(57)【要約】【課題】  新幹線などの交流き電系統において、解列した変電所側のき電線の電圧降下分を精度良く、高性能補償することのできる交流き電電圧補償システムの制御装置を得る。【解決手段】  単相変圧器１の１次側巻線が、交流き電系統に直列に接続され、この単相変圧器の２次側には単相自励式インバータ４が接続された交流き電系統のき電電圧補償システムにおいて、単相変圧器１次側巻線の両端の交流き電線２、３の電圧を検出する二つの交流電圧検出器５、６を設け、一方の交流電圧検出器５の交流電圧検出値に同期させた交流電圧を単相自励式インバータ４に発生させて、他方の交流電圧検出器６の交流電圧検出値が所望の交流電圧になるようにインバータ４を制御する制御手段を備えたもの。【選択図】  図１
2006081325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単相変圧器の１次側巻線が、交流き電系統に直列に接続され、この単相変圧器の２次側には単相自励式インバータが接続された交流き電系統のき電電圧補償システムにおいて、
前記単相変圧器１次側巻線の両端の交流き電線電圧を検出する二つの交流電圧検出器を設け、一方の交流電圧検出器の交流電圧検出値に同期させた交流電圧を前記単相自励式インバータに発生させて、他方の交流電圧検出器の交流電圧検出値が所望の交流電圧になるように前記インバータを制御する制御手段を備えたことを特徴とする交流き電電圧補償システムの制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、電圧指令器と、この電圧指令器の指令値と前記一方の交流電圧検出器からの検出値との偏差に基づいて前記単相自励式インバータの出力電圧を制御するインバータ出力制御回路を備えたことを特徴とする請求項１に記載の交流き電電圧補償システムの制御装置。
【請求項３】
交流き電線を流れる電流を検出する交流電流検出器と、交流き電系統に直列接続された前記単相変圧器を交流き電系統から切り離す解列用開閉装置を備え、前記交流電流検出器からの交流電流検出値の大きさが所定の値を超えた場合に、前記単相自励式インバータの出力を停止するとともに、前記解列用開閉装置を開放することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の交流き電電圧補償システムの制御装置。
【請求項４】
交流き電線を流れる電流を検出する交流電流検出器と、交流き電系統に直列接続された前記単相変圧器の１次側端子間を短絡する短絡用開閉装置を備え、前記交流電流検出器からの交流電流検出値の大きさが所定の値を超えた場合に、前記単相自励式インバータの出力を停止するとともに、前記短絡用開閉装置を投入することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の交流き電電圧補償システムの制御装置。
【請求項５】
交流き電線を流れる電流を検出する交流電流検出器と、前記単相変圧器の２次巻線側に流れる電流を検出する電流検出器と、交流き電系統に直列接続された前記単相変圧器の１次側端子間を短絡する短絡用開閉装置を備え、前記交流電流検出器の交流電流検出値および前記電流検出器の検出値の、少なくとも一方の大きさが所定の値を超えた場合に、前記単相自励式インバータの出力を停止するとともに、前記短絡用開閉装置を投入することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の交流き電電圧補償システムの制御装置。
【請求項６】
単相変圧器の１次側巻線が、交流き電系統に直列に接続され、この単相変圧器の２次側には単相自励式インバータが接続された交流き電系統のき電電圧補償システムにおいて、
前記単相変圧器１次側巻線の片端の交流き電線電圧を検出する交流電圧検出器を設け、この交流電圧検出器の交流電圧検出値に同期させた所望の大きさの交流電圧を前記単相自励式インバータに発生させるように前記インバータを制御する制御手段を備えたことを特徴とする交流き電電圧補償システムの制御装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記交流電圧検出器で検出した交流電圧の振幅値を検出する振幅検出器と、振幅指令器と、この振幅指令器の指令値と前記振幅検出器で検出した振幅値との偏差に基づいて、前記単相自励式インバータの出力電圧を制御するインバータ出力制御回路を備えたことを特徴とする請求項６に記載の交流き電電圧補償システムの制御装置。
【請求項８】
交流き電線を流れる電流を検出する交流電流検出器と、交流き電系統に直列接続された前記単相変圧器を交流き電系統から切り離す解列用開閉装置を備え、前記交流電流検出器からの交流電流検出値の大きさが所定の値を超えた場合に、前記単相自励式インバータの出力を停止するとともに、前記解列用開閉装置を開放することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の交流き電電圧補償システムの制御装置。
【請求項９】
交流き電線を流れる電流を検出する交流電流検出器と、交流き電系統に直列接続された前記単相変圧器の１次側端子間を短絡する短絡用開閉装置を備え、前記交流電流検出器からの交流電流検出値の大きさが所定の値を超えた場合に、前記単相自励式インバータの出力を停止するとともに、前記短絡用開閉装置を投入することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の交流き電電圧補償システムの制御装置。
【請求項１０】
交流き電線を流れる電流を検出する交流電流検出器と、前記単相変圧器の２次巻線側に流れる電流を検出する電流検出器と、交流き電系統に直列接続された前記単相変圧器の１次側端子間を短絡する短絡用開閉装置を備え、前記交流電流検出器の交流電流検出値および前記電流検出器の検出値の、少なくとも一方の大きさが所定の値を超えた場合に、前記単相自励式インバータの出力を停止するとともに、前記短絡用開閉装置を投入することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の交流き電電圧補償システムの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、新幹線などの交流き電系統のき電電圧補償システムの制御装置に係り、特に、インバータを用いた交流発生源をき電系統に直列に挿入して、き電線の電圧降下を直列補償するようにした交流き電電圧補償システムの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
新幹線などの交流き電システムにおける通常時のき電形態を図９（ａ）に示す。
変電所ごとに、き電する区間が定められており、それぞれのき電区間の境界には、「き電区分所」が設けられ、通常は開放された状態になっており、双方のき電区間は分離されている。
しかし、仮に、図９（ｂ）に示すように、変電所Ｂが脱落したとする。すると、脱落変電所Ｂは直ちにき電系統から切り離され、境界のき電区分所のスイッチが投入されて、隣接の変電所Ａから延長き電するようになされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の交流き電システムは以上のように構成されているので、図９（ｂ）のような状況では、変電所Ａからのき電距離が長くなり、き電区間の終端のほうでの電圧降下が著しく大きくなるという問題がある。さらに、このようなことを防止するために、変電所Ｂを二重化することも考えられるが、巨大な建設コストがかかるという問題が発生してしまう。
【０００４】
近年、このような状況に対処するため、図１０の概念図に示すように、インバータなどの交流電圧発生源を交流き電系統に直列に挿入して、き電線の電圧降下を直列補償する交流き電電圧直列補償装置を用いた交流き電電圧補償システムが考えられている。
一般の電力系統において、系統の有効電力、無効電力を調整するために、直列補償型の無効電力発生装置を用いることは、例えば、特開平１１−４６４４６号公報によって知られている。
しかしながら、新幹線などの交流き電システムにおいて、き電線の電圧降下分を精度良く補償し、また、過電流などの現象から機器を保護するようにした、低コストで、実用的な
交流き電電圧補償システムの制御装置は未だ実現されていない。
【０００５】
この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、交流き電電圧直列補償装置を用いる
交流き電電圧補償システムにおいて、解列した変電所Ｂの位置において、変電所Ａからの交流電圧に同期・同相の電圧を加算して、き電線の電圧降下分を精度良く、高性能補償することのできる交流き電電圧補償システムの制御装置を得ることを目的とする。
【０００６】
また、この発明は、き電線の電圧降下分を確実に補償するとともに、過電流などの現象から機器を保護するようにした交流き電電圧補償システムの制御装置を得ることを目的とする。
【０００７】
さらにまた、この発明は、簡単かつ安価な構成により、低コストで、き電線の電圧降下分を補償できるようにした交流き電電圧補償システムの制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）  この発明に係る交流き電電圧補償システムの制御装置は、単相変圧器の１次側巻線が、交流き電系統に直列に接続され、この単相変圧器の２次側には単相自励式インバータが接続された交流き電系統のき電電圧補償システムにおいて、
前記単相変圧器１次側巻線の両端の交流き電線電圧を検出する二つの交流電圧検出器を設け、一方の交流電圧検出器の交流電圧検出値に同期させた交流電圧を前記単相自励式インバータに発生させて、他方の交流電圧検出器の交流電圧検出値が所望の交流電圧になるように前記インバータを制御する制御手段を備えたものである。
【０００９】
（２）  また、前記（１）の制御装置において、交流き電線を流れる電流を検出する交流電流検出器と、交流き電系統に直列接続された前記単相変圧器を交流き電系統から切り離す解列用開閉装置を備え、前記交流電流検出器からの交流電流検出値の大きさが所定の値を超えた場合に、前記単相自励式インバータの出力を停止するとともに、前記解列用開閉装置を開放するよう構成したものである。
【００１０】
（３）  また、前記（１）の制御装置において、交流き電線を流れる電流を検出する交流電流検出器と、交流き電系統に直列接続された前記単相変圧器の１次側端子間を短絡する短絡用開閉装置を備え、前記交流電流検出器からの交流電流検出値の大きさが所定の値を超えた場合に、前記単相自励式インバータの出力を停止するとともに、前記短絡用開閉装置を投入するよう構成したものである。
【００１１】
（４）  さらにまた、この発明に係る交流き電電圧補償システムの制御装置は、単相変圧器の１次側巻線が、交流き電系統に直列に接続され、この単相変圧器の２次側には単相自励式インバータが接続された交流き電系統のき電電圧補償システムにおいて、
前記単相変圧器１次側巻線の片端の交流き電線電圧を検出する交流電圧検出器を設け、この交流電圧検出器の交流電圧検出値に同期させた所望の大きさの交流電圧を前記単相自励式インバータに発生させるように前記インバータを制御する制御手段を備えたものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の交流き電電圧補償システムの制御装置によれば、延長き電によって発生したき電線電圧降下分を、高性能・高精度・低コストで直列補償することができる。
【００１３】
また、この発明によれば、過電流などの現象から機器を保護することができ、装置機能の高性能化と、機器保護の両立を図れる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１に基づいて説明する。
図1は、この発明の実施の形態１による交流き電電圧補償システムの制御装置のブロック構成図を示すもので、図１において、単相変圧器１は、き電線２とき電線３の間に、１次側巻線が直列に接続されている。また、単相変圧器１の２次巻線側には、単相自励式インバータ４が接続されている。単相変圧器１次巻線の両端の電圧、すなわち、き電線２の電圧とき電線３の電圧が、それぞれ、交流電圧検出器５と交流電圧検出器６で検出される。
１１は単相ＰＬＬ回路で、交流電圧検出器５からの交流電圧検出値に同期して、この電圧の基準位相を出力する。１２は単相／２軸変換回路で、交流電圧検出器６からの交流電圧検出値を、交流電圧検出器５からの交流電圧と同相成分と直交成分に分解する。
１３、１４は交流電圧指令器、１５、１６は減算器である。
１７、１８は、減算器１５、１６からの出力の増幅器、１９は増幅器１５、１６の出力リミッタである。
２０は、２軸／単相変換回路で、交流電圧検出器５からの交流電圧検出値に同期した単相交流電圧指令を出力する。２１は、２軸／単相変換回路２０からの単相交流電圧指令値に応じて、単相自励式インバータ４の出力を制御するための制御パルスを発生するゲートパルス発生装置である。
【００１５】
次に動作について説明する。
図１において、き電線２側に図９に示した健全な変電所Ａがあるものとする。すなわち、き電線２のほうから、き電線３のほうへ、健全変電所Ａからの延長き電が行われている状況である。
交流電圧検出器５で検出されたき電線２の交流電圧は、単相ＰＬＬ回路１１によって、基準位相が生成される。一方、交流電圧検出器６で検出されたき電線３の交流電圧は、単相ＰＬＬ回路１１からの基準位相信号を用いて、単相／２軸変換回路１２によって、き電線２の交流電圧と同相成分及び直交成分に分解される。
同相成分は、電圧指令器１３からの所望の同相電圧指令値との差を減算器１５で、また、直交成分は、電圧指令器１４からの所望の直交電圧指令値との差を減算器１６で、それぞれ演算される。
【００１６】
減算器１５の差出力は、増幅器１７へ入力され、所定の伝達関数によって増幅される。一方、減算器１６の差出力は、増幅器１８へ入力され、所定の伝達関数によって増幅される。増幅器１７、１８からの出力が許容値以上とならないように、出力リミッタ１９をかけたあと、２軸／単相変換回路２０によって、き電線２の交流電圧に同期した単相交流電圧指令が出力され、ゲートパルス発生装置２１によって、実際のゲートパルスにされ、単相自励式インバータ４が、所望の交流電圧を発生する。
この交流電圧は、き電系統に直列接続された単相変圧器１によって、き電線２の交流電圧に加算される形となって、き電線３の交流電圧は昇圧されることになる。
この結果、減算器１５、１６や増幅器１７、１８の動作によって、電圧指令器１３、１４で指令された交流電圧に応じて、き電線３の交流電圧が制御されることになる。
【００１７】
このように、この発明の実施の形態１の制御装置によれば、電圧指令器１３、１４の指令値に応じて、延長き電によるき電線３側の電圧を、精度良く、所望の値に昇圧させることができ、延長き電によるき電線３側の電圧降下を抑止することができる。
【００１８】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、装置の基本制御構成を述べた。
実際には、列車が搭載する変圧器が偏磁して、この変圧器への偏磁過電流がき電線を流れることがある。偏磁過電流は定格電流の５〜６倍に達することもあり、この過電流に対してはインバータの保護が必要になる。この保護機能も装備したこの発明の実施の形態２を図２によって説明する。
図２はこの発明の実施の形態２のブロック構成図を示すもので、図中、図１との同一符号は同一部分を示し、詳細説明は省略する。
図２において、７は、き電線２に設けられた交流電流検出器、９は、単相変圧器１及び単相自励式インバータ４をき電系統から切り離す解列用開閉装置である。
また、２２は、交流過電流判定器、２３は、解列用開閉装置９への開放投入制御装置である。
【００１９】
き電線２を流れる交流電流が交流電流検出器７で検出されるが、この検出値が交流過電流判定器２２で所定の値を超えるか否か判断され、所定の値を超え、インバータの保護を必要とする場合には、交流過電流判定器２２より、インバータのゲートブロック指令がゲートパルス発生装置２１へ出力されて、単相自励式インバータ４の出力を停止する。
同時に、解列用開閉装置９の開放投入制御装置２３へ、開放指令が出力されて、解列用開閉装置９が開放され、単相変圧器１及び単相自励式インバータ４をき電系統から切り離して、インバータを保護するように動作する。
【００２０】
このように、この発明の実施の形態２によれば、過電流などの現象から機器を保護することができ、電圧補償機能の高性能化と、機器保護の両立を図ることができる。
【００２１】
実施の形態３．
上記実施の形態２では、実施の形態１にインバータの過電流保護機能も付け加えた構成を述べた。ただ、実施の形態２のように、交流過電流からインバータを保護するたびに、き電線３とき電線２が切り離されてしまうのでは、き電線３側への電力供給もその間途絶えることになり、あまり好ましくない。そこで、インバータを交流過電流から保護するとともに、き電線３側への電力供給も途絶えない方式を実施の形態３として、図３によって説明する。
図３はこの発明の実施の形態３のブロック構成図を示すもので、図中、図１、図２との同一符号は同一部分を示し、詳細説明は省略する。
図３において、１０は、単相変圧器１の１次側端子間を短絡する短絡用開閉装置、２４は、交流過電流判定器、２５は、短絡用開閉装置１０への開放投入制御装置である。
【００２２】
き電線２を流れる交流電流が交流電流検出器７で検出されるが、この検出値が交流過電流判定器２４で所定の値を超えるか否か判断され、所定の値を超え、インバータの保護を必要とする場合には、交流過電流判定器２４より、インバータのゲートブロック指令がゲートパルス発生装置２１へ出力されて、単相自励式インバータ４の出力を停止する。
同時に、短絡用開閉装置１０の開放投入制御装置２５へ投入短絡指令が出力されて、短絡用開閉装置１０が投入され、インバータを保護するとともに、き電線２とき電線３が短絡されて、き電線２側からき電線３側への電力供給も途絶えることがないように動作する。
【００２３】
このように、この発明の実施の形態３によれば、過電流などの現象から機器を保護することができるとともに、き電線２側からき電線３側への電力供給を途絶えることがないようにすることができる。
【００２４】
実施の形態４．
上記実施の形態２、実施の形態３では、単相変圧器１の１次側の交流電流のみ検出して、インバータを保護するための過電流判定を実施していた。しかし、単相変圧器１自体が偏磁・飽和すれば、真にインバータを流れる電流は、き電線を流れる電流とは異なってくる。実際にインバータを流れる電流と、き電線を流れる電流と双方の電流をモニターしながら、インバータ保護機能動作を過剰も不足もなく最適に行えるようにする方式を、実施の形態４として図４によって説明する。
図４はこの発明の実施の形態４のブロック構成図を示すもので、図中、図１〜図３との同一符号は同一部分を示し、詳細説明は省略する。
図４において、８は、単相変圧器２次側巻線電流を検出する電流検出器、２６は、交流電流検出器７からのき電線電流と、電流検出器８からの単相変圧器２次側電流の双方の値を用いて、インバータ過電流保護を判定するインバータ保護判定器である。
【００２５】
単相変圧器１が偏磁した場合、き電線２を流れる電流が過電流でなくとも、単相変圧器２次側電流は過電流になっている場合もある。
このような場合であっても、この実施の形態４においては、インバータ保護判定器２６が
電流検出器８の検出値に基づいて過電流状態を判定し、インバータの保護を必要とする場合には、インバータのゲートブロック指令がゲートパルス発生装置２１へ出力されて、単相自励式インバータ４の出力を停止する。
同時に、短絡用開閉装置１０の開放投入制御装置２５へ投入短絡指令が出力されて、短絡用開閉装置１０が投入され、インバータを保護するとともに、き電線２とき電線３が短絡されて、き電線２側からき電線３側への電力供給も途絶えることがないように動作する。
【００２６】
このように、この発明の実施の形態４によれば、交流電流検出器７からのき電線電流と、電流検出器８からの単相変圧器２次側電流の双方の値を検出し、少なくとも一方の大きさが所定の値を超えた場合に、インバータの保護を行なうよう構成しているので、き電線２を流れる電流が過電流でなく、単相変圧器２次側電流が過電流になっているような場合であっても、確実に機器を保護することができる。
【００２７】
実施の形態５．
上記実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４では、き電線２、き電線３の両側に交流電圧検出器を設置して、き電線３側のき電電圧を、き電線２側のき電電圧に同期しながら所定の電圧・位相になるように高精度に制御するものであったが、さらに低コスト化・簡易化を図るため、き電線３側の交流電圧検出器を廃除し、制御を簡易化したものについて、実施の形態５として、図５によって説明する。
図５はこの発明の実施の形態５のブロック構成図を示すもので、図中、図１〜図４との同一符号は同一部分を示し、詳細説明は省略する。
図５において、２７は、単相振幅検出器で、交流電圧検出器５からの交流電圧検出値の振幅値を検出するものである。２８は、振幅指令器、２９は減算器である。３０は、ノイズや急峻な変動を除去するフィルタ、３１は、振幅リミッタ、３２は、交流電圧指令発生器である。
【００２８】
き電線２の交流電圧振幅値が、単相振幅検出器２７で検出される。き電線３側の所望の振幅指令が振幅指令器２８から出力され、この指令値と、単相振幅検出器２７からのき電線２の交流電圧振幅検出値との差が減算器２９で演算される。
この減算結果の電圧値をフィルタ３０、振幅リミッタ３１を通したあと、単相ＰＬＬ回路１１からの基準位相を用いて交流電圧指令発生器３２によって交流電圧指令に変換する。この交流電圧指令に基づいて、パルス発生装置２１が単相自励式インバータ４の制御ゲートパルスを発生し、単相自励式インバータ４が、所望の交流電圧を発生する。
この交流電圧は、き電系統に直列接続された単相変圧器１によって、き電線２の交流電圧に加算される形となって、き電線３の交流電圧は昇圧されることになる。
この結果、き電線３の交流電圧は、振幅指令器２８で指令された交流電圧振幅をもつように制御されることになる。
【００２９】
このように、この発明の実施の形態５の制御装置によれば、簡単かつ安価な構成で、延長き電によるき電線３側の電圧を、振幅指令器２８で指令された交流電圧振幅をもつ所望の値に昇圧させることができ、延長き電によるき電線３側の電圧降下を抑止することができる。
【００３０】
実施の形態６．
上記実施の形態５では、簡易型制御装置の基本制御構成を述べた。
実際には、前記実施の形態２で述べたように、列車が搭載する変圧器が偏磁して、この変圧器への偏磁過電流がき電線を流れることがある。偏磁過電流は定格電流の５〜６倍に達することもあり、この過電流に対してはインバータの保護が必要になる。
実施の形態５の制御装置において、この保護機能を装備したものを実施の形態６として、図６によって説明する。
図６はこの発明の実施の形態６のブロック構成図を示すもので、図中、図５との同一符号は同一部分を示し、詳細説明は省略する。
図６において、７はき電線２に設けられた交流電流検出器、９は、単相変圧器１及び単相自励式インバータ４をき電系統から切り離す解列用開閉装置である。
また、２２は、交流過電流判定器、２３は、解列用開閉装置９への開放投入制御装置である。
【００３１】
き電線２を流れる交流電流が交流電流検出器７で検出されるが、この検出値が交流過電流判定器２２で所定の値を超えるか否か判断され、所定の値を超え、インバータの保護を必要とする場合には、交流過電流判定器２２より、インバータのゲートブロック指令がゲートパルス発生装置２１へ出力されて、単相自励式インバータ４の出力を停止する。
同時に、解列用開閉装置９の開放投入制御装置２３へ、開放指令が出力されて、解列用開閉装置９が開放され、単相変圧器１及び単相自励式インバータ４をき電系統から切り離して、インバータを保護するように動作する。
【００３２】
このように、この発明の実施の形態２６によれば、簡単かつ安価な構成で、過電流などの現象から機器を保護することができ、電圧補償機能と、機器保護の両立を図ることができる。
【００３３】
実施の形態７．
上記実施の形態６では、実施の形態５にインバータの過電流保護機能も付け加えた構成を述べた。ただ、実施の形態６のように、交流過電流からインバータを保護するたびに、き電線３とき電線２が切り離されてしまうのでは、き電線３側への電力供給もその間途絶えることになり、あまり好ましくない。そこで、インバータを交流過電流から保護するとともに、き電線３側への電力供給も途絶えない方式を実施の形態７として、図７によって説明する。
図７はこの発明の実施の形態７のブロック構成図を示すもので、図中、図５、図６との同一符号は同一部分を示し、詳細説明は省略する。
図７において、１０は、単相変圧器１の１次側端子間を短絡する短絡用開閉装置、２４は、交流過電流判定器、２５は、短絡用開閉装置１０への開放投入制御装置である。
【００３４】
き電線２を流れる交流電流が交流電流検出器７で検出されるが、この検出値が交流過電流判定器２４で所定の値を超えるか否か判断され、所定の値を超え、インバータの保護を必要とする場合には、交流過電流判定器２４より、インバータのゲートブロック指令がゲートパルス発生装置２１へ出力されて、単相自励式インバータ４の出力を停止する。
同時に、短絡用開閉装置１０の開放投入制御装置２５へ投入短絡指令が出力されて、短絡用開閉装置１０が投入され、インバータを保護するとともに、き電線２とき電線３が短絡されて、き電線２側からき電線３側への電力供給も途絶えることがないように動作する。
【００３５】
このように、この発明の実施の形態７によれば、簡単かつ安価な構成で、過電流などの現象から機器を保護することができるとともに、き電線２側からき電線３側への電力供給を途絶えることがないようにすることができる。
【００３６】
実施の形態８．
上記実施の形態６、実施の形態７では、単相変圧器１の１次側の交流電流のみ検出して、インバータを保護するための過電流判定を実施していた。しかし、単相変圧器１自体が偏磁・飽和すれば、真にインバータを流れる電流は、き電線を流れる電流とは異なってくる。実際にインバータを流れる電流と、き電線を流れる電流と双方の電流をモニターしながら、インバータ保護機能動作を過剰も不足もなく最適に行えるようにする方式を、実施の形態８として図８によって説明する。
図８はこの発明の実施の形態８のブロック構成図を示すもので、図中、図５〜図７との同一符号は同一部分を示し、詳細説明は省略する。
図８において、８は、単相変圧器２次側巻線電流を検出する電流検出器、２６は、交流電流検出器７からのき電線電流と電流検出器８からの単相変圧器２次側電流の双方の値を用いて、インバータ過電流保護を判定するインバータ保護判定器である。
【００３７】
単相変圧器１が偏磁した場合、き電線２を流れる電流が過電流でなくとも、単相変圧器２次側電流は過電流になっている場合もある。
このような場合であっても、この実施の形態８においては、インバータ保護判定器２６が
電流検出器８の検出値に基づいて過電流状態を判定し、インバータの保護を必要とする場合には、インバータのゲートブロック指令がゲートパルス発生装置２１へ出力されて、単相自励式インバータ４の出力を停止する。
同時に、短絡用開閉装置１０の開放投入制御装置２５へ投入短絡指令が出力されて、短絡用開閉装置１０が投入され、インバータを保護するとともに、き電線２とき電線３が短絡されて、き電線２側からき電線３側への電力供給も途絶えることがないように動作する。
【００３８】
このように、この発明の実施の形態８によれば、交流電流検出器７からのき電線電流と、電流検出器８からの単相変圧器２次側電流の双方の値を検出し、少なくとも一方の大きさが所定の値を超えた場合に、インバータの保護を行なうよう構成しているので、き電線２を流れる電流が過電流でなく、単相変圧器２次側電流が過電流になっているような場合であっても、確実に機器を保護することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
この発明は、新幹線などの交流き電系統のき電電圧補償システムとして有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の実施の形態１における交流き電電圧補償システムの制御装置を示すブロック構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２の制御装置を示すブロック構成図である。
【図３】この発明の実施の形態３の制御装置を示すブロック構成図である。
【図４】この発明の実施の形態４の制御装置を示すブロック構成図である。
【図５】この発明の実施の形態５の制御装置を示すブロック構成図である。
【図６】この発明の実施の形態６の制御装置を示すブロック構成図である。
【図７】この発明の実施の形態７の制御装置を示すブロック構成図である。
【図８】この発明の実施の形態８の制御装置を示すブロック構成図である。
【図９】従来の交流き電システムにおけるき電形態示す説明図である。
【図１０】交流き電電圧直列補償装置を用いた交流き電電圧補償システムの概念図である。
【符号の説明】
【００４１】
１：単相変圧器、  ２、３：き電線、  ４：単相自励式インバータ、
５、６：交流電圧検出器、  ７：交流電流検出器、  ８：電流検出器、
９：解列用開閉装置、  10：短絡用開閉装置、  １１：単相ＰＬＬ回路、
１２：単相／２軸変換回路、  １３、１４：電圧指令器、  １５、１６：減算器、
１７、１８：増幅器、  １９：出力リミッタ、  ２０：２軸／単相変換回路、
２１：パルス発生装置、２２、２４：交流過電流判定器、
２３、２５：開放投入制御装置、  ２６：インバータ保護判定器、
２７：単相振幅検出器、  ２８：振幅指令器、  ２９：減算器、
３０：フィルタ、  ３１：振幅リミッタ、  ３２：交流電圧指令発生器。
【図１】
2006081325.tif 000003
【図２】
2006081325.tif 000004
【図３】
2006081325.tif 000005
【図４】
2006081325.tif 000006
【図５】
2006081325.tif 000007
【図６】
2006081325.tif 000008
【図７】
2006081325.tif 000009
【図８】
2006081325.tif 000010
【図９】
2006081325.tif 000011
【図１０】
2006081325.tif 000012