(57)【要約】【課題】直流変電所、及び、直流変電所間に設けられるき電区分所又はき電タイポスト又は回生電力吸収装置の直流電圧を適切に制御し、かつ、電車の回生率を高め、省エネルギを可能にする鉄道用直流電圧制御システムを提供する。【解決手段】複線以上の鉄道の変電所３間に設けられたき電タイポスト５又はき電区分所７又は回生電力吸収装置９に、開閉器５１の投入・開放を制御する制御装置５３を設け、制御装置５３が、電車負荷が大きく平均直流電圧が低下した場合には、開閉器５１を投入し、上下線を接続して十分な電力を供給し、電車負荷が小さく平均直流電圧が上昇した場合には開閉器５１を開放して平均直流電圧を下げ、電車の回生率を高める。開閉器５１を動作させる制約条件を設け、必要以上の動作を抑制するとともに、開閉器５１の開閉時には、き電回路特性の変化に合わせて保護継電器３７、５７の整定値を切り替える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電気鉄道の少なくとも複線以上の区間において、直流変電所、及び、直流変電所間に設けられ、他線のき電線間及びレール間を接続・開放する開閉器を有するき電区分所、き電タイポスト、又は、回生電力吸収装置の直流電圧を制御する鉄道用直流電圧制御システムであって、
き電線とレール間の直流電圧を測定し、平均直流電圧を算出する測定手段と、
第１の所定時間に渡って前記平均直流電圧が所定の範囲にない場合に、前記平均直流電圧が前記所定の範囲よりも低い場合には前記開閉器を投入する制御信号を、前記平均直流電圧が前記所定の範囲よりも高い場合には前記開閉器を開放する制御信号を送る制御手段と、
を具備することを特徴とする鉄道用直流電圧制御システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記開閉器の開閉継続時間を計測し、前記開閉継続時間が第２の所定時間に満たない場合には、前記第１の所定時間に渡って前記平均直流電圧が前記所定の範囲にない場合であっても前記制御信号を前記開閉器に送らないことを特徴とする請求項１に記載の鉄道用直流電圧制御システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記開閉器の第３の所定時間内の開閉回数を係数し、前記開閉回数が所定の回数を上回る場合には、前記第１の所定時間に渡って前記平均直流電圧が前記所定の範囲にない場合であっても前記制御信号を前記開閉器に送らないことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鉄道用直流電圧制御システム。
【請求項４】
前記制御手段は、日中の負荷の低い所定の時間帯に前記第１の所定時間に渡って前記平均直流電圧が前記所定の範囲を上回る場合に前記開閉器を開放する制御信号を、夕方の負荷の高い所定の時間帯に前記第１の所定時間に渡って前記平均直流電圧が前記所定の範囲を下回る場合に前記開閉器を投入する制御信号を前記開閉器に送ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の鉄道用直流電圧制御システム。
【請求項５】
前記制御手段からの前記制御信号による前記開閉器の投入又は開放動作の完了後、前記制御手段は、前記開閉器の投入又は開放により構成されるき電回路特性に合わせて、前記直流変電所、及び、前記き電区分所、き電タイポスト又は回生電力吸収装置に装備された保護継電器の整定値を切り替えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の鉄道用直流電圧制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道用直流電圧制御システムに関し、更に詳しくは、直流変電所、及び、直流変電所間に設けられるき電区分所、き電タイポスト、又は、回生電力吸収装置の直流電圧を適切に制御し、かつ、電車の回生率を高め、省エネルギ化を可能にする鉄道用直流電圧制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
直流電気鉄道では、三相交流を直流に変換して電車線に送り出す直流変電所が数ｋｍ〜数１０ｋｍごとに並列に接続して設けられる。直流変電所では、三相交流をシリコン整流器で直流に順変換し、き電線に電力供給するケースが殆どである。シリコン整流器は電圧制御能力を持たないため、変電所の送り出し電圧を変更するためには整流器用変圧器のタップを変更する方法を採る。
【０００３】
しかし、直流電気車が多く走行する負荷の大きい時間帯には架線の電圧低下が起こることがあり、また、直流変電所間の距離が長い線区では直流電気車が力行した場合に電圧降下が大きくなる。
このような場合に備えて、従来、整流器用変圧器には複数のタップが設けられ、タップを切り替えることで整流器へ入力する電圧を上げ、き電線への送り出し電圧を上げている。
【０００４】
タップを用いずに直流変電所の電圧降下を補償する方法として、き電電圧補償用整流器（ＤＣＶＲ：ＤＣ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）を適用する方法（例えば、特許文献１）や、自励式整流器の電力電圧指令値を条件に応じて変化させる制御方法（例えば、特許文献２）が提案されている。
【０００５】
また、直流変電所間の距離が長い（例えば、１０ｋｍ〜数１０ｋｍ）複線区間においては、直流電気車が変電所間を力行する際の電圧降下の影響を抑制するために、直流変電所間に、異なるき電線や上下線のき電線を繋ぐき電区分所やき電タイポストを設ける方法も採られている。
また、き電区分所やき電タイポストは、上下線あるいは他のき電線を繋ぐタイき電時に、タイ接続されている付近の別路線に力行電車と回生電車がそれぞれ存在する場合、回路が近接して構成され、回生電車の回生電力をより効率的に力行電車が吸収することが可能になり、回生率が向上するという効果がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３２１５８号公報
【特許文献２】特開２０１３−１５９１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、タップの切り替えにより直流電圧を制御する方法は、送電を止めている停電中にのみの実施に限定されるという問題がある。
また、特許文献１の方法は、電圧補償用変圧器を追加しなければならずコストがかかり、また、高調波の問題がある。
また、特許文献２の方法は、既存のシリコン整流器を自励式整流器に取り換えなければならないという問題がある。
【０００８】
また、き電区分所やき電タイポストを直流変電所間に設ける方法は、電車負荷が少ない場合に平均直流電圧が高くなり、回生電力発生時の直流電圧の上昇幅が小さくなるため、回生可能な最大電力が抑制され、回生率が下がるという問題がある。
【０００９】
また、き電区分所やき電タイポストを設ける区間では、変電所の送り出し電圧を高めに設定して電車における電圧低下を極力抑えるようにしている場合もあり、このような場合には、無負荷時における平均直流電圧が高くなる傾向にあり、更には、受電電圧が高い場合には無負荷時における直流電圧が上限電圧に近づく場合があるという問題もある。
また、回生電力吸収装置を直流変電所間に設ける場合には、設定した充電開始電圧を無負荷時の直流電圧が上回り、回生電力吸収装置が不要な充電を行ってしまう場合があるという問題がある。
【００１０】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、直流変電所、及び、直流変電所間に設けられるき電区分所、き電タイポスト又は回生電力吸収装置の直流電圧を適切に制御し、かつ、電車の回生率を高め、省エネルギを可能にする鉄道用直流電圧制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するために、本発明は、直流電気鉄道の少なくとも複線以上の区間において、直流変電所、及び、直流変電所間に設けられ、他線のき電線間及びレール間を接続・開放する開閉器を有するき電区分所、き電タイポスト、又は、回生電力吸収装置の直流電圧を制御する鉄道用直流電圧制御システムであって、き電線とレール間の直流電圧を測定し、平均直流電圧を算出する測定手段と、第１の所定時間に渡って前記平均直流電圧が所定の範囲にない場合に、前記平均直流電圧が前記所定の範囲よりも低い場合には前記開閉器を投入する制御信号を、前記平均直流電圧が前記所定の範囲よりも高い場合には前記開閉器を開放する制御信号を送る制御手段と、を具備することを特徴とする鉄道用直流電圧制御システムである。
【００１２】
本発明により、測定手段により求められる平均直流電圧を制御手段により監視し、電車負荷が大きく平均直流電圧が低くなった場合には開閉器を投入しタイき電にする制御信号を、電車負荷が小さく平均直流電圧が高くなった場合には開閉器を開放して分離き電にする制御信号を送り、開閉器を動作させることが可能になり、電車負荷が大きい場合にはタイき電として最低直流電圧を抑制し、き電電力が不足する支障をきたす可能性をなくし、逆に、電車負荷が小さい場合には分離き電として平均直流電圧を降下させ、遠方の回生電車が回生した電力を力行電車が吸収しやすくし、回生率を高めることが可能になる。
【００１３】
前記制御手段は、前記開閉器の開閉継続時間を計測し、前記開閉継続時間が第２の所定時間に満たない場合には、前記第１の所定時間に渡って前記平均直流電圧が前記所定の範囲にない場合であっても前記制御信号を前記開閉器に送らないことが望ましい。
【００１４】
また、前記制御手段は、前記開閉器の第３の所定時間内の開閉回数を係数し、前記開閉回数が所定の回数を上回る場合には、前記第１の所定時間に渡って前記平均直流電圧が前記所定の範囲にない場合であっても前記制御信号を前記開閉器に送らないことが望ましい。
【００１５】
また、前記制御手段は、日中の負荷の低い所定の時間帯に前記第１の所定時間に渡って前記平均直流電圧が前記所定の範囲を上回る場合に前記開閉器を開放する制御信号を、夕方の負荷の高い所定の時間帯に前記第１の所定時間に渡って前記平均直流電圧が前記所定の範囲を下回る場合に前記開閉器を投入する制御信号を前記開閉器に送るようにしてもよい。
【００１６】
以上のように、開閉器の開閉継続時間や、開閉回数、時間帯の条件を設けることにより、条件を満たさない場合には開閉器を動作させないようにし、平均直流電圧によって開閉器を動作させて、き電電力の支障をなくし、回生率を向上させるとともに、開閉器の過剰な動作による設備寿命への影響を低減させることが可能になる。
【００１７】
前記制御手段からの前記制御信号による前記開閉器の投入又は開放動作の完了後、前記制御手段は、前記開閉器の投入又は開放により構成されるき電回路特性に合わせて、前記直流変電所、及び、前記き電区分所、き電タイポスト又は回生電力吸収装置に装備された保護継電器の整定値を切り替えることが望ましい。
これにより、開閉器の切り替えにより生じるき電回路の特性変化により、直流変電所と、き電区分所又はき電タイポスト又は回生電力吸収装置に装備されている保護継電器の作動に支障をきたすことがないよう整定値を切り替えることが可能になる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、直流変電所、及び、直流変電所間に設けられるき電区分所、き電タイポスト又は回生電力吸収装置の直流電圧を適切に制御し、かつ、電車の回生率を高め、省エネルギを可能にする鉄道用直流電圧制御システムを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る鉄道用直流電圧制御システム１の構成を示す図
【図２】制御装置５３のハードウエア構成例を示すブロック図
【図３】制御装置５３の処理の流れを示すフローチャート
【図４】き電タイポスト５による本実施例に係る鉄道用直流電圧制御システム１の説明図
【図５】き電区分所７による本実施例に係る鉄道用直流電圧制御システム１の説明図
【図６】回生電力吸収装置９による本実施例に係る鉄道用直流電圧制御システム１の説明図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面に基づいて、本発明に係る鉄道用直流電圧制御システム１の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態に係る鉄道用直流電圧制御システム１の構成例を示す図である。本実施の形態の鉄道用直流電圧制御システム１は、複線の場合を例に説明するが、複々線であっても同様に構成することが可能である。
【００２２】
鉄道用直流変電所（変電所）３は、三相交流３１（受電側）の電圧を変換する整流器用変圧器３３とシリコン整流器３５で構成され、シリコン整流器３５によって整流された直流電力が複数の開閉器を介して電車線１１に送り出される。
開閉器は、シリコン整流器３５からの出力の開閉器、複線等の複数のき電線への電力供給を切り替える開閉器等で構成される。
保護継電器３７は、変電所３の回路に流れる過大な電流及び急激な電流変化を検出してき電線を介して上り電車線１１ａ及び下り電車線１１ｂへの電力供給を開閉器により遮断する。
【００２３】
２つの変電所３間の距離が例えば１０ｋｍ〜数１０ｋｍと長い複線区間においては、直流電気車が変電所間を力行する際の電圧降下の影響を抑制するために、直流変電所間に、異なるき電線や上下線のき電線を繋ぐき電タイポスト５やき電区分所７、回生電力を蓄積するための回生電力吸収装置９等が設けられている。
【００２４】
また、き電タイポスト５は、複線等の上下線のき電線を接続して電圧降下を減少する等の機能を持つ。
き電区分所７は、他の鉄道会社との乗り入れ接続部分や複線、複々線区間に設置され、上下線のき電線や異なる系統のき電線を接続して電圧降下を減少する等の機能を持つ。
また、回生電力吸収装置９は、蓄電設備を持つ電力吸収装置をき電線とレール間に接続し、回生電力を蓄電する機能を持つ。
【００２５】
本発明の実施形態に係るき電タイポスト５、き電区分所７、回生電力吸収装置９は、開閉器５１及び保護継電器５７、制御装置５３、直流電圧測定器５５等で構成される。
【００２６】
開閉器５１は、上り電車線１１ａ、下り電車線１１ｂ、上りレール１３ａ、下りレール１３ｂとの接続／開放を行う。
保護継電器５７は、き電タイポスト５、き電区分所７のき電回路に過大な電流が流れた場合に開閉器を開放して電力供給を遮断する。
【００２７】
制御装置５３は、直流電圧計５５、開閉器５１、保護継電器３７、５７等に接続され、直流電圧計５５の測定結果を元に開閉器５１を制御するとともに、開閉器５１の開閉に伴って生じるき電回路の特性変化に応じて保護継電器３７、５７の整定値を切り替える処理を行う。
直流電圧計５５は、上り電車線１１ａ−上りレール１３ａ間、及び、下り電車線１１ｂ−下りレール１３ｂ間の電圧を測定する。
【００２８】
図２は、制御装置５３であるコンピュータのハードウエア構成例を示すブロック図である。
制御装置５３は、例えば、制御部２１、記憶部２２、通信制御部２３、入力部２５、表示部２６、周辺機器Ｉ／Ｆ（インタフェース）部２７等がバス２８で接続された構成である。
【００２９】
制御部２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成される。
【００３０】
ＣＰＵは、ＲＯＭ、記憶部２２等に格納されるプログラムをＲＡＭ上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、バス２８を介して接続された各装置を駆動制御し、コンピュータが行う処理を実現する。
ＲＯＭは、不揮発性メモリであり、コンピュータのブートプログラムやＢＩＯＳ等のプログラム、データ等を恒久的に保持している。
ＲＡＭは、揮発性メモリであり、記憶部２２、ＲＯＭ、記憶媒体等からロードしたプログラム、データ等を一時的に保持するとともに、制御部２１が各種処理を行うために使用するワークエリアを備える。
【００３１】
記憶部２２は、制御部２１が実行するプログラム、プログラム実行に必要なデータ、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）等が格納される。プログラムは、本発明の実施形態に係る鉄道用直流電圧制御システム１の処理プログラム等であり、例えば、直流電圧計５５の測定結果を元に、条件に応じて開閉器５１を開閉するプログラム、及び、保護継電器３７、５７の整定値を切り替えるプログラム等である。
これらのプログラムについては後述する。
プログラムのコードは、制御部２１により必要に応じて読み出されてＲＡＭに移され、ＣＰＵにより各種の手段として実行される。
【００３２】
通信制御部２３は、通信制御装置、通信ポート等を有し、ネットワークを介して、他の装置との通信制御を行う。ネットワークは、有線、無線を問わない。
入力部２５は、データの入力を行い、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、テンキー等の入力装置を有する。入力部２５から、例えば、開閉器５１を開閉する条件を入力、変更することができる。
表示部２６は、ＣＲＴモニタ、液晶パネル等のディスプレイ装置である。
【００３３】
周辺機器Ｉ／Ｆ（インタフェース）部２７は、周辺機器を接続させるためのポートであり、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、ＲＳ−２３２Ｃ等で構成され、接続形態は有線、無線を問わない。
例えば、直流電圧計５５はＲＳ−２３２Ｃ等の周辺機器Ｉ／Ｆ部２７を介して制御装置５３に接続される。また、開閉器５１、保護継電器５７も周辺機器Ｉ／Ｆ部２７を介して制御装置５３と接続され、制御装置５３からの制御信号等が送られる。
バス２８は、各装置間の制御信号、データ信号等の授受を媒介する経路である。
【００３４】
図３は、制御装置５３の処理の流れを示すフローチャートである。
制御装置５３の制御部２１は、直流電圧計５５で計測した上り電車線１１ａ−上りレール１３ａ間の電圧を周辺機器Ｉ／Ｆ部２７を介して受取り、平均直流電圧ＶＡＶを求める（ステップ１０１）。
平均直流電圧ＶＡＶは、例えば、過去３分間等の所定時間の直流電圧値の平均電圧値を算出することにより求める。
【００３５】
次に、制御部２１は、平均直流電圧ＶＡＶが所定の範囲（ＶＴＨｍｉｎ〜ＶＴＨｍａｘ）の電圧値であるか否かを判定する（ステップ１０２）。
平均直流電圧ＶＡＶが所定の範囲（ＶＴＨｍｉｎ〜ＶＴＨｍａｘ）の範囲にない場合には（ステップ１０２のＮｏ）は、制御部２１は、その継続時間ｔの計測を開始する（図示せず）。
平均直流電圧ＶＡＶが所定の範囲（ＶＴＨｍｉｎ〜ＶＴＨｍａｘ）の範囲にある場合には（ステップ１０２のＹｅｓ）は、継続時間ｔを０に初期化して（図示せず）ステップ１０１に戻る。
【００３６】
ステップ１０２でＮｏであった場合、すなわち、平均直流電圧ＶＡＶが所定の範囲（ＶＴＨｍｉｎ〜ＶＴＨｍａｘ）の範囲にない場合、制御部２１は、その時間ｔが所定の継続時間Ｔが経過したか否かを判定する（ステップ１０３）。所定の継続時間Ｔは、例えば数分である。
所定の継続時間Ｔに満たない場合には（ステップ１０３のＮｏ）、ステップ１０１に戻る。
【００３７】
平均直流電圧ＶＡＶが所定の範囲（ＶＴＨｍｉｎ〜ＶＴＨｍａｘ）の範囲にない継続時間ｔが所定の継続時間Ｔを超えた場合（ステップ１０３のＹｅｓ）、制御部２１は、開閉器５１の開閉条件を判定する（ステップ１０４）。
開閉条件は、頻繁に開閉器５１を投入又は開放すると、設備の寿命に影響を及ぼす可能性があるため、必要以上の開閉器５１の動作を制限するために設ける条件である。
【００３８】
開閉条件は、例えば、開閉器５１の最低投入継続時間若しくは最低開放継続時間の制限、所定の時間内での開閉器５１の動作回数制限、又は、開閉器５１の開放若しくは投入時間帯の制限等である。
【００３９】
開閉条件が最低投入継続時間又は最低開放継続時間の制限である場合には、制御部２１は、開閉器５１が投入又は開放されてからの時間を計測しておき、ステップ１０４において、計測時間が予め定めた最低投入継続時間又は最低開放継続時間を超えていた場合には開閉条件を満たす、計測時間が最低投入継続時間又は最低開放継続時間以内であれば開閉条件を満たさないと判断する。
最低投入継続時間又は最低開放継続時間は、例えば、８時間といった時間を予め設定しておく。
【００４０】
開閉条件を満たしていない場合（ステップ１０４のＮｏ）は、ステップ１０１に戻る。
一方、開閉条件を満たしている場合（ステップ１０４のＹｅｓ）は、制御部２１は、開閉器５１を動作させる制御信号を開閉器５１に送る（ステップ１０５）。すなわち、平均直流電圧ＶＡＶが所定の最低直流電圧ＶＴＨｍｉｎよりも低い場合には開閉器５１の投入信号を、平均直流電圧ＶＡＶが所定の最高直流電圧ＶＴＨｍａｘよりも高い場合には開閉器５１の開放信号を、周辺機器Ｉ／Ｆ部２７を介して開閉器５１に送る。
【００４１】
開閉条件を所定の時間における開閉器５１の動作回数の制限とする場合には、例えば、２４時間の最大動作回数２回というように予め定めておき、制御部２１が開閉器５１の動作回数を係数し、ステップ１０４において、動作回数が最大動作回数に満たない場合には開閉条件を満たす、動作回数が最大動作回数を超えている場合には開閉条件を満たさないと判断する。
【００４２】
また、開閉条件が開閉器５１の開放又は投入時間帯の制限である場合は、例えば、平均直流電圧ＶＡＶが所定の最高直流電圧ＶＴＨｍａｘよりも高い時間が電車負荷の低い日中（例えば１１時〜１５時）の時間帯である場合、又は、平均直流電圧ＶＡＶが所定の最低直流電圧ＶＴＨｍｉｎよりも低い時間が電車負荷の高い夕刻、又は朝である場合に開閉条件を満たすと判断し、それ以外の場合は開閉条件を満たさないと判断する。
【００４３】
ステップ１０５において制御部２１が開閉器５１に周辺機器Ｉ／Ｆ部２７を介して制御信号を送ると、開閉器５１は、投入信号または開放信号の制御信号を受け取り、開閉器５１を動作させる。
【００４４】
以上のように、平均直流電圧ＶＡＶが最低直流電圧ＶＴＨｍｉｎ〜最高直流電圧ＶＴＨｍａｘの範囲外である継続時間ｔが所定継続時間Ｔを超え、且つ、上記の少なくとも１つの開閉条件の満たす場合に、開閉器５１を動作させることで、開閉器５１の寿命に影響を及ぼすことなく、電車負荷が大きい際には開閉器５１を投入してタイき電とすることにより平均直流電圧を押し上げ、き電電力が不足する可能性を減少させ、また、電車負荷が小さい際には開閉器５１を開放して分離き電とし、平均直流電圧を降下させ、回生率を高めることが可能になる。
【００４５】
次に、制御部２１は、開閉器５１の動作が完了したか否かを判定する（ステップ１０６）。制御部２１は、周辺機器Ｉ／Ｆ部２７を介して開閉器５１から動作完了信号を受信するようにすればよい。
【００４６】
開閉器５１の動作が完了した場合には（ステップ１０６）、次に、制御部２１は、開閉器５１の動作により変化したき電回路の特性を考慮し、関連する変圧器３の保護継電器３７、及び、き電タイポスト５、き電区分所７又は回生電力吸収装置９の保護継電器５７の整定値を変更する信号を送信する。このとき、変圧器３の保護継電器３７には、制御装置５３の通信制御部２３を介して整定値の変更信号を送る。また、き電タイポスト５、き電区分所７又は回生電力吸収装置９の保護継電器５７には、周辺機器Ｉ／Ｆ部２７を介して整定値の変更信号を送ればよい。
【００４７】
保護継電器３７、５７の整定値は、保護継電器３７、５７が短絡事故を検出する際に用いる電流値である。本実施の形態の鉄道用直流電圧制御システム１による開閉器５１の動作で、き電回路の特性が変化することにより、短絡事故の検出ができなくなることがないように、ステップ１０７において変化したき電回路の特性に合わせて整定値（電流値）を切り替える。
開閉器５１を開放した際には整定値を例えば１３００Ａに下げ、再び開閉器５１を投入した際には整定値を例えば１５００Ａに戻すようにすればよい。
【００４８】
ステップ１０７の整定値の切り替え後、制御部２１は、ステップ１０１に戻り、ステップ１０１〜１０７の処理を繰り返す。
【００４９】
図４は、き電タイポスト５が変電所３ａ−３ｂ間に設置されている場合の鉄道用直流電圧制御システム１の説明図である。
き電タイポスト５は、複線の上り電車線１１ａと下り電車線１１ｂの接続・開放、上りレール１３ａと下りレール１３ｂの接続・開閉を行う開閉器５１を具備する。
本実施形態の鉄道用直流電圧制御システム１では、き電タイポスト５の開閉器５１に図１に示したと同様の制御装置５３が設けられ（図４には図示せず）、図３に示した処理の流れに従って、電車負荷の多少及び開閉条件に従って開閉器５１の開閉を行う。
【００５０】
電車負荷が多く、平均直流電圧が降下した場合には、制御装置５３が平均直流電圧の降下を検出し、開閉条件を満たす場合には開閉器５１を投入する。これにより上下線の電車線が接続され、直流電圧の降下が抑制され、き電タイポスト５の付近を走行する電車への電力供給を十分に行うことが可能になる。
また、電車負荷が少なく、平均直流電圧が上昇した場合には、制御装置５３が平均直流電圧の上昇を検出し、開閉条件を満たす場合には開閉器５１を開放する。これにより、平均直流電圧を降下させ、遠方の回生電車が回生した電力を力行電車が吸収しやすくなり、回生率を高めることが可能になる。
【００５１】
図５は、変電所３ａ−３ｂ間にき電区分所７が設備された場合の鉄道用直流電圧制御システム１の説明図である。
き電区分所７の場合も、き電タイポスト５の場合と同様に、上下線の電車線１１ａ、１１ｂの接続・開放、上下線のレール１３ａ、１３ｂの接続・開放を行う開閉器５１を具備し、本実施の形態の鉄道用直流電圧制御システム１では、図１に示したと同様の制御装置５３が設けられ（図５には図示せず）、図３に示した処理の流れに従って、電車負荷の多少及び開閉条件に従って開閉器５１の開閉を行う。
き電区分所７の開閉器は、例えば相互乗り入れ等の他線の電車線同志の接続・開放を行う開閉器も備えるが、本実施形態の鉄道用直流電圧制御システム１では、複線の上下線の接続・開放を制御装置５３によって制御する。
【００５２】
本実施形態の鉄道用直流電圧制御システム１による効果は、き電タイポスト５の場合と同様であり、電車負荷が多く、平均直流電圧が降下した場合には、開閉器５１が投入され、直流電圧の降下が抑制され、き電区分所７の付近を走行する電車への電力供給を十分に行うことが可能になる。
また、電車負荷が少なく、平均直流電圧が上昇した場合には、開閉器５１が開放され、平均直流電圧を降下させ、遠方の回生電車が回生した電力を力行電車が吸収しやすくなり、回生率を高めることが可能になる。
【００５３】
図６は、変電所３ａ−３ｂ間に回生電力吸収装置９が設備された場合の鉄道用直流電圧制御システム１の説明図である。
回生電力吸収装置９は、上下線の電車線１１ａ、１１ｂ、上下線のレール１３ａ、１３ｂの接続・開放を行う開閉器５１を具備し、本実施の形態の鉄道用直流電圧制御システム１では、図１に示したと同様の制御装置５３が設けられ（図６には図示せず）、図３に示した処理の流れに従って、電車負荷の多少及び開閉条件に従って、上下線の電車線１１ａ、１１ｂ及び上下線のレール１３ａ、１３ｂの接続・開放を開閉器５１により行う。
【００５４】
本実施形態の鉄道用直流電圧制御システム１による効果は、き電タイポスト５の場合と同様であり、電車負荷が多く、平均直流電圧が降下した場合には、開閉器５１が投入され、上下線の電車線１１ａ、１１ｂを接続することにより直流電圧の降下が抑制され、回生電力吸収装置９の付近を走行する電車への電力供給を十分に行うことが可能になる。
また、電車負荷が少なく、平均直流電圧が上昇した場合には、開閉器５１が開放され、平均直流電圧を降下させ、遠方の回生電車が回生した電力を力行電車が吸収しやすくなるとともに、電力吸収装置９１への電力吸収効率を高めることができる。
【００５５】
以上のように、本実施の形態の鉄道用直流電圧制御システム１により、電車負荷が多い際には開閉器５１を投入して上下線を接続し、十分な電力供給を行い、電車負荷が少ない際には開閉器５１を開放して平均直流電圧を降下させ、電車の回生率を高め、省エネルギ化を図ることが可能になる。
また、開閉条件を設けることにより、必要以上の開閉器５１の動作を抑制し、開閉器５１の寿命に影響を与えないようにすることが可能である。
【００５６】
また、保護継電器３７、５７の整定値を開閉器５１の投入・開放に合わせて切り替えることにより、短絡事故の検出に影響を与えないようにすることが可能である。
また、本実施の形態の鉄道用直流電圧制御システム１では、既存の変電設備を用いて、鉄道運用中に開閉器５１を動作させ、上記のような効果を得ることが可能である。
【００５７】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る鉄道用直流電圧制御システム１の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５８】
１………鉄道用直流電圧制御システム
３………変電所
５………き電タイポスト 
７………き電区分所
９………回生電力吸収装置
１１………電車線
１３………レール
３７………保護継電器
５１………開閉器
５３………制御装置
５５………直流電圧計
５７………保護継電器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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