JPS61251437A

JPS61251437A - 電鉄用電源設備

Info

Publication number: JPS61251437A
Application number: JP60091410A
Authority: JP
Inventors: 吉舗　幸信
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-04-27
Filing date: 1985-04-27
Publication date: 1986-11-08

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、電鉄用の高圧または特高配電系統の各種設備
に対して非常用の電力を供給可能な電鉄用電源設備に関
する。

（発明の技術的背景とその問題点）電鉄用の受配電・き電システムにおいては電気車に対し
て運転用電力を供給する直流き電設備と、駅舎などの動
力・照明用電力を供給する高圧または特高配置ｉ設備が
同一の交流母線に接続されており、商用周波電源の供給
が断たれた場合、直流き筒用電力が喪失すると同時に駅
舎などの動力・照明用電力も喪失する。

直流き筒用電力は、電鉄用き電システムにおいては、そ
のき電系統に複数の変電所が接続されて並列き電してい
るため電気車の運転には支障を及ぼさないように配慮さ
れているが駅舎などの動力・照明用設備は別系統の電源
を準備する必要がある。特に地下鉄などでは駅舎用電流
が喪失すると照明が無くなり、エレベータ・エスカレー
タなどの設備が運転停止となるなど人命にかかわる大き
な問題となる。

従来これらの駅舎用動力・照明電源が喪失した場合の対
策として、上記交流母線にディーゼル発電設備・ガスタ
ービン発電設備などの非常用自家発電設備を設置してい
る。

しかし、このような非常用自家発電設備は、■非常に高
価である、■設置スペースが非常に大きいため、地下変
電所のように設置スペースが制限される場所では用地確
保・建＠建設のため高額な投資を必要とする、■短周期
で保守をする必要がおる、■燃料として軽油・へ重油な
どの可燃物を使用するため、これらの厳重な保管設備が
必要となるなどの問題点がある。

〔発明の目的〕

本発明は上記の問題点に対処すべくなされたものであり
、商用周波電源喪失時には簡単で安価にして、しかも大
幅な設備増を伴わずに省スペースで、かつ可燃物のよう
な燃料を必要とせず駅舎設備に非常用電力を供給できる
電鉄用電源設備を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するために、電鉄用変電所の交
流母線への商用周波電源の供給が断たれた場合、これを
検出し、それまで他励式インバータとして電気車から発
生する回生電力を吸収していた電力回生インバータの運
転を停止し、上記交流母線の受電系のしゃ断器・断路器
を開放するなどの保護動作を行った後、上記電力回生イ
ンバータを自励インバータとして運転し、周波数・交流
電圧を制御して隣接した直流変電所から直流き電系統を
経由して供給される直流電力を交流電力に変換し、高圧
または特高配電系統を経由して、駅舎設備に対して非常
用電力を供給可能にしたちのである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本発明による電鉄用電源設備の概略構成を示す
受配電・き電系統図である。図中１は商用周波電源、２
は受電用しゃ断器・断路器、３は三相交流母線、４は各
相間に設けられているコンデンサ、５は上記三相交流母
線３に配電用しゃ断器６を介して接続された高圧または
特別高圧配電線、７はこの配電線５に接続された駅舎の
動力・照明設備などの駅舎設備、８は直流母線、９はこ
の直流母線８にしゃ断器１０を介して接続された電力回
生インバータ、１１はこの電力回生インバータ９を制御
する制御装置で、この詳細については後述する。

１２は上記電力回生インバータ９の出力側にその一次側
が接続された変圧器、１３はこの変圧器１２の二次側と
上記三相交流母線３との間に接続されたしゃ断器、１４
，１５．１６．１７はそれぞれ上記しゃ断器１０．電力
回生インバータ９、変圧器１２、しゃ断器１３の直列回
路に並列に接続されかつ直列回路を構成するしゃ断器、
シリコン整流器、変圧器、しゃ断器である。

１８は隣接の８変電所の商用周波電源、１９はこの商用
周波筒［１８の出力側に接続されたしゃ断器、２０はこ
のしゃ断器１９に接続された三相交流母線、２１はし中
断器、２２は変圧器、２３はシリコン整流器、２４・は
しゃ断器、２５は上記したＡ変電所とＢ変電所間を電気
的に接続する直流き電線である。

第２図は上記した制御装置１１の具体的構成を示すブロ
ック図で、これは主として制御モード切換・論理判断手
段１１１と、他励・自励モード切換手段１１２と、ゲー
ト信号制御・出力手段１１３、遠方における商用周波電
源復旧判断手段１１４とからなっている。上記制御モー
ド切換・論理判断部１１１は図示しない検出器により上
記三相交流母線３の電圧不足、過電圧、周波数変動、受
電用しゃ断器２開放などから三相交流母線３の異常を検
出したとぎ生ずる信号を入力し、このとき保護指令（し
ゃ断指令）と制御モード切換指令を出力するものである
。上記保護指令は上記Ａ変電所のしゃ断器１０，１３．
１４，１７および６に与えられ、これによって各々がし
ゃ断されるようになっている。

上記他励・自励モード切換手段１１２には、上記商用周
波電源復旧判断手段１１４からの指令および、上記制御
モード切換指令が与えられ、このとき自励モード指令が
出力され、また上記制御モード指令が与えられないとき
は他励モード指令が出力されるようになっている。

上記ゲート信号制御・出力手段１１３には上記他励モー
ド指令、自助モード指令のほかに図示しない検出器で検
出された電力回生インバータ９の交流電流、三相交流母
線３の電圧、電力回生インバータ９の直流、直流母線８
の電圧が入力され、ここで電力回生インバータ９を構成
するサイリスタにゲート信号が与えられたり、しゃ断器
１０゜１３．６，１４，１７に投入指令が与えられたり
する。

次に以上のように構成された電鉄用電源設備の作用につ
いて第３図を参照して説明する。第３図は、第１図に示
す電力回生インバータ９及びこの制御装置１１が行う処
理を流れ図に示したものである。第１図の電力回生イン
バータ９が他励式インバータとして動作し、電気車から
の回生電力を吸収しているときに商用周波電８１１の供
給が断たれると、交流電圧の不足あるいは過電圧・周波
数変動、受電用しゃ断器２開放などの異常が検出器（図
示しない）で検出され、制御装置１１１の制御モード切
換・論理判断手段１１からの機器保護のため保護指令が
、受電用しゃ断器２、電力回生インバータ９、シリコン
整流器１５の１次側及び２次側のしゃ断器１０，１３．
１４，１７、高圧または特高配電用のしゃ断器６などに
与えられ、これにより各しゃ断器６，１０，１３，１４
，１７がしヤ断される。

この時点で上記制御モード切換・論理判断手段において
、高圧または特高配電線５の電圧印加はされなくなり、
駅舎設備７の電源喪失が確認される。このとき商用周波
電源１の復旧が第２図の制ｍ＋装置１１０制御モード切
換・論理判断手段１１により不能と判断された場合、た
とえば長時間停電が確認された場合などには、高配また
は特高配電線５の電源を速やかに復旧させ駅舎設備の電
源を確保する必要がある。

このために電力回生インバータ９の制御装置１１内の他
励・自励モード切換手段１１２から自励モード指令がゲ
ート信号制御・出力手段１１３に与えられ、これにより
電力回生インバータ９は自励式インバータとして制御さ
れ、あらかじめ系統によって決まる周波数（５０Ｈｚま
たは６０Ｈｚ＞となるように電力回生インバータを構成
するサイリスタにゲート信号が与えられると同時に、電
力回生インバータ９の１次側・２次側のしゃ断器１３゜
１０が投入される。なお上記サイリスタに与えられるゲ
ート信号は、電力回生インバータ９の交流電流、三相交
流母線３の電圧、電力回生インバータ９の直流電流、直
流母線８の電圧によって決定される。

これにより、電力回生インバータ９に対して隣接のＢ変
電所のシリコン整流器２３から直流き電線２６を経由し
て直流電力が供給され、自励式インバータとて動作して
いる電力回生インバータ９と交流母線３に接続されてい
るコンデンサ４の作用により、交流母線３に三相交流電
圧を発生することができる。

そして、上記制御モニド切換・論理判断手段１１１にお
いて三相交流電圧の発生を確認後高配または特高配電線
用のしゃ断器６が投入され、駅舎設備７に対して電力の
供給を開始するが、このとき自励式インバータとして運
転している電力回生インバータ９のゲート信号を制御装
置により高配または特高配電負荷に応じて制御し、交流
母線電圧が一定となるように制御される。

また、負荷電流（交流電流）が電力回生インバータ９の
定格容置を超過した場合には負荷電流を一定値に制限す
るようにゲート信号が制御される。

以上の処理により駅舎設備に対して非常用電力を供給す
ることができる。

〔発明の効１り以上述べた本発明によれば、常時は電気車からの回生電
力を吸収するために必要な他励式インバータとして使用
している電力回生インバータを、商用周波１２１！喪失
時に自励式インバータとして運転するように構成したの
で、上記電力回生インバータは共用のまま簡単に駅舎設
備に対して非常用電力を供給することができ、従来必要
としていた非常用自家発電設備を省略することが可能と
なる。

従って、大幅な設備増を必要とせず簡単で安価にして省
スペースで、かつ可燃物のような燃料を必要としない電
鉄用電源設備を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による電鉄用電源設備の一実施例を示
す概略構成図、第２図は、第１図の制御装置を具体的に
示すブロック図、第３図は、第１図の作用を説明するた
めの電力回生インバータとこの制御装置の処理を示した
流れ図である。１・・・商用周波電源、３・・・交流母線、４・・・コ
ンデンサ、５・・・高圧または特高配電線、７・・・駅
舎設備、８・・・直流母線、９・・・電力回生インバー
タ、１１・・・制御装置、６，１０，１３，１４．１７
・・・しゃ断器、１２．１６・・・変圧器、１５・・・
シリコン整流器。

Claims

【特許請求の範囲】

相間にコンデンサを有する商用周波数の交流母線及び直
流き電線にそれぞれしゃ断器を介して接続される電力回
生インバータを設け、この電力回生インバータの出力側
又は上記交流母線に接続される配電系統に電力を供給可
能な電源設備において、上記交流母線の電圧の過不足又
は周波数変動を検出して上記交流母線の異常を検出する
検出器と、この検出器の出力が入力されたとき上記交流
母線側のしゃ断器に引外し指令を与えるとともに制御モ
ード切換指令を出力する制御モード切換・論理判断手段
と、この制御モード切換・論理判断手段から制御モード
切換指令が入力されたときのみ自励モード指令を出力し
、これ以外のときは他励モード指令を出力する他励・自
励モード切換手段と、この他励・自励モード切換手段か
らのモード指令が入力され、これに対応したゲート信号
を上記電力回生インバータに出力するゲート信号制御・
出力手段とからなり、上記交流電源が正常時上記電力回
生インバータを他励インバータとし、かつ交流電源が異
常時上記電力回生インバータを自励インバータとして制
御するようにしたことを特徴とする電鉄用電源設備。