JPS61226339A

JPS61226339A - 直流き電装置

Info

Publication number: JPS61226339A
Application number: JP6781585A
Authority: JP
Inventors: Yasuyoshi Mugiya; 安義麦屋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-03-30
Filing date: 1985-03-30
Publication date: 1986-10-08

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〕本発明は、電気鉄道用直流き塩システムにおける直流き
電装２に関づ゛る。

〔発明の技術的背頭とその問題点〕

電気鉄道用直流き塩システムにおいて、電気車の長大編
成化や大容量化等によって直流き電線を流れる負荷電流
が増大すると、き電線のインピーダンスと前記負荷電流
との積に相当する電圧降下、すなわち、き電線電圧効果
により変電所間の中間点付近のき電ａＮ圧が電気車の電
気機器の定格値から定まる許容最低電圧を下回ってしま
うことが懸念される。

このため従来は、変電所から交流電力線を隣接変電所と
の中間点付近まで敷設すると共に、ここに設置した整流
ポストと称される設備によって交流電力を直流電力に変
換して直流き電線にき電して前述のき１Ｊｌｌ！圧降下
を低減させていた。しかしながらこの方式では、３相電
力を供給するために、変電所から整流ポストまで絶縁さ
れた３本の電力線を敷設しなければならないという問題
点があった。

また、電気鉄道の直流き電システム末端の片送りき重置
間において、末端の直流変電所からき電線の末端に向か
って直流電力を供給する場合にも、前述と同様にき電線
の末端部のき電線電圧が低くなる場合がある。

したがってこの場合にも、末端の変電所とき電線末端部
との間に前述の整流ポストを設置することによってき電
線電圧降下を低減することができるが、やはり前述と同
様に変電所から整流ポストまで絶縁された３本の電力線
を敷設しなければならないという問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
、き電線電圧降下の最も大きい位置若しくはその近傍ま
で敷設する電力線を１本に削減し得る直流き電装置の提
供を目的とする。

〔発明の概要〕

この目的を達成するために本発明の直流き電装置は、電
−鼻鉄通用直流変電所の直流母線または直流き電線から
引き出された直流補助き電線と、前記直流き電線のイン
ピーダンスおよび負荷電流の積に対応するき電線電圧降
下が最も大きい位置若しくはその近傍に設けられ、前記
補助き電線からミノ〕を得て、この電力を変成して直近
の前記直流き電線にき電する電圧補償装置とを具備した
ことを特徴としている。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の一実施例を、適用対象と併せて示した
系統図で、隣接Ｊる電気鉄道用直流変電所１および２の
直流母ｌ１１３が直流き電１ｉ１６に接続される他、設
置端がレール８に接続されている。

また、直流きＩＩ！６に並行してトロリー線７が吊架さ
れ、電気車９の集電を容易にしている。

かかる直５流き電システムでは、電気車９が直流変電所
１．２の中間部を走るとき、その負荷電流とき電線のイ
ンピーダンスとの積に相当するき電１！ａｍ圧降下が大
きくなる。

このき電線電圧降下分を補償するために、ここでは、直
流変電所１の直流母線３から直流補助き電線４を引き出
して直流変電所１．２の略中間点まで敷設すると共に、
この直流補助き電線から得た電力を変成して直近の直流
き電線にき電する電圧補償装置５が設けられている。

ここで、電圧補償装置５は第２図に示すように直流チョ
ッパ装置３０と、直流き電１６の基準電圧に対応した基
準信号を発生する基準信号発生器３１と、直流き電線６
のき電線情報３５および基準電＠３６とを比較して差分
信号３７を出力する比較器３２と、この比較器３２の差
分信号３７に基いてチョッパ装置３０を制御する制御器
３３とを備えており、このうち、基準信号発生器３１、
比較器３２および制”６０器３３が制御装置３４を構成
している。

この第２図において、直流き電線６の電圧、電流等のき
電線情報３５が比較器３２に取り込まれると、このき電
線情報３５と、基準信号発生器３１の基準信号３６とが
比較され、差分信号３７がＩＩＩ　ｍ器３３に加えられ
る。制御器３３は差分信号３７を零にするような制御信
号３８を直流チョッパ装置３０に加える。そこで、直流
チョッパ装置３０は直流補助きＭ線４からの直流人力３
９を適当な電圧の直流出力４０に変成して直流き電線６
にき電し、上述したき電線電圧降下を補償する。

第３図は、直流き電装置を設置しない場合と設置した場
合とを比較するための負荷の位置と電圧との関係を示す
線図で、直流き電装置を設置しない場合の最低電圧２１
ａは変電所設置点２２゜２３の中間部で許容最低電圧２
５よりも低下することがあるが、変電所設置点２２．２
３の中間部に電圧補償装置５を設けて直流電力をき電（
“ると、直流き電線６の最低電圧２０ａは、電圧補（１
１装置の接続点２４ａで極大となるように上昇せしめら
れ、変電所設置点２２．２３間の全てに亘って許容最低
電圧２５よりも高く保たれる。

かくして、この実施例によればき電線電圧降下を低減す
るために敷設する電力線を１本に削減１゜ることができ
る。

上記実施例は隣接する変電所の中間点付近の電圧降下を
低減させているが、本発明は直流き電シスデムの末端直
流変電所とき電線末端部との間にも適用し得るもので、
第４図はその例を示している。

ずなわち、末端の直流変電所１から直流き電線６が引き
出され、直流変電所１と直流き電線６の末端部１０との
間を電気車９が走った場合、その負荷電流とき電線のイ
ンピーダンスとの積に相当するき電線電圧降下がき電線
の末端部１０に近づくほど大きくなる。このき電線電圧
降下分を補償するべく、き電線末端部まで直流補助き電
線４を敷設置′ると共に、この末端部に上述した電圧補
償装置５を設置している。

第５図はこのような場合の負荷の位置とき電線最低電圧
との関係を示し、直流き覆装置を設置しないときのき電
線最低電圧２１ｂは末端部に向かうほど低くなり、ある
範囲で許容最低電圧２５よりも低下する。これに対して
、直流き覆装置を設置した場合のき電線最低電圧２０ｂ
は電圧補償装置の接続点２４ｂで極大となるように上昇
せしめられ、末端の直流変電所１から引き出された直流
き電線６の全範囲に亘って許容最低電圧２５よりも高く
保たれる。

ところで、上述した電圧補償装置５の出力特性としては
定電圧出力特性のものと垂下特性のものとの２つの構成
が考えられ、これらの特性に応じてき電線を流れる負荷
電流とき電線電圧との関係も幾分異なる。

第６図は電圧補償装置５として定電圧出力特性のものを
用いた場合の負荷電流とき電線電圧との関係を示し、電
圧補償装置は定格電流５４が流れるまでチョッパ出力５
３ａに保持する特性を有している。

従って、負荷Ｍ流の増大によりき電線電圧５１ａがチョ
ッパ出力５３ａまで低下したとき始めて電圧補償装置が
作動し、これに定格電流５４が流れるまでき電線電圧を
一定に保持する。その後さらに、負荷電流が増加すると
き電線電圧５１ａが徐々に低下するという、いわゆる、
折線特性が得られる。なお、図中５２は直流き覆装置の
ない場合のき電線電圧、５５は最大負荷電流、５６は直
流き覆装置を設けた場合のき電線最低電圧、５８は許容
最低電圧、５７は直流き覆装置を設けない場合のき電線
最低電圧である。

かくして、最大負荷電流が流れた場合でもぎ電線電圧を
許容最低電圧よりも高く保つことができる。

次に、第７図は電圧補償装置５として垂下特性のものを
用いた場合の負荷電流とき電線電圧との関係を示してい
る。ここで、電圧補償装置は、定格電流５４が流れるま
で、直流チョッパ出力５３ｂが徐々に低下するという特
性を有し、しかも、上述した定電圧出力特性のものに比
べて負荷電流の小さいうちから動作を開始する。

この結果、き電線電圧５１ｂは、負荷電流がある値に増
大するまで比較的急に低下し、ある値を過ぎると低下の
割合が減少し、電圧補償装置に定格電流が流れると、再
び急に低下するという折れ線特性を示す。

かくして、垂下特性の電圧補償装置を用いた場合でも上
述した定電圧出力特性のものと略同様にして、き電線電
圧を許容最低電圧よりも高く保つことができる。

なお、上記実施例では直流変電所１から直流補助き電線
４を引き出しているが、例えば、第８図に示すように直
流変電所１．２間に敷設してもよい。この場合、直流補
助き電線の敷設距離は約２倍になるが、直流補助き電線
自体は約半分の電流を負担Ｊればよいので、変電所の古
註に余裕の少ない場合には極めて有効である。

また、上記実施例では単線区に適用した直流き覆装置に
ついて説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、例えば、第９図に示すように、１本の直流補助き
電線４を敷設し、この直流補助き電線を複数線区に共用
するようにすれば、この直流補助き電線をより有効活用
することができる。

また、第１０図に示すように、末端の直流変電所１から
複数の直流き電線６が引き出されて終端する複線区にも
同様にして本発明を適用することができる。

（発明の効果）以上の説明によって明らかな如く本発明によれば、電気
鉄道用直流変電所の直流母線または直流き電線から引き
出された直流補助き電線と、き電線電圧降下が最も大き
い位置若しくはその近傍に設けられ、直流補助き電線か
ら電力を得て、この電力を変成して直近の直流き電線に
き電する電圧補償装置とを備えているので、き電線電圧
降下を低減させるために敷設する電力線を１本に削減す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を、適用対象と併せて示した
系統図、第２図は同実施例の主要な要素の詳細な構成を
示すブロック図、第３図は同実施例の作用を説明するた
めに負荷の位置とき電線最低電圧との関係を示す縮図、
第４図、第８図、第９図および第１０図は同実施例を他
の直流き電果に適用した系統図、第５図は第４図に示し
た系統の作用を説明するために負荷の位置とき電線最低
電圧との関係を示す線図、第６図および第７図は第２図
に示した要素の特性に対応してその作用をさらに詳しく
説明するために、その設置点におけるきＩＦ１線電流と
き電ＩＩ電圧との関係を示す絵図である。１．２・・・直流変電所、３・・・直流母線、４・・・
直流補助き電線、５・・・電圧補償装置、６・・・直流
き電線、１７・・・直流トロリ線、８・・・レール、９
・・・電気車、１０・・・き電線末端部、３０・・・直
流チョッパ装置、３１・・・基準信号発生器、３２・・
・比較器、３３・・・制御器、３４・・・制御装置。出願人代理人　　猪　　股　　　　清第２図第７図モ

Claims

【特許請求の範囲】１、電気鉄道用直流変電所の直流母線または直流き電線
から引き出された直流補助き電線と、前記直流き電線の
インピーダンスおよび負荷電流の積に対応するき電線電
圧効果が最も大きい位置若しくはその近傍に設けられ、
前記直流補助き電線から電力を得て、この電力を変成し
て直近の前記直流き電線にき電する電圧補償装置とを具
備したことを特徴とする直流き電装置。２、前記電圧補償装置を隣接する直流変電所の中間部に
設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の直
流き電装置。３、前記電圧補償装置を前記直流変電所と前記直流き電
線の末端部との間に設けたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の直流き電装置。