(57)【要約】【課題】  変圧器により交流負荷に電力を供給し、回生車両から発生した回生電力を交流負荷に供給する電鉄用電力系統システムに適用され、変圧器を保護する保護継電器の回生電力による不要動作を防止する保護継電器の不要動作防止システムを提供することにある。【解決手段】  交流電力を高圧配電用変圧器５により交流負荷ＬＡ，ＬＢに供給し、回生車両から発生した回生電力をインバータ２により交流電力に変換して、交流負荷ＬＡ，ＬＢに供給する電鉄用電力系統システム１に適用され、交流負荷ＬＡ，ＬＢに流れる電流を計測し、インバータ２の出力する電流を計測し、これらの電流値の差分が所定の電流値を超える場合、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１をトリップロックする保護継電器の不要動作防止システム。【選択図】      図１
2009137328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電力を変圧器により交流負荷に供給し、回生車両から発生した回生電力である直流電力をインバータにより交流電力に変換して、前記交流負荷に供給し、前記変圧器を保護する過電流保護継電器を備えた電鉄用電力系統システムに適用され、前記過電流保護継電器の回生電力による不要動作を防止する保護継電器の不要動作防止システムにおいて、
前記交流負荷に流れる交流電流を計測する第１の電流計測手段と、
前記インバータから出力された交流電流を計測する第２の電流計測手段と、
前記第１の電流計測手段により計測された電流値と前記第２の電流計測手段により計測された電流値との差分に基いて、前記回生電力により前記変圧器に流れる電流値を演算する電流値演算手段と、
前記電流値演算手段により演算された電流値が所定の電流値を超える場合、前記過電流保護継電器のトリップをロックするトリップロック手段と
を備えたことを特徴とする保護継電器の不要動作防止システム。
【請求項２】
交流電力を変圧器により交流負荷に供給し、回生車両から発生した回生電力である直流電力をインバータにより交流電力に変換して、前記交流負荷に供給し、前記変圧器を保護する過電流保護継電器を備えた電鉄用電力系統システムに適用され、前記過電流保護継電器の回生電力による不要動作を防止する保護継電器の不要動作防止システムにおいて、
前記インバータから出力された交流電流を計測する電流計測手段と、
前記電流計測手段により計測された交流電流が前記過電流保護継電器の整定値よりも低い所定の電流値を超えた場合、前記過電流保護継電器のトリップをロックするトリップロック手段と
を備えたことを特徴とする保護継電器の不要動作防止システム。
【請求項３】
交流電力を変圧器により交流負荷に供給し、回生車両から発生した回生電力である直流電力をインバータにより交流電力に変換して、前記交流負荷に供給し、前記変圧器を保護する過電流保護継電器を備えた電鉄用電力系統システムに適用され、前記過電流保護継電器の回生電力による不要動作を防止する保護継電器の不要動作防止システムにおいて、
前記回生電力の直流電流を計測する電流計測手段と、
前記電流計測手段により計測された直流電流が所定の電流値を超えた場合、前記過電流保護継電器のトリップをロックするトリップロック手段と
を備えたことを特徴とする保護継電器の不要動作防止システム。
【請求項４】
交流電力を変圧器により交流負荷に供給し、回生車両から発生した回生電力である直流電力をインバータにより交流電力に変換して、前記交流負荷に供給し、前記変圧器を保護する過電流保護継電器を備えた電鉄用電力系統システムに適用され、前記過電流保護継電器の回生電力による不要動作を防止する保護継電器の不要動作防止システムにおいて、
前記回生電力の直流電圧を計測する電圧計測手段と、
前記電圧計測手段により計測された直流電圧が所定の電圧値を超えた場合、前記過電流保護継電器のトリップをロックするトリップロック手段と
を備えたことを特徴とする保護継電器の不要動作防止システム。
【請求項５】
交流電力を変圧器により交流負荷に供給し、回生車両から発生した回生電力である直流電力をインバータにより交流電力に変換して、前記交流負荷に供給し、前記変圧器を保護する過電流保護継電器を備えた電鉄用電力系統システムに適用され、前記過電流保護継電器の回生電力による不要動作を防止する保護継電器の不要動作防止システムにおいて、
前記回生電力の充電されるＰ母線とＮ母線との間に設けられた電力変換器と、
前記回生電力の充電されるＰ母線とＮ母線との間に設けられ、前記電力変換器と直列に接続された抵抗と、
前記回生電力の前記インバータに流れる電流を計測する電流計測手段と、
前記電流計測手段により計測された電流が所定の電流値を超えた場合、前記回生電力を前記抵抗で消費させるために、前記電力変換器を駆動する電力変換器駆動手段と
を備えたことを特徴とする保護継電器の不要動作防止システム。
【請求項６】
前記回生電力の充電されるＰ母線とＮ母線との間に設けられ、前記電力変換器及び前記抵抗と直列に接続され、直流電流を遮断する直流遮断器を備え、
前記直流遮断器を開放することにより、前記電力変換器及び前記抵抗を流れる電流を遮断し、前記回生電力を前記交流負荷に供給すること
を特徴とする請求項５に記載の保護継電器の不要動作防止システム。
【請求項７】
交流電力を変圧器により交流負荷に供給し、回生車両から発生した回生電力である直流電力をインバータにより交流電力に変換して、前記交流負荷に供給し、前記変圧器を保護する過電流保護継電器を備えた電鉄用電力系統システムに適用され、前記過電流保護継電器の回生電力による不要動作を防止する保護継電器の不要動作防止システムにおいて、
前記回生電力の充電されるＰ母線とＮ母線との間に設けられた電力変換器と、
前記回生電力の充電されるＰ母線とＮ母線との間に設けられ、前記電力変換器と直列に接続された直流電力を充電する直流電力充電手段と、
前記回生電力の前記インバータに流れる電流を計測する電流計測手段と、
前記電流計測手段により計測された電流が所定の電流値を超えた場合、前記回生電力を前記直流電力充電手段に充電させるために、前記電力変換器を駆動する電力変換器駆動手段と
を備えたことを特徴とする保護継電器の不要動作防止システム。
【請求項８】
前記回生電力の充電されるＰ母線とＮ母線との間に設けられ、前記電力変換器及び前記直流電力充電手段と直列に接続され、直流電流を遮断する直流遮断器を備え、
前記直流遮断器を開放することにより、前記電力変換器及び前記抵抗を流れる電流を遮断し、前記回生電力を前記交流負荷に供給すること
を特徴とする請求項７に記載の保護継電器の不要動作防止システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電鉄用電力系統システムに適用される保護継電器の不要動作防止システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電鉄用電力系統システムでは、電鉄用直流変電所のき電線から直流電力を電気車に供給する。この供給された電力を受電して、電気車が走行する。一方、電鉄用の設備等の高圧配電負荷は、電源から供給される特別高圧母線の交流電力を高圧配電用変圧器により降圧して、交流電力が供給される。
【０００３】
また、電鉄用直流変電所において、走行する電気車（回生車両）から発生する回生電力を交流電力に変換し、高圧配電負荷に供給する電鉄用電力系統システムがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、高圧配電系統の保護は、次のようにして行われる。高圧配電系統に過負荷が掛かった場合、高圧配電用変圧器の１次側に設けられた変流器に過負荷電流が流れる。この過負荷電流により、高圧配電用変圧器保護継電器が動作をし、高圧配電系統を保護する。
【特許文献１】特開平９−８４２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、先行技術文献の電鉄用電力系統システムでは、回生電力が大きく高圧配電負荷が小さい時、高圧配電負荷の電源側である高圧配電用変圧器に、電流が流れることがある。
【０００６】
ここで、高圧配電用変圧器には、１次、２次過電流保護継電器（以下、「５１Ｈ」という。）を設けている。よって、高圧配電用変圧器に流れる電流が５１Ｈの整定値を超えると、５１Ｈは、遮断器を開放させてしまう。従って、このような電鉄用電力系統システムでは、回生電流により、５１Ｈを不要動作させてしまう恐れがある。
【０００７】
本発明の目的は、変圧器により交流負荷に電力を供給し、回生車両から発生した回生電力を交流負荷に供給する電鉄用電力系統システムに適用され、変圧器を保護する保護継電器の回生電力による不要動作を防止する保護継電器の不要動作防止システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の観点に従った保護継電器の不要動作防止システムは、交流電力を変圧器により交流負荷に供給し、回生車両から発生した回生電力である直流電力をインバータにより交流電力に変換して、前記交流負荷に供給し、前記変圧器を保護する過電流保護継電器を備えた電鉄用電力系統システムに適用され、前記過電流保護継電器の回生電力による不要動作を防止する保護継電器の不要動作防止システムにおいて、前記交流負荷に流れる交流電流を計測する第１の電流計測手段と、前記インバータから出力された交流電流を計測する第２の電流計測手段と、前記第１の電流計測手段により計測された電流値と前記第２の電流計測手段により計測された電流値との差分に基いて、前記回生電力により前記変圧器に流れる電流値を演算する電流値演算手段と、前記電流値演算手段により演算された電流値が所定の電流値を超える場合、前記過電流保護継電器のトリップをロックするトリップロック手段とを備えている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、変圧器により交流負荷に電力を供給し、回生車両から発生した回生電力を交流負荷に供給する電鉄用電力系統システムに適用され、変圧器を保護する保護継電器の回生電力による不要動作を防止する保護継電器の不要動作防止システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る保護継電器の不要動作防止装置１０の適用された電鉄用電力系統システム１の構成図である。なお、以降における同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。以降の実施形態も同様にして重複した説明を省略する。
【００１２】
まず、保護継電器の不要動作防止装置１０が適用される電鉄用電力系統システム１について説明する。
【００１３】
電鉄用電力系統システム１は、電力会社などから受電した特別高圧母線ＵＨＶの交流電力を降圧して高圧母線ＨＶに供給し、高圧母線ＨＶから高圧配電負荷ＬＡ，ＬＢに供給する電力系統と、回生車両（以下、単に「車両」という。）から発生してき電線ＦＤに返された回生電力である直流電力を交流電力に変換して高圧母線ＨＶに供給し、高圧母線ＨＶから高圧配電負荷ＬＡ，ＬＢに供給する電力系統とを含む電力系統システムである。
【００１４】
特別高圧母線ＵＨＶから高圧配電負荷ＬＡ，ＬＢに給電する電力系統は、特別高圧の交流電力を降圧して高圧母線ＨＶに供給する高圧配電用変圧器５と、特別高圧母線ＵＨＶと高圧配電用変圧器５との間に設けられた遮断器６と、特別高圧母線ＵＨＶと遮断器６との間に設けられた変流器ＣＴ１Ａと、変流器ＣＴ１Ａに流れる電流に基いて動作する高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１と、高圧配電用変圧器５と高圧母線ＨＶとの間に設けられた変流器ＣＴ１Ｂと、変流器ＣＴ１Ｂに流れる電流ｉ１を測定する電流計測器ＡＭ１とを備えている。
【００１５】
一方、回生電力が供給されるき電線ＦＤから高圧配電負荷ＬＡ，ＬＢに給電する電力系統は、回生電力を交流電力に変換するインバータ２と、き電線ＦＤとインバータ２との間に設けられた直流用高速度遮断器７と、インバータ２から出力された交流電圧を昇圧するインバータ変圧器３と、インバータ変圧器３と高圧母線ＨＶとの間に設けられた遮断器４と、インバータ変圧器３と遮断器４との間に設けられた変流器ＣＴ４と、変流器ＣＴ４に流れる電流ｉ４に基いて動作するインバータ変圧器用保護継電器ＲＹ２とを備えている。
【００１６】
高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１は、過電流継電器である。高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１は、動作すると、遮断器６をトリップさせる。
【００１７】
インバータ変圧器用保護継電器ＲＹ２は、過電流継電器である。インバータ変圧器用保護継電器ＲＹ２は、動作すると、遮断器４をトリップさせる。
【００１８】
変流器ＣＴ２は、高圧母線ＨＶから高圧配電負荷ＬＡに流れる高圧配電線に設けられている。電流計測器ＡＭ２は、変流器ＣＴ２に流れる電流ｉ２を計測する。変流器ＣＴ３は、高圧母線ＨＶから高圧配電負荷ＬＢに流れる高圧配電線に設けられている。電流計測器ＡＭ３は、変流器ＣＴ３に流れる電流ｉ３を計測する。
【００１９】
保護継電器の不要動作防止装置１０は、変流器ＣＴ１Ｂ，ＣＴ２，ＣＴ３，ＣＴ４にそれぞれ流れる電流ｉ１，ｉ２，ｉ３，ｉ４に応じて取り込まれた電流信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４に基いて演算する。この演算結果に応じて、保護継電器の不要動作防止装置１０は、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１をトリップロックする。保護継電器の不要動作防止装置１０は、このトリップロックにより高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１の不要動作を防止する。保護継電器の不要動作防止装置１０は、例えば、変電所やき電区分所などに設置されている。または、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１の一機能として備えていてもよい。
【００２０】
図２は、本実施形態に係る保護継電器の不要動作防止装置１０の構成を示すブロック図である。
【００２１】
保護継電器の不要動作防止装置１０は、受信部１０１と、演算部１０２と、出力部１０３とを備えている。
【００２２】
受信部１０１は、変流器ＣＴ１Ｂから取り込まれた電流信号Ｓ１、変流器ＣＴ２から取り込まれた電流信号Ｓ２、変流器ＣＴ３から取り込まれた電流信号Ｓ３、及び変流器ＣＴ４から取り込まれた電流信号Ｓ４を受信する。
【００２３】
演算部１０２は、受信部１０１により受信した電流信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４に基いて、変流器ＣＴ１Ｂ，ＣＴ２，ＣＴ３，ＣＴ４にそれぞれ流れる電流ｉ１，ｉ２，ｉ３，ｉ４を演算する。
【００２４】
演算部１０２は、演算した電流ｉ２，ｉ３，ｉ４が次式を満たすか否かを判定する。
【００２５】
ｉ４＞ｉ２＋ｉ３             ・・・（１）
上式を満たす場合、高圧配電負荷に回生電流が全て流れないことになり、残りの回生電流が電源側に流れることになる。即ち、次式の関係が成り立つ。
【００２６】
ｉ１＝ｉ４−ｉ２−ｉ３
ここでは、交流負荷ＬＡ，ＬＢが２つの場合について説明したが、１つ又は３つ以上ある場合においても同様である。即ち、式（１）の右辺は、交流負荷に流れる電流の総和を表している。
【００２７】
演算部１０２は、式（１）を満たす場合、電流ｉ１と、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１の整定値とを比較する。演算部１０２は、比較した結果、電流ｉ１が整定値以上のとき、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１をトリップロックさせるための信号を、出力部１０３に送信する。
【００２８】
出力部１０３は、演算部１０２から高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１をトリップロックするための信号を受信すると、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１をトリップロックするためのトリップロック信号ＳＴＬを高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１に出力する。
【００２９】
高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１は、保護継電器の不要動作防止装置１０の出力部１０３からトリップロック信号ＳＴＬを受信すると、遮断器６へのトリップをロックする。
【００３０】
本実施形態によれば、保護継電器の不要動作防止装置１０は、高圧配電負荷に流れる電流の総和と、回生電力による交流電流との差分を演算することで、回生電力が高圧配電用変圧器５の電源側に流れ込むか否かを判定することができる。保護継電器の不要動作防止装置１０は、回生電力が高圧配電用変圧器５の電源側に流れ込むと判定し、流れ込む電流量が高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１の整定値以上と判定した場合、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１のトリップをロックする。これにより、インバータ変圧器３の容量が高圧配電用変圧器５の容量よりも大きい場合であっても、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１の不要動作を防止することができる。
【００３１】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係るインバータ変圧器用保護継電器ＲＹ２Ａの適用された電鉄用電力系統システム１Ａの構成図である。
【００３２】
電鉄用電力系統システム１Ａは、図１に示す第１の実施形態に係る電鉄用電力系統システム１において、保護継電器の不要動作防止装置１０を取り除き、インバータ変圧器用保護継電器ＲＹ２をインバータ変圧器用保護継電器ＲＹ２Ａに代えた点以外は、同様である。
【００３３】
インバータ変圧器用保護継電器ＲＹ２Ａは、過電流継電器ＲＹ２１と、過電流継電器ＲＹ２２とを備えている。
【００３４】
過電流継電器ＲＹ２１は、インバータ変圧器３を保護する保護継電器である。過電流継電器ＲＹ２１は、変流器ＣＴ４に流れる電流ｉ４に基いて動作する。即ち、図１に示す第１の実施形態に係るインバータ変圧器用保護継電器ＲＹ２と同等の役割を果す機器である。
【００３５】
過電流継電器ＲＹ２２は、変流器ＣＴ４に流れる電流ｉ４に基いて動作する。過電流継電器ＲＹ２２は、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１の整定値よりも小さい電流値が整定されている。過電流継電器ＲＹ２２は、動作すると、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１のトリップをロックする。過電流継電器ＲＹ２２の整定値は、高圧配電用変圧器５の変圧比や変流比などを考慮して、決定される。即ち、過電流継電器ＲＹ２２が動作して、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１のトリップをロックするときは、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１の動作前となるようにしている。このトリップロックにより、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１の不要動作を防止する。
【００３６】
本実施形態によれば、インバータ変圧器３から出力された交流電流が高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１の整定値よりも小さく整定された整定値以上になった場合に動作する過電流継電器ＲＹ２２を備えている。過電流継電器ＲＹ２２は、動作すると、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１のトリップをロックする。これにより、インバータ変圧器３の容量が高圧配電用変圧器５の容量よりも大きい場合であっても、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１の不要動作を防止することができる。
【００３７】
（第３の実施形態）
図４は、本発明の第３の実施形態に係る保護継電器の不要動作防止装置１０Ｂの適用された電鉄用電力系統システム１Ｂの構成図である。
【００３８】
電鉄用電力系統システム１Ｂは、図１に示す第１の実施形態に係る電鉄用電力系統システム１において、保護継電器の不要動作防止装置１０を保護継電器の不要動作防止装置１０Ｂに代え、き電線の直流電圧を計測する直流電圧計測器１１と、き電線の直流電流を取り込む直流変流器ＣＴ５とを備えた点以外は、同様である。
【００３９】
保護継電器の不要動作防止装置１０Ｂは、変流器ＣＴ５に流れる電流ｉ５に応じて取り込まれた電流信号Ｓ５及び直流電圧計測器１１により計測された直流電圧値に基いて演算する。この演算結果に応じて、保護継電器の不要動作防止装置１０は、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１をトリップロックする。保護継電器の不要動作防止装置１０は、このトリップロックにより高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１の不要動作を防止する。保護継電器の不要動作防止装置１０Ｂは、例えば、変電所やき電区分所などに設置されている。
【００４０】
図５は、本実施形態に係る保護継電器の不要動作防止装置１０Ｂの構成を示すブロック図である。
【００４１】
保護継電器の不要動作防止装置１０Ｂは、受信部１０１Ｂと、演算部１０２Ｂと、出力部１０３Ｂとを備えている。
【００４２】
受信部１０１Ｂは、変流器ＣＴ５から取り込まれた電流信号Ｓ５及び直流電圧計測器１１から取り込まれた電圧信号ＳＰを受信する。
【００４３】
演算部１０２Ｂは、受信部１０１Ｂにより受信した電流信号Ｓ５に基いて、変流器ＣＴ５に流れる電流ｉ５を演算する。演算部１０２Ｂは、受信部１０１Ｂにより受信した電圧信号ＳＰに基いて、き電線の直流電圧を演算する。き電線の直流電圧は、正極側の母線であるＰ母線ＰＢと負極側の母線であるＮ母線ＮＢとの間の電圧を計測することにより得られる。
【００４４】
演算部１０２Ｂは、き電線の直流電圧が所定の電圧値（整定値）以上か、又は電流ｉ５が所定の電流値（整定値）以上のとき、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１をトリップロックさせるための信号を、出力部１０３Ｂに送信する。
【００４５】
なお、演算部１０２Ｂは、き電線の電力値が所定の電圧値（整定値）以上のときに、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１をトリップロックさせるための信号を、出力部１０３Ｂに送信する方式でもよい。き電線の電力値は、き電線の直流電圧及び電流ｉ５に基いて求めることができる。
【００４６】
出力部１０３Ｂは、演算部１０２Ｂから高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１をトリップロックするための信号を受信すると、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１をトリップロックするためのトリップロック信号ＳＴＬを高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１に出力する。
【００４７】
高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１は、保護継電器の不要動作防止装置１０Ｂの出力部１０３Ｂからトリップロック信号ＳＴＬを受信すると、遮断器６へのトリップをロックする。
【００４８】
本実施形態によれば、保護継電器の不要動作防止装置１０Ｂは、き電線側の電気量を監視することで、回生電力が高圧配電用変圧器５の電源側に流れ込むか否かを判定することができる。保護継電器の不要動作防止装置１０Ｂは、回生電力が高圧配電用変圧器５の電源側に流れ込むと判定し、その回生電力により流れ込む電流量が高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１の整定値以上であると判定した場合、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１のトリップをロックする。これにより、インバータ変圧器３の容量が高圧配電用変圧器５の容量よりも大きい場合であっても、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１の不要動作を防止することができる。
【００４９】
（第４の実施形態）
図６は、本発明の第４の実施形態に係る保護継電器の不要動作防止装置１１の適用された電鉄用電力系統システム１Ｃの構成図である。
【００５０】
電鉄用電力系統システム１Ｃは、図１に示す第１の実施形態に係る電鉄用電力系統システム１において、保護継電器の不要動作防止装置１０を保護継電器の不要動作防止装置１１に代え、き電線の直流電流を取り込む直流変流器ＣＴ５と、チョッパ２０と、抵抗２１とを備えた点以外は、同様である。電鉄用電力系統システム１Ｃは、インバータ２と直流用高速度遮断器７とを接続する電気経路上の点とＮ母線上の点とを繋ぐように、Ｎ母線側から順次に、抵抗２１とチョッパ２０とを直列に接続している。
【００５１】
保護継電器の不要動作防止装置１１は、変流器ＣＴ５に流れる電流ｉ５に応じて取り込まれた電流信号Ｓ５に基いて演算する。この演算結果に応じて、保護継電器の不要動作防止装置１１は、チョッパ２０を駆動する。保護継電器の不要動作防止装置１１は、チョッパ２０を駆動することにより、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１の不要動作を防止する。保護継電器の不要動作防止装置１１は、例えば、変電所やき電区分所などに設置されている。
【００５２】
チョッパ２０は、静止型スイッチング素子を用いた電力変換器である。
【００５３】
図７は、本実施形態に係る保護継電器の不要動作防止装置１１の構成を示すブロック図である。
【００５４】
保護継電器の不要動作防止装置１１は、受信部１１１と、演算部１１２と、制御指令部１１３とを備えている。
【００５５】
受信部１１１は、変流器ＣＴ５から取り込まれた電流信号Ｓ５を受信する。
【００５６】
演算部１１２は、受信部１１１により受信した電流信号Ｓ５に基いて、変流器ＣＴ５に流れる電流ｉ５を演算する。
【００５７】
演算部１１２は、電流ｉ５が所定の電流値以上のとき、高圧配電用変圧器５の電源側に、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１の整定値以上の回生電力が流れ込むと判定する。そこで、演算部１１２は、電流ｉ５が所定の電流値以上のとき、チョッパ２０を駆動するための指令信号を制御指令部１１３に送信する。
【００５８】
制御指令部１１３は、演算部１１２からチョッパ２０を駆動するための指令信号を受信すると、チョッパ２０にゲート信号ＳＧを与える。ゲート信号ＳＧは、チョッパ２０を駆動させる。
【００５９】
チョッパ２０が駆動することにより、余分な回生電力は、抵抗２１に電流が流れ込むことで、熱として消費される。
【００６０】
本実施形態によれば、高圧配電負荷ＬＡ，ＬＢに流れる向きのき電線の直流電流ｉ５を監視することにより、回生電流が高圧配電用変圧器５の電源側に、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１の整定値以上流れるか否かを判定することができる。この判定結果に基いて、保護継電器の不要動作防止装置１１は、チョッパ２０を駆動することにより、余分な回生電力を消費することができる。これにより、回生電流が高圧配電用変圧器５の電源側に、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１の整定値以上流れることを防止することができる。
【００６１】
（第５の実施形態）
図８は、本発明の第５の実施形態に係る保護継電器の不要動作防止装置１１Ｄの適用された電鉄用電力系統システム１Ｄの構成図である。
【００６２】
電鉄用電力系統システム１Ｄは、図６に示す第４の実施形態に係る電鉄用電力系統システム１Ｃにおいて、保護継電器の不要動作防止装置１１の代わりに保護継電器の不要動作防止装置１１Ｄを設け、チョッパ２０及び抵抗２１を取り除き、代わりに、直流母線Ｐ−Ｎ間（Ｐ母線とＮ母線との間）を接続するように、チョッパ２０Ｄ、抵抗２１Ｄ及び直流用高速度遮断器２２を直列に接続した構成とした点以外は、同様である。
【００６３】
保護継電器の不要動作防止装置１１Ｄは、チョッパ２０Ｄを駆動する構成とした点以外は、第４の実施形態に係る保護継電器の不要動作防止装置１１と同様である。
【００６４】
保護継電器の不要動作防止装置１１は、電流ｉ５が所定の電流値以上のとき、チョッパ２０Ｄを駆動する。チョッパ２０Ｄが駆動することにより、余分な回生電力は、抵抗２１Ｄに電流が流れ込むことで、熱として消費される。
【００６５】
チョッパ２０Ｄは、静止型スイッチング素子を用いた電力変換器である。
【００６６】
直流用高速度遮断器２２は、開放することにより、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１の不要動作を防止する機能を除外した電鉄用電力系統システム１Ｄの構成となる。
【００６７】
本実施形態によれば、高圧配電負荷ＬＡ，ＬＢに流れる向きのき電線の直流電流ｉ５を監視することにより、回生電流が高圧配電用変圧器５の電源側に、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１の整定値以上流れるか否かを判定することができる。この判定結果に基いて、保護継電器の不要動作防止装置１１は、チョッパ２０Ｄを駆動することにより、余分な回生電力を消費することができる。これにより、回生電流が高圧配電用変圧器５の電源側に、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１の整定値以上流れることを防止することができる。
【００６８】
（第６の実施形態）
図９は、本発明の第６の実施形態に係る保護継電器の不要動作防止装置１１Ｅの適用された電鉄用電力系統システム１Ｅの構成図である。
【００６９】
保護継電器の不要動作防止装置１１Ｅは、図６に示す第４の実施形態に係る電鉄用電力系統システム１Ｃにおいて、抵抗２１の代わりに、コンデンサ２３を設けた点以外は、同様である。
【００７０】
コンデンサ２３は、直流電力を充電する充電機器である。
【００７１】
保護継電器の不要動作防止装置１１Ｅは、電流ｉ５が所定の電流値以上のとき、チョッパ２０を駆動する。チョッパ２０が駆動することにより、回生電流がコンデンサ２３に流れ込むことで、コンデンサ２３が充電される。余分な回生電力を減少させることができる。
【００７２】
本実施形態によれば、高圧配電負荷ＬＡ，ＬＢに流れる向きのき電線の直流電流ｉ５を監視することにより、回生電流が高圧配電用変圧器５の電源側に、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１の整定値以上流れるか否かを判定することができる。この判定結果に基いて、保護継電器の不要動作防止装置１１Ｅは、チョッパ２０を駆動することにより、余分な回生電力をコンデンサ２３に充電することができる。これにより、回生電流が高圧配電用変圧器５の電源側に、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１の整定値以上流れることを防止することができる。
【００７３】
（第７の実施形態）
図１０は、本発明の第７の実施形態に係る保護継電器の不要動作防止装置１１Ｆの適用された電鉄用電力系統システム１Ｆの構成図である。
【００７４】
保護継電器の不要動作防止装置１１Ｆは、図８に示す第５の実施形態に係る電鉄用電力系統システム１Ｄにおいて、抵抗２１Ｄの代わりに、コンデンサ２３Ｆを設けた点以外は、同様である。
【００７５】
コンデンサ２３Ｆは、直流電力を充電する充電機器である。
【００７６】
保護継電器の不要動作防止装置１１Ｆは、電流ｉ５が所定の電流値以上のとき、チョッパ２０Ｄを駆動する。チョッパ２０Ｄが駆動することにより、回生電流がコンデンサ２３Ｆに流れ込むことで、コンデンサ２３Ｆが充電される。余分な回生電力を減少させることができる。
【００７７】
直流用高速度遮断器２２は、開放することにより、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１の不要動作を防止する機能を除外した電鉄用電力系統システム１Ｆの構成となる。
【００７８】
本実施形態によれば、高圧配電負荷ＬＡ，ＬＢに流れる向きのき電線の直流電流ｉ５を監視することにより、回生電流が高圧配電用変圧器５の電源側に、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１の整定値以上流れるか否かを判定することができる。この判定結果に基いて、保護継電器の不要動作防止装置１１Ｆは、チョッパ２０Ｄを駆動することにより、余分な回生電力をコンデンサ２３Ｆに充電することができる。これにより、回生電流が高圧配電用変圧器５の電源側に、高圧配電用変圧器保護継電器ＲＹ１の整定値以上流れることを防止することができる。
【００７９】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る保護継電器の不要動作防止装置の適用された電鉄用電力系統システムの構成図。
【図２】第１の実施形態に係る保護継電器の不要動作防止装置の構成を示すブロック図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るインバータ変圧器用保護継電器の適用された電鉄用電力系統システムの構成図。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る保護継電器の不要動作防止装置の適用された電鉄用電力系統システムの構成図。
【図５】第３の実施形態に係る保護継電器の不要動作防止装置の構成を示すブロック図。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る保護継電器の不要動作防止装置の適用された電鉄用電力系統システムの構成図。
【図７】本実施形態に係る保護継電器の不要動作防止装置の構成を示すブロック図。
【図８】本発明の第５の実施形態に係る保護継電器の不要動作防止装置の適用された電鉄用電力系統システムの構成図。
【図９】本発明の第６の実施形態に係る保護継電器の不要動作防止装置の適用された電鉄用電力系統システムの構成図。
【図１０】本発明の第７の実施形態に係る保護継電器の不要動作防止装置の適用された電鉄用電力系統システムの構成図。
【符号の説明】
【００８１】
１，１Ａ〜１Ｆ…電鉄用電力系統システム、２…インバータ、３…インバータ変圧器、４…遮断器、５…高圧配電用変圧器、６…遮断器、７…直流用高速度遮断器、１０，１１…保護継電器の不要動作防止装置、ＡＭ１〜ＡＭ３…電流計測器、ＣＴ１Ａ，ＣＴ１Ｂ，ＣＴ２〜ＣＴ４…変流器、ＦＤ…き電線、ＨＶ…高圧母線、ｉ１〜ｉ５…電流、ＲＹ１…高圧配電用変圧器保護継電器、ＲＹ２…インバータ変圧器用保護継電器、Ｓ１〜Ｓ５…電流信号、ＳＴＬ…トリップロック信号、ＵＨＶ…特別高圧母線。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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