することができるなら流れ
るであろう電流即ち電車からの回生要求電流である。実
際にはある電車が回生電流を流そうとしたが他の力行車
が無いために架線電圧が急上昇して回生失効が起つた場
合に相当する。回生失効が起ればエアブレーキが作動す
るので電力損失になるだけでなくブレーキシューが磨耗
するなどの問題点が生じる。このような回生電流を蓄電
池に充電する形で受け入れることができれば回生エネル
ギーを有効に蓄積することが出来るだけでなく、回生失
効によるさまざまな問題を解決することができる。なお
第５図のような電流波形はダイヤが比較的閑散な時間帯
での電鉄変電所出力電流の典形的なものである。ダイヤ
の濃密な時間帯ては力行車の存在確率が高いため負にま
でなることは比較的まれになる。第１図のような従来装
置て、蓄電池２０はたとえば鉛蓄電池７００個を直列接
続したものとする。
通電鉄変電所の負荷変動の例を第４図、第５図に示して
いる。そのうち第４図は３時又は１時間毎の平均消費電
力又は電流て表わしたもの）である。図に見るように負
荷のいちじるしいピークが午前７時から９時にある。こ
のピークの一部を蓄電池て給電し、閑散時に蓄電池を充
電することができればピークカットとロードの平準化が
達成される。しカル第４図の傾向は典形的ではあつ７て
も日々の変動はさけられないものである。第５図に比較
的閑散時の３分間を取つた電鉄変電所負荷電流を示して
いる。図中破線Ｒて示した電流が負となる部分は、もし
電鉄変電所が負の電流を供給することができるなら流れ
るであろう電流即ち電車からの回生要求電流である。実
際にはある電車が回生電流を流そうとしたが他の力行車
が無いために架線電圧が急上昇して回生失効が起つた場
合に相当する。回生失効が起ればエアブレーキが作動す
るので電力損失になるだけでなくブレーキシューが磨耗
するなどの問題点が生じる。このような回生電流を蓄電
池に充電する形で受け入れることができれば回生エネル
ギーを有効に蓄積することが出来るだけでなく、回生失
効によるさまざまな問題を解決することができる。なお
第５図のような電流波形はダイヤが比較的閑散な時間帯
での電鉄変電所出力電流の典形的なものである。ダイヤ
の濃密な時間帯ては力行車の存在確率が高いため負にま
でなることは比較的まれになる。第１図のような従来装
置て、蓄電池２０はたとえば鉛蓄電池７００個を直列接
続したものとする。
なお特記しない限り電車線電圧の定格を１５００Ｖとす
る。第４図の７〜９時のような時間帯では電車線電圧が
低くなるのて蓄電池は放電し、閑散時間帯では充電気味
となり全体としてバランスを保つ，ことを期待する。し
かし一見して判るように蓄電池の充電状態を望ましいレ
ベルに保つことは極めて困難であり、過放電となつたり
過充電となるおそれがある。別途に充放電状態を監視す
る装置を設けてたとえは１００Ａｈの充電をすべきてあ
るとい３う情報が得られても架線電圧を強制的に上げ下
げすることができない限り実現することができない第２
図の従来装置ては一例として蓄電池の個数を８（１）個
とし、ピークロードの供給を容易となる３ようにする。
る。第４図の７〜９時のような時間帯では電車線電圧が
低くなるのて蓄電池は放電し、閑散時間帯では充電気味
となり全体としてバランスを保つ，ことを期待する。し
かし一見して判るように蓄電池の充電状態を望ましいレ
ベルに保つことは極めて困難であり、過放電となつたり
過充電となるおそれがある。別途に充放電状態を監視す
る装置を設けてたとえは１００Ａｈの充電をすべきてあ
るとい３う情報が得られても架線電圧を強制的に上げ下
げすることができない限り実現することができない第２
図の従来装置ては一例として蓄電池の個数を８（１）個
とし、ピークロードの供給を容易となる３ようにする。
蓄電池２０を放電させるにはサイリスタスイッチ３５を
オンとなるように制御する。蓄電池の放電を止めるには
サイリスタスイッチ３５をオフとなるように制御する。
蓄電池の充電を行うにはサイリスタスイッチ３４［５が
オフてあることを条件としてサイリスタ整流器３０を動
作させる。
オンとなるように制御する。蓄電池の放電を止めるには
サイリスタスイッチ３５をオフとなるように制御する。
蓄電池の充電を行うにはサイリスタスイッチ３４［５が
オフてあることを条件としてサイリスタ整流器３０を動
作させる。
このさいサイリスタ整流器３０の出力電圧はサイリスタ
の点弧位相によつて変更することができる。
の点弧位相によつて変更することができる。
点弧位相の制御は蓄電池２０の両端の電圧、蓄電池に流
れる電流などを検出して行うことができる。第２図の装
置では蓄電池の充電制御はかなり自由に行うことができ
るが放電は制御はオンかオフの２位置゛しかなく。
れる電流などを検出して行うことができる。第２図の装
置では蓄電池の充電制御はかなり自由に行うことができ
るが放電は制御はオンかオフの２位置゛しかなく。
予定された時間率で行うことはできない。またサイリス
タスイッチ３５として高価な強制転流スイッチが必要で
ある。サイリスタ整流器として３００〜３５０Ｖの比較
的高い電圧のも）のが必要である等の欠点を有していた
。本発明は以上のような従来装置の欠点を除去したもの
であり、以下に実施例について詳細に説明する。
タスイッチ３５として高価な強制転流スイッチが必要で
ある。サイリスタ整流器として３００〜３５０Ｖの比較
的高い電圧のも）のが必要である等の欠点を有していた
。本発明は以上のような従来装置の欠点を除去したもの
であり、以下に実施例について詳細に説明する。
第３図において３１，３２は整流器、５０，５１は交流
電源端子、７０は制御装置である。
電源端子、７０は制御装置である。
整流器３１はサイリスタ３１１、直流リアクトル３１２
、変圧器３１３、点弧パルス発生装置３１４、電流検出
装置３１５等から成り、蓄電池２０を放電する向きの極
性となつている。以下の説明ではブースタ整流器と呼ぶ
ことにする。整流器３２はサイリスタ３２１、直流リア
クトル３２２変圧器３２３、点弧パルス発生装置３２４
、電流検出装置３２５等から成り蓄電池２０を充電する
向きの極性となつている。以下の説明では逆ブースタ整
流器と呼ぶことにする。変圧器３１３と３２３の一次巻
線３３０は共用化され交流電源端子５０に接続されてい
る。
、変圧器３１３、点弧パルス発生装置３１４、電流検出
装置３１５等から成り、蓄電池２０を放電する向きの極
性となつている。以下の説明ではブースタ整流器と呼ぶ
ことにする。整流器３２はサイリスタ３２１、直流リア
クトル３２２変圧器３２３、点弧パルス発生装置３２４
、電流検出装置３２５等から成り蓄電池２０を充電する
向きの極性となつている。以下の説明では逆ブースタ整
流器と呼ぶことにする。変圧器３１３と３２３の一次巻
線３３０は共用化され交流電源端子５０に接続されてい
る。
電鉄用整流装置４０はシリコン整流器４１、変圧器４２
から成りその出力端子４３，４４が電鉄用直流母線１１
，１２に接続されている。蓄電池２０は■時間率容量２
５００アンペアワーの据置蓄電池７５Ｃ＠の直列接続し
たものとする。
から成りその出力端子４３，４４が電鉄用直流母線１１
，１２に接続されている。蓄電池２０は■時間率容量２
５００アンペアワーの据置蓄電池７５Ｃ＠の直列接続し
たものとする。
この蓄電池の放電時及ひ充電時の電圧特性はおおむね第
６図Ｄ及びＣで代表されるが、蓄電池の充電状態によつ
てそれぞれＤ″，Ｃ″のように変化するたとがある。蓄
電池２０は午前の電力需要のピーク時てある７時〜９時
の間に予定された最大需要電力例えは５．５ＭＷを超過
しないように制御装置７０の指令により１０００Ａの定
電流て必要な時間だけ放電される。
６図Ｄ及びＣで代表されるが、蓄電池の充電状態によつ
てそれぞれＤ″，Ｃ″のように変化するたとがある。蓄
電池２０は午前の電力需要のピーク時てある７時〜９時
の間に予定された最大需要電力例えは５．５ＭＷを超過
しないように制御装置７０の指令により１０００Ａの定
電流て必要な時間だけ放電される。
電車線の電圧が１５５０Ｖ蓄電池電圧が１４４０Ｖとす
れはブースタ整流器３１の直流電圧は１１０Ｖ必要とい
うことになる。実際にはブースタ整流器３１は電流出力
検出装置３１５の出力により第６図においてＱＱ″で表
わされるような定電流特性で放電される。ブースタ整流
器３１の最大出力電圧は最大１５０Ｖ程度であればよい
。なお実用上は電車電流の瞬間的な不存在時に電車線電
圧が過度に上昇するのを防止するためブースタ整流器３
１と蓄電池２０とを合わせた特性はＱＱ″Ｑ″″のよう
な定電圧定電流特性とするのがよい蓄電池からの放電ア
ンペアワーは第４図Ｌ上線より上の面積即ち１３２５Ａ
ｈとなる。
れはブースタ整流器３１の直流電圧は１１０Ｖ必要とい
うことになる。実際にはブースタ整流器３１は電流出力
検出装置３１５の出力により第６図においてＱＱ″で表
わされるような定電流特性で放電される。ブースタ整流
器３１の最大出力電圧は最大１５０Ｖ程度であればよい
。なお実用上は電車電流の瞬間的な不存在時に電車線電
圧が過度に上昇するのを防止するためブースタ整流器３
１と蓄電池２０とを合わせた特性はＱＱ″Ｑ″″のよう
な定電圧定電流特性とするのがよい蓄電池からの放電ア
ンペアワーは第４図Ｌ上線より上の面積即ち１３２５Ａ
ｈとなる。
電鉄用変電所の出力の最大値は図のＰ−ＰからＬ上迄低
減されることが判る。上記以外の時間帯ではピークロー
ドの供給は行わず蓄電池２０の充電と電車からの回生電
流の受入を行う。
減されることが判る。上記以外の時間帯ではピークロー
ドの供給は行わず蓄電池２０の充電と電車からの回生電
流の受入を行う。
そのために逆ブースタ整流器３２の制御装置７０の指令
によつて動作させることになる。蓄電池２０を１００％
充電するためには計算上列車ダイヤの閑散時間帯１時〜
１７時、２１時〜２峙の合計川時間に平均１３２．５Ａ
の電流て充電すればよく、逆ブースタ整流器の容量は１
５０〜２００Ｖ１１５０Ａ〜２００Ａがあればよい。な
お電車からの回生電流が考えられる場合には、逆ブース
タ整流器３２をたとえは第６図ＲＲ″に表わされるよう
に１６７５■て定電圧制御し、電車線電圧がこの値を越
えようとすれば逆ブースタ整流器３２を介して蓄電池２
０を放電するようにすればエネルギーを有効回収するこ
とができると共に電車線電圧の抑制にもなる効果を奏す
る。この場合は逆ブースタ整流器の電流容量を回生電流
の受入れに必要なだけ大きくする。本発明は以上のよう
に構成されているので直流き電する電気鉄道に電鉄用変
電所とともに設置することにより、蓄電池と比較的小容
量の整流器を用いて、ａ電鉄用変電所のピークを軽減す
る。
によつて動作させることになる。蓄電池２０を１００％
充電するためには計算上列車ダイヤの閑散時間帯１時〜
１７時、２１時〜２峙の合計川時間に平均１３２．５Ａ
の電流て充電すればよく、逆ブースタ整流器の容量は１
５０〜２００Ｖ１１５０Ａ〜２００Ａがあればよい。な
お電車からの回生電流が考えられる場合には、逆ブース
タ整流器３２をたとえは第６図ＲＲ″に表わされるよう
に１６７５■て定電圧制御し、電車線電圧がこの値を越
えようとすれば逆ブースタ整流器３２を介して蓄電池２
０を放電するようにすればエネルギーを有効回収するこ
とができると共に電車線電圧の抑制にもなる効果を奏す
る。この場合は逆ブースタ整流器の電流容量を回生電流
の受入れに必要なだけ大きくする。本発明は以上のよう
に構成されているので直流き電する電気鉄道に電鉄用変
電所とともに設置することにより、蓄電池と比較的小容
量の整流器を用いて、ａ電鉄用変電所のピークを軽減す
る。
ｂ電鉄用変電所の電力変動巾を減少する。
ｃ場合によつては電車の回生電力を受入れてその電力を
有効に活用する。
有効に活用する。
等の効果を奏するものであつて工業的価値大てある。
以上変動負荷として電気鉄道を例にとつて説明したがそ
れ以外の変動負荷についても同様の効果を奏するもので
ある。
れ以外の変動負荷についても同様の効果を奏するもので
ある。
第１図および第２図は従来のこの種装置の例を示す回路
図、第３図は本発明装置の一実施例を示す回路図、第４
図および第５図は電気鉄道用変電所の負荷変動の例を示
す図、第６図は本発明装置における蓄電池の放電時およ
び充電時の電圧特性を示す図である。 １１，１２・・・・・・電気鉄道用直流母線、２０・・
・・・・蓄電池、３１，３２・・・・・・サイリスタ整
流器、４０・・・・・・電鉄用整流装置。
図、第３図は本発明装置の一実施例を示す回路図、第４
図および第５図は電気鉄道用変電所の負荷変動の例を示
す図、第６図は本発明装置における蓄電池の放電時およ
び充電時の電圧特性を示す図である。 １１，１２・・・・・・電気鉄道用直流母線、２０・・
・・・・蓄電池、３１，３２・・・・・・サイリスタ整
流器、４０・・・・・・電鉄用整流装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 逆並列接続したサイリスタ整流器と蓄電池とを直列
にした回路を変動負荷を有する直流母線間に接続したこ
とを特徴とする変動負荷を有する直流母線応動装置。 ２ 蓄電池放電時には蓄電池と該蓄電池を放電する向き
のサイリスタ整流器とを合わせた特性が定電圧定電流特
性となるように制御することを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の変動負荷を有する直流母線応動装置。 ３ 蓄電池充電時には直流母線電圧が一定値以上になる
のを抑制するように蓄電池を充電する向きのサイリスタ
整流器を自動制御することを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の変動負荷を有する直流母線応動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55136218A JPS6056049B2 (ja) | 1980-09-29 | 1980-09-29 | 変動負荷を有する直流母線応動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55136218A JPS6056049B2 (ja) | 1980-09-29 | 1980-09-29 | 変動負荷を有する直流母線応動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5760929A JPS5760929A (en) | 1982-04-13 |
| JPS6056049B2 true JPS6056049B2 (ja) | 1985-12-07 |
Family
ID=15170057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55136218A Expired JPS6056049B2 (ja) | 1980-09-29 | 1980-09-29 | 変動負荷を有する直流母線応動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6056049B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02304576A (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-18 | Canon Inc | プロセスカートリッジ |
| JP2014046821A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Hitachi Ltd | 電力消費最適化システムおよび電力提供制御方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5950825A (ja) * | 1982-09-14 | 1984-03-24 | Toshiba Corp | 電気鉄道用直流変電所 |
| JPS60162426A (ja) * | 1984-02-01 | 1985-08-24 | 松下電工株式会社 | 電源供給回路 |
| JP6135201B2 (ja) * | 2013-03-08 | 2017-05-31 | 株式会社明電舎 | 直流き電変電所の制御装置および制御方法 |
| JP2015134523A (ja) * | 2014-01-16 | 2015-07-27 | 株式会社日立製作所 | 電気鉄道用電力制御システム及び電気鉄道用電力制御方法 |
-
1980
- 1980-09-29 JP JP55136218A patent/JPS6056049B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02304576A (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-18 | Canon Inc | プロセスカートリッジ |
| JP2014046821A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Hitachi Ltd | 電力消費最適化システムおよび電力提供制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5760929A (en) | 1982-04-13 |
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