富士電機
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富士電機の電気鉄道変電所用 受変電・配電機器
(直流高速度真空遮断器、純水沸騰冷却式シリコン整流器)

電気鉄道変電所用 受変電・配電機器

富士電機は電気鉄道変電所向けに受変電・配電機器を提供しています。直流高速度真空遮断器は、信頼性・安全性の向上、コンパクト化、ライフサイクルコストの低減を実現します。純水沸騰冷却式シリコン整流器は、ノンフロン・地球温暖化係数ゼロを実現します。

直流高速度真空遮断器

特長

◆大電流遮断性能
真空バルブの高遮断容量化と開極時間の高速化により100kA遮断を実現しています。

◆全領域遮断性能
大電流から小電流まですべての電流を確実に遮断できます。大きい負荷電流も確実に投入できます。

◆高い運転信頼性
重要部の二重化や高耐ノイズ設計、さらに定期交換部品の明確化などにより、高い運転信頼性を実現しています。

◆屋外設置にも最適
変電所建屋を大幅に縮小化でき、経済的です。

◆現地オーバホールなし
オーバホールは各ユニット単位で、工場に引き取ってできます。このため、品質は万全です。

◆安全で取扱いが容易
加圧部が露出せず、かつ保護用シャッタや確実な引出しインタロック機構を装備しています。わかりやすい機能別ユニット構造を採用、運転や点検時のヒューマンエラーの防止にも配慮しています。

特長

特長

 

導入のメリット

製品コンセプトと実現手段を示します。

導入のメリット

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遮断原理

◆過電流検出
過電流を検出し、主真空バルブに開極指令を与える。
過電流検出

◆開極
主真空バルブが開極した後、主振動スイッチを投入する。
開極

◆主振動コンデンサ放電
コンデンサ放電電流が主回路電流に重曹し、電流零点をつくる。
主振動コンデンサ放電

◆主真空バルブ消弧
主真空バルブの電流が消弧し、その電流が主振動回路に転流し、極間電圧が上昇する。
主真空バルブ消弧

◆消弧装置放電・遮断完了
極間電圧が上昇し、消弧装置が動作して回路エネルギーを吸収し遮断完了する。
消弧装置放電・遮断完了

 

装置仕様

項目内容 内容
装置名称 自励転流式直流高速度真空遮断器
適用規格 JIS E2501-1(2010)「鉄道用地上設備一直流開閉装置及び制御装置一第1部:通則」
JIS E2501-2(2010)「鉄道用地上設備一直流開閉装置及び制御装置ー第2部:直流遮断機」
構造 屋内(外)用キュービクル形スイッチギヤ(JEM 1425-CW) (引出形、主回路シャッタ付き)
保護等級 IP2X
遮断器本体形式  HX5001X-□Mf-DA (□:20. 30. 40)  HX10001X-□Mf-DA(□:20. 30. 40)
装置形式 VDC215-P VDC208-P VDC215-T VDC208-T
定格電圧 DC1500V DC7500V DC1500V DC7500V
定格制限電圧 4000V以下 2500V以下 4000V以下 2500V以下
定格遮断容量 50kA(突進率:3×106A/s) 100kA(突進率:10×106A/s)
定格遮断電流 25kA以下 36kA以下
定格電流 2000A/3000A/ 4000A
動作資務 0-10秒-CO
定格短時間耐電流 75kA 1秒
電流検出方式 正方向過電流検出(逆流リレー機能内蔵)
電流目盛 4 〜12kA、2〜6kA、1〜3kA
最終選択率 50%(使用/除外設定可能)
動作方式 投入操作方式 電動・スプリング方式 1.7A 2秒
開極方式 電磁反発駆動方式
転流方式 コンデンサ転流方式
遮断器本体 酸化亜鉛素子によるエネルギー吸収方式
保置動作回数 機械的開閉 10000回
短絡電流遮断 100回
耐電圧 主回路 AC5500V 1分間 雷インパルス20kV
制御回路 AC1500V 1分間 雷インパルス4.5kV
絶縁距離 気中30mm 沿面50mm以上
定格操作・制御電圧 DC100V、DC110V
定格補助電源電圧 単相AC210V
補助開閉器 接点構成 3a+3b (外部使用)
開閉容量 5A(DC100V、DC110V)

※両方向過電流検出形も製作可能です。

遮断機本体

遮断機本体

 

従来品からの更新事例

コンパートメント配置の気中CBをVCBに更新する事も可能です。

【メリット】

◆直流高速度気中遮断器の更新が容易
既設固定フレームを流用し、容易に直流高速度真空遮断器に変更できます。

◆安全で取扱いが容易
加圧部が露出せず、かつ保護シャッタや確実な引出しインタロック機構を装備しています。

◆変電所のメンテナンスを大幅に合理化可能
アークレスにより飛躍的に省保守が図れます。

正面側

正面側

背面側

背面側

 

従来品との比較

比較表
比較項目 高速度真空遮断器 高速度気中遮断器
適用規格 JIS E2501-1 (2010)「鉄道用地上設備一直流開閉装置及び制御装置ー第1部:通則
JIS E2501-2 (2010)「鉄道用地上設備一直流開閉装置及び制御装置ー第2部:直流遮断機
遮断原理 真空バルブの遮断により電流が消弧装置に転流し消弧装置が電源電圧より高い対向電圧を発生することにより電流が消滅する。
大電流遮断時でも機械音しか発生しない。
電磁力により電流がアークシュートに移行しアークシュートが電源電圧より高い対向電圧を発生することにより電流が消滅する。
大電流遮断時は爆発音と閃光を伴う。
短絡電流遮断時間 約6ms 約20ms
保守点検 機械的摩耗がほとんどないため、点検周期を大幅に延長できる。密閉化できるため清掃は不要である。 接点やアークシュートが摩耗するため,頻繁な点検や機構部の謁整を要する。
点検周期(ユーザー点検) 3年 0.5年
安全性 交流遮断器並みの保護構造(シャッタ付き)であるため安全性が高い。コンデンサの放電操作・確認は容易。 加圧部がむき出しであり.かつアークが発生するため注意を要する。
目盛範囲(上下限比) 3倍 2倍以下
主回路損失
(3000A通電時)※1
約0.6kW 約1kW
制御電源入力
(DC100V)※2
約0.3A 約1A
操作電流 役入後:ばね蓄勢電流が流れる。
開放後:数秒間コンデンサ充電電流が流れる。
投入時:大きい電磁操作電流が流れる。

※1 GTO遮断器は約5kWです。 ※2 GTO遮断器lま約3Aです。

HSACBの遮断状況

HSACBの遮断状況

 

純水沸騰冷却式シリコン整流器

整流器と電車

都市部の多くの電車は直流電流で駆動します。シリコン整流器(SR)は発電所などから来る交流電流を列車走行用に直流電流へ変換します。

整流器と電車
整流器と電車
 

導入のメリット

導入のメリット

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特長

◆純水沸騰自然冷却
純水を冷媒とした画期的な沸騰自然冷却式整流器です。地球環境への負担は皆無です。

◆国内最大級シリコン整流素子
電力用半導体の長年の実績と技術をベースに,高電圧大容量のシリコン整流素子を独自開発しました。これにより大幅な部品点数低減と小形軽量化および高効率化を実現しました。容積40%,据付面積30%,質量40%,発生損失50%(6000kW PFC 沸騰冷却式整流器に対する当社比)

◆ファインセラミックス絶縁
高い伝熱性と絶縁性をあわせもつファインセラミックスを冷却体の両側面に挿入し,シリコン整流素子や主回路導体を絶縁することで装置全体を接地電位としています。

◆完全閉鎖構造
スナバ抵抗器などの沸騰冷却によってスタック収納部の温度上昇を低減させ,完全閉鎖構造を実現しています。これによりじんあいが浸入せず長期間清掃が不要です。

 

冷却原理

シリコン整流素子の発生熱により冷却体内部の純水が沸騰し蒸発します。この時の大きな蒸発潜熱によって、シリコン整流素子が効率よく冷却されます。水蒸気は凝縮器部で冷却され,液となって冷却体に戻ります。なお容器内は常時負圧となっています。

冷却原理
 

製品のお問い合わせ

技術に関する内容

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パワエレシステム事業本部 変電システム事業部 交通技術部

● 電話番号
042-585-6935(受付時間:平日9:00-17:00)


営業に関する内容

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関西支社 営業第3部

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