JP2002155705A - 可変周波数調整方法及び装置を備えた蒸気タービン制御装置 - Google Patents
可変周波数調整方法及び装置を備えた蒸気タービン制御装置Info
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/20—Devices dealing with sensing elements or final actuators or transmitting means between them, e.g. power-assisted
- F01D17/22—Devices dealing with sensing elements or final actuators or transmitting means between them, e.g. power-assisted the operation or power assistance being predominantly non-mechanical
- F01D17/24—Devices dealing with sensing elements or final actuators or transmitting means between them, e.g. power-assisted the operation or power assistance being predominantly non-mechanical electrical
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- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/02—Arrangement of sensing elements
- F01D17/06—Arrangement of sensing elements responsive to speed
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
- G05B13/0205—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
- G05B13/024—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 タービン−発電機装置に対する定格周波数か
らの比較的大きな変動に対処する蒸気タービン制御装
置。 【解決手段】 好ましい実施例では、この発明は、２つ
の周波数誤差利得（ドループ）を持つ速度ループ・ドル
ープ調速機を持つ蒸気タービンに関する。第１の利得
（速い変化に対する）は、一定の周波数を持つ電力負荷
に使われる普通の大きい利得であってよい。第１の利得
だけを使うとき、タービンの速度が、定格速度設定点を
中心とした狭い速度範囲より上方にドリフトした場合、
第１の利得の高いレートの為に、ドループ調速機はター
ビンに対する蒸気を閉め切る。第２の利得（ゆっくりし
た変化に対する）は、定格速度設定点の上下のタービン
速度の広い範囲をドループ調速機が許容するようさせる
小さい利得である。
らの比較的大きな変動に対処する蒸気タービン制御装
置。 【解決手段】 好ましい実施例では、この発明は、２つ
の周波数誤差利得（ドループ）を持つ速度ループ・ドル
ープ調速機を持つ蒸気タービンに関する。第１の利得
（速い変化に対する）は、一定の周波数を持つ電力負荷
に使われる普通の大きい利得であってよい。第１の利得
だけを使うとき、タービンの速度が、定格速度設定点を
中心とした狭い速度範囲より上方にドリフトした場合、
第１の利得の高いレートの為に、ドループ調速機はター
ビンに対する蒸気を閉め切る。第２の利得（ゆっくりし
た変化に対する）は、定格速度設定点の上下のタービン
速度の広い範囲をドループ調速機が許容するようさせる
小さい利得である。
Description
【０００１】
【発明の背景】この発明はタービン、特に、蒸気タービ
ンに対する制御装置に関する。具体的に言うと、この発
明は、特にタービンが通常の周波数（速度）設定点以外
の周波数で運転することが要求される長期間の間、ター
ビンの回転速度及び動力出力（負荷）を調整するタービ
ン速度制御装置に関する。
ンに対する制御装置に関する。具体的に言うと、この発
明は、特にタービンが通常の周波数（速度）設定点以外
の周波数で運転することが要求される長期間の間、ター
ビンの回転速度及び動力出力（負荷）を調整するタービ
ン速度制御装置に関する。
【０００２】工業用及び電力用蒸気タービンは、その動
作を監視して制御する制御装置（以下「制御装置」）を
持っている。従来、こういう制御装置は、同期の前に、
タービンを予定の速度（「速度設定点」）に保ち、ター
ビンに対する超過速度制御並びに装置が同期したときの
負荷制御を行う速度／負荷制御装置（「ドループ調速
機」とも呼ばれる）を持っている。ドループ調速機が発
生する制御信号が、タービンの中を流れる蒸気の量を調
整する。蒸気の量の調整が、タービンの回転速度が電気
系統の回路網の周波数と同期している間、同期したとき
の負荷を制御する。
作を監視して制御する制御装置（以下「制御装置」）を
持っている。従来、こういう制御装置は、同期の前に、
タービンを予定の速度（「速度設定点」）に保ち、ター
ビンに対する超過速度制御並びに装置が同期したときの
負荷制御を行う速度／負荷制御装置（「ドループ調速
機」とも呼ばれる）を持っている。ドループ調速機が発
生する制御信号が、タービンの中を流れる蒸気の量を調
整する。蒸気の量の調整が、タービンの回転速度が電気
系統の回路網の周波数と同期している間、同期したとき
の負荷を制御する。
【０００３】タービンは、ある定格速度設定点で運転さ
れるように構成されており、この設定点は電気系統の定
格周波数に従うように選ばれている。電気系統の周波数
が定格周波数からずれたとき、ドループ調速機は、蒸気
入口弁を調節して、タービンの速度を定格速度設定点に
戻すように作用する。タービン速度が定格速度設定点よ
りかなり高い場合、ドループ調速機が蒸気入口弁を閉じ
る。
れるように構成されており、この設定点は電気系統の定
格周波数に従うように選ばれている。電気系統の周波数
が定格周波数からずれたとき、ドループ調速機は、蒸気
入口弁を調節して、タービンの速度を定格速度設定点に
戻すように作用する。タービン速度が定格速度設定点よ
りかなり高い場合、ドループ調速機が蒸気入口弁を閉じ
る。
【０００４】工業用及び発電用蒸気タービンは、電力を
発生する大形発電機を駆動するように結合されているの
が普通である。例えば、大形タービン−発電機装置が、
家庭、営業及びその他の電力消費者に電力回路網を介し
て電力を配電する電力会社用の電力を発生する。こうい
う電力消費者は、その電気機器（例えばテレビ及び時
計）、照明装置、コンピュータ、電気通信及び情報シス
テム、工場設備及びその他の電気装置に給電する為に、
一般的に一定周波数の電力を必要とする。電力回路網
は、５０ヘルツ（Ｈｚ）又は６０Ｈｚのような予定の一
定の電力周波数で運転されるのが普通である。このよう
な電力回路網に対する電力を供給する為に、タービン−
発電機装置は、回路網の周波数（「負荷周波数」）と釣
合う一定の周波数、例えば５０Ｈｚで電力を発生する。
蒸気タービンの速度設定点は、負荷が必要とする周波
数、例えば、５０Ｈｚで電流を発生するように発電機を
駆動するように選ばれている。
発生する大形発電機を駆動するように結合されているの
が普通である。例えば、大形タービン−発電機装置が、
家庭、営業及びその他の電力消費者に電力回路網を介し
て電力を配電する電力会社用の電力を発生する。こうい
う電力消費者は、その電気機器（例えばテレビ及び時
計）、照明装置、コンピュータ、電気通信及び情報シス
テム、工場設備及びその他の電気装置に給電する為に、
一般的に一定周波数の電力を必要とする。電力回路網
は、５０ヘルツ（Ｈｚ）又は６０Ｈｚのような予定の一
定の電力周波数で運転されるのが普通である。このよう
な電力回路網に対する電力を供給する為に、タービン−
発電機装置は、回路網の周波数（「負荷周波数」）と釣
合う一定の周波数、例えば５０Ｈｚで電力を発生する。
蒸気タービンの速度設定点は、負荷が必要とする周波
数、例えば、５０Ｈｚで電流を発生するように発電機を
駆動するように選ばれている。
【０００５】蒸気タービンに対する制御装置は周知であ
る。一例の制御装置はゼネラル・エレクトリック社のス
ピードトロニック（登録商標）マークＶタービン制御装
置である。スピードトロニック制御装置は、タービン・
センサからの入力及び人間であるオペレータからの指示
を使ってタービンを制御する為に、ソフトウエア・プロ
グラムを実行するコンピュータ・システムである。制御
装置によって発生された指令により、蒸気タービンに対
する弁アクチュエータにより、例えばタービンから発電
機に加えられる動力を制御／制限し、タービンに対する
入口蒸気圧力を調整し、タービンに対する入口蒸気圧力
を制限し、タービンからの抽出圧力を制御し、蒸気取込
み制御及び蒸気速度制御を調整し、等時性を持つ速度制
御をし、運転モードの間の自動切換えを開始する。
る。一例の制御装置はゼネラル・エレクトリック社のス
ピードトロニック（登録商標）マークＶタービン制御装
置である。スピードトロニック制御装置は、タービン・
センサからの入力及び人間であるオペレータからの指示
を使ってタービンを制御する為に、ソフトウエア・プロ
グラムを実行するコンピュータ・システムである。制御
装置によって発生された指令により、蒸気タービンに対
する弁アクチュエータにより、例えばタービンから発電
機に加えられる動力を制御／制限し、タービンに対する
入口蒸気圧力を調整し、タービンに対する入口蒸気圧力
を制限し、タービンからの抽出圧力を制御し、蒸気取込
み制御及び蒸気速度制御を調整し、等時性を持つ速度制
御をし、運転モードの間の自動切換えを開始する。
【０００６】従来の蒸気タービン制御装置は、下記を含
めて幾つかの蒸気タービン制御機能を果たしている。
めて幾つかの蒸気タービン制御機能を果たしている。
【０００７】◆特に始動の際、並びに装置が負荷から切
離されて、そのままでは急速に加速されるとき、タービ
ン−発電機装置の回転速度及び加速度が許容限界内であ
るように保証する。
離されて、そのままでは急速に加速されるとき、タービ
ン−発電機装置の回転速度及び加速度が許容限界内であ
るように保証する。
【０００８】◆タービンに蒸気が入っていくようにする
並びに蒸気がタービンから出てくるようにする蒸気弁の
位置を制御する。蒸気弁の位置がタービンの動力出力及
び速度を制御する。制御装置はオペレータ又は自動制御
装置から入力された信号を実行して、タービンの中を通
る蒸気を調整する。一般的に、オペレータがタービンに
対する速度設定点を定め、ドループ調速機が、同期して
いないとき、タービンの速度を設定点（又はその近く）
に保つ。タービンが回路網と同期したとき、制御装置は
その速度制御機能を通じて、電気回路網が定格周波数を
保つことが出来るように助ける。
並びに蒸気がタービンから出てくるようにする蒸気弁の
位置を制御する。蒸気弁の位置がタービンの動力出力及
び速度を制御する。制御装置はオペレータ又は自動制御
装置から入力された信号を実行して、タービンの中を通
る蒸気を調整する。一般的に、オペレータがタービンに
対する速度設定点を定め、ドループ調速機が、同期して
いないとき、タービンの速度を設定点（又はその近く）
に保つ。タービンが回路網と同期したとき、制御装置は
その速度制御機能を通じて、電気回路網が定格周波数を
保つことが出来るように助ける。
【０００９】◆タービン−発電機装置の始動及び電力回
路網との同期を制御する。特に、電力回路網はある電力
周波数及び電圧レベルで運転される。タービン−発電機
装置は、それが回路網に結合される前に、こういう回路
網周波数及び電圧レベルと同期していなければならな
い。
路網との同期を制御する。特に、電力回路網はある電力
周波数及び電圧レベルで運転される。タービン−発電機
装置は、それが回路網に結合される前に、こういう回路
網周波数及び電圧レベルと同期していなければならな
い。
【００１０】◆タービンの入口、蒸気抽出部に於ける蒸
気の圧力制御をすると共に、その他の圧力制御機能を果
たす。
気の圧力制御をすると共に、その他の圧力制御機能を果
たす。
【００１１】◆タービンが電気系統の回路網から切離さ
れて、運転停止になるときのようにタービンの負荷から
の解放及び安全確保をする。
れて、運転停止になるときのようにタービンの負荷から
の解放及び安全確保をする。
【００１２】◆タービンを温度及び応力限界のようなあ
る限界内で運転する。
る限界内で運転する。
【００１３】◆タービン軸受の油圧の低下及び軸受に於
ける強い振動のような危険に対する保護をする。
ける強い振動のような危険に対する保護をする。
【００１４】◆蒸気入口及び出口弁のような弁及びその
他の決定的に重要なタービン機能の試験をする。
他の決定的に重要なタービン機能の試験をする。
【００１５】◆緊急時の保護用の超過速度の運転停止
（引はずし）。
（引はずし）。
【００１６】従来、蒸気タービン制御装置はタービン−
発電機装置に対する周波数調整を左右する「速度ループ
・ドループ」制御装置（ドループ調速機）を持ってい
る。ドループ調速機は、負荷周波数の変動を補償し、タ
ービン−発電機装置の比較的一定の周波数（従って回転
速度）を保つ点で回路網を助ける。電気回路網で比較的
大きな負荷が排除された場合、回路網周波数が上昇し、
蒸気タービンのドループ調速機がそれに応じて蒸気入口
弁を閉じて、回路網周波数をその定格値まで下げる。５
％周波数調整を使う例では、定格値より周波数が１％増
加すると、入口蒸気制御弁を２０％閉じることになる。
入口制御弁を広く開いた状態で定格周波数のとき、周波
数又はタービン速度が５％上昇すると、入口制御弁を完
全に閉じることになる。
発電機装置に対する周波数調整を左右する「速度ループ
・ドループ」制御装置（ドループ調速機）を持ってい
る。ドループ調速機は、負荷周波数の変動を補償し、タ
ービン−発電機装置の比較的一定の周波数（従って回転
速度）を保つ点で回路網を助ける。電気回路網で比較的
大きな負荷が排除された場合、回路網周波数が上昇し、
蒸気タービンのドループ調速機がそれに応じて蒸気入口
弁を閉じて、回路網周波数をその定格値まで下げる。５
％周波数調整を使う例では、定格値より周波数が１％増
加すると、入口蒸気制御弁を２０％閉じることになる。
入口制御弁を広く開いた状態で定格周波数のとき、周波
数又はタービン速度が５％上昇すると、入口制御弁を完
全に閉じることになる。
【００１７】一旦回路網と同期すると、タービン−発電
機装置の回転速度は、電力回路網の周波数によって決定
される。タービンに対する制御装置が、タービンの速度
設定点を定格速度設定点に保つ。タービンに対するこの
一定の速度設定点は、用役電力として、一定の「定格周
波数」、例えば合衆国では６０Ｈｚを持つ大抵の負荷に
対しては、よく作用する。回路網周波数は典型的には変
わらず、タービン速度は一般的に定格速度設定点又はそ
の近く（例えば０．５％以内）にある。負荷周波数が変
化すると、設定点は変動する負荷周波数に対してうまく
合わなくなる。
機装置の回転速度は、電力回路網の周波数によって決定
される。タービンに対する制御装置が、タービンの速度
設定点を定格速度設定点に保つ。タービンに対するこの
一定の速度設定点は、用役電力として、一定の「定格周
波数」、例えば合衆国では６０Ｈｚを持つ大抵の負荷に
対しては、よく作用する。回路網周波数は典型的には変
わらず、タービン速度は一般的に定格速度設定点又はそ
の近く（例えば０．５％以内）にある。負荷周波数が変
化すると、設定点は変動する負荷周波数に対してうまく
合わなくなる。
【００１８】負荷周波数が実際に変動し、タービン速度
がドリフトすると、従来の制御装置（ドループ調速機）
は弁を調節して、タービンを設定点に戻す。従って、変
動する周波数により、制御装置と負荷とは競合する。こ
の競合の結果、弁の操作が過度になり、（タービン速度
が超過速度状態を超えた場合、例えば速度設定点の１０
５％を超えた場合の）タービンの運転停止のようなター
ビンの運転にこの他の望ましくない変数が生ずる。従っ
て、従来のタービン−発電機装置は、一定周波数負荷に
対してはよく作用するが、制御弁をあまり動かさずに、
運転速度の変動又は負荷からの周波数要求をうまく許容
することがない。
がドリフトすると、従来の制御装置（ドループ調速機）
は弁を調節して、タービンを設定点に戻す。従って、変
動する周波数により、制御装置と負荷とは競合する。こ
の競合の結果、弁の操作が過度になり、（タービン速度
が超過速度状態を超えた場合、例えば速度設定点の１０
５％を超えた場合の）タービンの運転停止のようなター
ビンの運転にこの他の望ましくない変数が生ずる。従っ
て、従来のタービン−発電機装置は、一定周波数負荷に
対してはよく作用するが、制御弁をあまり動かさずに、
運転速度の変動又は負荷からの周波数要求をうまく許容
することがない。
【００１９】ある電気回路網は、数時間というような長
い期間に互る比較的大きな周波数変動、例えば、定格周
波数の±５％を生ずる。更に、タービン−発電機装置に
は、定格周波数より低い又は高い周波数で比較的長い期
間、例えば、何時間或いはそれ以上も運転される負荷が
ある。
い期間に互る比較的大きな周波数変動、例えば、定格周
波数の±５％を生ずる。更に、タービン−発電機装置に
は、定格周波数より低い又は高い周波数で比較的長い期
間、例えば、何時間或いはそれ以上も運転される負荷が
ある。
【００２０】例えば、工業的な開発が急速であった国々
は、発電設備が不適切であることがある。こういう国で
は、工業用電力の消費者は、（工場が日毎の作業計画に
互ってサイクル形になるから）１日の内にかなりの電力
需要の変化がある。典型的な作業日のある期間の間、工
業消費者の需要は、電力回路網から容易に利用出来る電
力よりも多くなり、電力周波数が定格周波数より下方に
ドリフトする。１日の他の期間の間、電力会社は顧客が
必要とするよりも多くの電力を供給しており、こういう
電力会社は、電力周波数を定格周波数より上方にドリフ
トするに任せている。従って、電力消費者は、毎日のエ
ネルギ使用量が多い何時間というような長期間に互る比
較的大きな周波数変動を持つ電力回路網の影響を受け
る。
は、発電設備が不適切であることがある。こういう国で
は、工業用電力の消費者は、（工場が日毎の作業計画に
互ってサイクル形になるから）１日の内にかなりの電力
需要の変化がある。典型的な作業日のある期間の間、工
業消費者の需要は、電力回路網から容易に利用出来る電
力よりも多くなり、電力周波数が定格周波数より下方に
ドリフトする。１日の他の期間の間、電力会社は顧客が
必要とするよりも多くの電力を供給しており、こういう
電力会社は、電力周波数を定格周波数より上方にドリフ
トするに任せている。従って、電力消費者は、毎日のエ
ネルギ使用量が多い何時間というような長期間に互る比
較的大きな周波数変動を持つ電力回路網の影響を受け
る。
【００２１】負荷周波数が変動する用途では、タービン
−発電機装置は、負荷の変化する周波数と合わせなけれ
ばならない。長期間の周波数ドリフトを持つ電力回路網
の系統では、負荷の周波数が定格周波数から５％又はそ
れ以上も変動する間、タービン−発電機装置を運転状態
に保つことが要求されることがある。この為、タービン
−発電機装置の制御装置は、出力電力周波数のこういう
変動に対処するように、装置の運転を調節することが必
要になる。
−発電機装置は、負荷の変化する周波数と合わせなけれ
ばならない。長期間の周波数ドリフトを持つ電力回路網
の系統では、負荷の周波数が定格周波数から５％又はそ
れ以上も変動する間、タービン−発電機装置を運転状態
に保つことが要求されることがある。この為、タービン
−発電機装置の制御装置は、出力電力周波数のこういう
変動に対処するように、装置の運転を調節することが必
要になる。
【００２２】従来、例えば定格周波数から±５％という
ような、負荷周波数の比較的大きな変動に対する補償
は、通常の超過速度引はずし設定点、バケット制約及び
その他の制約からの変動を求めることによって行われて
きた。こういう過去の慣習は、速度誤差フィルタの不感
帯を拡げることを含んでいた。不感帯フィルタにより、
制御装置は、速度設定点から±０．５％というようなタ
ービン速度の小さな変化を無視するようになる。不感帯
フィルタを例えば±１．５％に拡げると、ドループ調速
機によって何の補償も行われないタービン速度の変動の
範囲が増加する。しかし、不感帯が広いフィルタは、負
荷の排除の後というようなタービン速度の速い加速に対
して、ドループ調速機が反応するのを遅らせることがあ
る。この遅れの為、速い加速を生ずるタービンは、超過
速度引はずし設定点を超えることがある。
ような、負荷周波数の比較的大きな変動に対する補償
は、通常の超過速度引はずし設定点、バケット制約及び
その他の制約からの変動を求めることによって行われて
きた。こういう過去の慣習は、速度誤差フィルタの不感
帯を拡げることを含んでいた。不感帯フィルタにより、
制御装置は、速度設定点から±０．５％というようなタ
ービン速度の小さな変化を無視するようになる。不感帯
フィルタを例えば±１．５％に拡げると、ドループ調速
機によって何の補償も行われないタービン速度の変動の
範囲が増加する。しかし、不感帯が広いフィルタは、負
荷の排除の後というようなタービン速度の速い加速に対
して、ドループ調速機が反応するのを遅らせることがあ
る。この遅れの為、速い加速を生ずるタービンは、超過
速度引はずし設定点を超えることがある。
【００２３】この他の従来の方式は、負荷周波数の変動
に釣合うように、タービンの速度設定点を調節すること
であった。速度設定点を繰返して調節することは、超過
速度制御応答を変えるので、危険になる惧れがある。こ
の他の従来の方式は、速い超過速度制御応答を防止する
為に、ドループ制御装置と使う為にタービン周波数を多
重勾配で特長づけ、実際の負荷周波数及び定格の負荷周
波数の間の差に基づいて、負荷基準設定点の補正を追加
することであった。こういう従来の方式は、速度基準及
び負荷基準の設定点が過大な値になる惧れがあり、これ
はワインドアップとも呼ばれるが、これは超過周波数範
囲に互って超過速度制御が失われることに通ずる。従っ
て、タービン−発電機装置に対する定格周波数からの比
較的大きな変動に対処する蒸気タービン制御装置に対し
て長い間感じられている必要があった。
に釣合うように、タービンの速度設定点を調節すること
であった。速度設定点を繰返して調節することは、超過
速度制御応答を変えるので、危険になる惧れがある。こ
の他の従来の方式は、速い超過速度制御応答を防止する
為に、ドループ制御装置と使う為にタービン周波数を多
重勾配で特長づけ、実際の負荷周波数及び定格の負荷周
波数の間の差に基づいて、負荷基準設定点の補正を追加
することであった。こういう従来の方式は、速度基準及
び負荷基準の設定点が過大な値になる惧れがあり、これ
はワインドアップとも呼ばれるが、これは超過周波数範
囲に互って超過速度制御が失われることに通ずる。従っ
て、タービン−発電機装置に対する定格周波数からの比
較的大きな変動に対処する蒸気タービン制御装置に対し
て長い間感じられている必要があった。
【００２４】
【発明の説明】この発明は、１００％定格負荷で運転す
ることが出来るようにし、電気系統の周波数設定点を、
定格周波数又は速度設定点の９５％乃至１０５％の間と
いうように大幅に変えることが出来るようにする、蒸気
タービンに対する速度／負荷制御装置、例えばドループ
調速機である。この発明を用いると、タービン速度及び
負荷基準設定点のワインドアップ（周波数範囲に互る超
過速度制御が出来なくなるという危険の惧れ）が避けら
れる。ドループ調速機は、負荷周波数及びタービン速度
のゆっくりした変化及び変動を許すが、周波数変化が実
質的に急速であるときは、素早く反応する。
ることが出来るようにし、電気系統の周波数設定点を、
定格周波数又は速度設定点の９５％乃至１０５％の間と
いうように大幅に変えることが出来るようにする、蒸気
タービンに対する速度／負荷制御装置、例えばドループ
調速機である。この発明を用いると、タービン速度及び
負荷基準設定点のワインドアップ（周波数範囲に互る超
過速度制御が出来なくなるという危険の惧れ）が避けら
れる。ドループ調速機は、負荷周波数及びタービン速度
のゆっくりした変化及び変動を許すが、周波数変化が実
質的に急速であるときは、素早く反応する。
【００２５】この発明では、タービン−発電機装置の加
速及び負荷に対する同期に対して速度設定点が使われ
る。負荷基準設定点は、同期の後、蒸気タービン発電機
に負荷をかける為の負荷設定点を設定するのに使われ
る。特に、ドループ調速機は、負荷周波数のゆっくりし
た変化の広い範囲に互って、蒸気弁を広く開いたま丶に
することが出来る（そしてタービンを通る蒸気を最大に
することが出来る）ようにする。ドループ調速機は、突
然の大きな周波数変化が起こったとき、高い利得で弁を
素早く調節して、タービンを通る蒸気の流量を減らすこ
とにより、蒸気タービンを過大な超過速度に対して保護
する。
速及び負荷に対する同期に対して速度設定点が使われ
る。負荷基準設定点は、同期の後、蒸気タービン発電機
に負荷をかける為の負荷設定点を設定するのに使われ
る。特に、ドループ調速機は、負荷周波数のゆっくりし
た変化の広い範囲に互って、蒸気弁を広く開いたま丶に
することが出来る（そしてタービンを通る蒸気を最大に
することが出来る）ようにする。ドループ調速機は、突
然の大きな周波数変化が起こったとき、高い利得で弁を
素早く調節して、タービンを通る蒸気の流量を減らすこ
とにより、蒸気タービンを過大な超過速度に対して保護
する。
【００２６】好ましい実施例では、この発明は、２つの
周波数誤差利得（ドループ）を持つ速度ループ・ドルー
プ調速機に関する。第１の利得（速い変化）は、定格値
の一定の周波数を持つ負荷に対して使われる従来の高い
利得であってよい。第１の利得（これは従来のドループ
調速機の設定である）だけを使うとき、第１の利得の高
い速度により、ドループ調速機は、タービンの速度が定
格速度設定点から離れる向きにドリフトする場合、ター
ビンに対する蒸気流量を変えさせる。第２の利得（ゆっ
くりした変化）は小さい利得であって、ドループ調速機
が、定格速度設定点の前後でのタービン速度の広い範囲
を許容するようにする。
周波数誤差利得（ドループ）を持つ速度ループ・ドルー
プ調速機に関する。第１の利得（速い変化）は、定格値
の一定の周波数を持つ負荷に対して使われる従来の高い
利得であってよい。第１の利得（これは従来のドループ
調速機の設定である）だけを使うとき、第１の利得の高
い速度により、ドループ調速機は、タービンの速度が定
格速度設定点から離れる向きにドリフトする場合、ター
ビンに対する蒸気流量を変えさせる。第２の利得（ゆっ
くりした変化）は小さい利得であって、ドループ調速機
が、定格速度設定点の前後でのタービン速度の広い範囲
を許容するようにする。
【００２７】タービンのオペレータは、ドループ調速機
に第１の利得又は第２の利得のどれを使うかを選択す
る。第２の利得は、主にタービン−発電機装置が速度設
定点から離れて運転することを許し、こうして特に負荷
が定格周波数からゆっくりとドリフトするとき、負荷の
周波数に合わせようとするものである。第２の利得が選
択されたとき、ドループ調速機は引き続いて第１の利得
（高い利得）を使って、負荷周波数の急速な変化に反応
し、タービンがあまりに速く加速されないように保証す
る。この為、ドループ調速機は、ゆっくりした周波数−
速度変化に対する低い利得（第２）及び電気系統から負
荷に加わる突然の大きな周波数変化に対する大きな利得
（第１）を使う上で、２つの利得の間を行ったり来たり
する。更に、ドループ調速機は、タービン−発電機装置
に対する負荷が無くなったときのように、負荷遮断の場
合、超過速度制御を行う。
に第１の利得又は第２の利得のどれを使うかを選択す
る。第２の利得は、主にタービン−発電機装置が速度設
定点から離れて運転することを許し、こうして特に負荷
が定格周波数からゆっくりとドリフトするとき、負荷の
周波数に合わせようとするものである。第２の利得が選
択されたとき、ドループ調速機は引き続いて第１の利得
（高い利得）を使って、負荷周波数の急速な変化に反応
し、タービンがあまりに速く加速されないように保証す
る。この為、ドループ調速機は、ゆっくりした周波数−
速度変化に対する低い利得（第２）及び電気系統から負
荷に加わる突然の大きな周波数変化に対する大きな利得
（第１）を使う上で、２つの利得の間を行ったり来たり
する。更に、ドループ調速機は、タービン−発電機装置
に対する負荷が無くなったときのように、負荷遮断の場
合、超過速度制御を行う。
【００２８】
【発明の詳しい説明】この発明の好ましいモードが図面
に示されている。
に示されている。
【００２９】図１は、２つの部分から成る蒸気タービン
１０と、電力回路網１４に電気的に結合された発電機１
２から成る装置の略図である。回路網がタービン装置及
びその他の発電機装置１５によって発生された電力を電
力消費者１６に配電する。タービンが、ボイラのような
蒸気源１７、蒸気入口導管１８及び蒸気入口弁２０を含
む。蒸気が復水器２２に排出される。更に、どちらも制
御装置によって作動される蒸気再熱器３０及びタービン
遮断弁２４のような、タービン及びボイラに対するこの
他の部品があってもよい。
１０と、電力回路網１４に電気的に結合された発電機１
２から成る装置の略図である。回路網がタービン装置及
びその他の発電機装置１５によって発生された電力を電
力消費者１６に配電する。タービンが、ボイラのような
蒸気源１７、蒸気入口導管１８及び蒸気入口弁２０を含
む。蒸気が復水器２２に排出される。更に、どちらも制
御装置によって作動される蒸気再熱器３０及びタービン
遮断弁２４のような、タービン及びボイラに対するこの
他の部品があってもよい。
【００３０】蒸気タービン制御装置２６は、弁の位置を
開位置（これは蒸気が弁を通過出来るようにする）から
閉位置（これは蒸気の通過を阻止する）並びに全閉及び
全開の間の全ての位置に調節することにより、入口弁２
０を作動する。入口弁の位置を調節することにより、タ
ービンを通過する蒸気の量が制御され、これによってタ
ービン及びその出力軸２８の回転速度が調節される。
開位置（これは蒸気が弁を通過出来るようにする）から
閉位置（これは蒸気の通過を阻止する）並びに全閉及び
全開の間の全ての位置に調節することにより、入口弁２
０を作動する。入口弁の位置を調節することにより、タ
ービンを通過する蒸気の量が制御され、これによってタ
ービン及びその出力軸２８の回転速度が調節される。
【００３１】図２はゼネラル・エレクトリック（ＧＥ）
マークＶ蒸気タービン制御装置のような蒸気タービン制
御装置に対する速度制御装置３２の簡略ブロック図であ
る。制御装置の機能を機能的な論理装置及び回路の場合
について説明するが、これらの装置及び回路は結線回
路、ソフトウエア並びに／又はファームウエアで実現す
ることが出来る。制御装置３２は蒸気タービン制御装置
２６全体の一部分である。タービン制御装置の他の部分
は普通のものであって、よく知られている。
マークＶ蒸気タービン制御装置のような蒸気タービン制
御装置に対する速度制御装置３２の簡略ブロック図であ
る。制御装置の機能を機能的な論理装置及び回路の場合
について説明するが、これらの装置及び回路は結線回
路、ソフトウエア並びに／又はファームウエアで実現す
ることが出来る。制御装置３２は蒸気タービン制御装置
２６全体の一部分である。タービン制御装置の他の部分
は普通のものであって、よく知られている。
【００３２】速度制御論理装置３４が、速度基準設定点
信号３６（ＴＮＨＲ）をタービンの実際の回転速度３８
（ＴＮＨ）と比較する。速度設定点は、タービン−発電
機装置に適用される負荷周波数（「定格周波数」）及び
装置の動作限界に基づいて、タービンに対して選ばれ
る。更に、この設定点は、タービン−発電機装置の通常
の動作中、たとえ負荷の周波数要求が定格周波数からド
リフトしても、一般的に一定のま丶にする。従って、こ
の変動が負荷の定格周波数の１０５％から９５％までに
互った場合でも、負荷周波数の変動に合わせて設定点を
調節する必要がない。
信号３６（ＴＮＨＲ）をタービンの実際の回転速度３８
（ＴＮＨ）と比較する。速度設定点は、タービン−発電
機装置に適用される負荷周波数（「定格周波数」）及び
装置の動作限界に基づいて、タービンに対して選ばれ
る。更に、この設定点は、タービン−発電機装置の通常
の動作中、たとえ負荷の周波数要求が定格周波数からド
リフトしても、一般的に一定のま丶にする。従って、こ
の変動が負荷の定格周波数の１０５％から９５％までに
互った場合でも、負荷周波数の変動に合わせて設定点を
調節する必要がない。
【００３３】速度制御論理装置３４が、ジッタ、小振幅
の負荷変動、及び速度制御装置が無視すべきこの他の短
期的な状態に由るような負荷の周波数の小さな変動をフ
ィルタ作用で除く。実際の速度ＴＮＨと速度基準ＴＮＨ
Ｒの間の差が、速度制御装置３４によってフィルタ処理
速度誤差信号４０（ＴＮＨＥＤ）に変換される。速度誤
差信号４０が速度制御論理装置によって発生される。
の負荷変動、及び速度制御装置が無視すべきこの他の短
期的な状態に由るような負荷の周波数の小さな変動をフ
ィルタ作用で除く。実際の速度ＴＮＨと速度基準ＴＮＨ
Ｒの間の差が、速度制御装置３４によってフィルタ処理
速度誤差信号４０（ＴＮＨＥＤ）に変換される。速度誤
差信号４０が速度制御論理装置によって発生される。
【００３４】速度誤差信号（ＴＮＨＥＤ）に対して選択
可能な利得４２が適用される。この利得は、タービンの
オペレータが選択し得る。この利得は、定格周波数で
（又はその近くで）動作し、大きな周波数偏移を生じな
い負荷に対して使われる普通の利得４４であってよい。
この普通の利得は、例えば、タービンの速度が定格速度
の１０５％を超える場合、蒸気入口弁を完全に閉じる
（従って、タービンの運転を停止する）５％速度調整
（調整率は利得の逆数）を加えるものであってよい。５
％速度調整を用いると、制御装置は、タービン速度が１
％増加する度に、蒸気入口弁の開口位置を２０％少なく
する。負荷周波数の変動を更に大きく許容する第２の
（ゆっくりした変化に対する）利得４６を選択すること
が出来る。一例としての第２の利得は、タービンの速度
が定格速度の１２０％を超える場合、蒸気入口弁を完全
に閉じる（従って、タービンの運転を停止する）２０％
速度調整を加える。２０％速度調整を用いると、制御装
置３２は、タービン速度が１％増加する毎に、蒸気入口
弁の開口位置を５％だけ減らす。従って、タービン速度
３８がタービン定格速度３６の１０５％に増加するよう
に負荷の周波数がドリフトした場合、制御装置が２０％
速度調整４６で動作していれば、タービンは引き続いて
その速度で運転される。これと対照的に、５％速度調整
４４しか使っていないとすれば、１０５％に速度上昇す
ると、制御装置はタービンの運転を停止する。
可能な利得４２が適用される。この利得は、タービンの
オペレータが選択し得る。この利得は、定格周波数で
（又はその近くで）動作し、大きな周波数偏移を生じな
い負荷に対して使われる普通の利得４４であってよい。
この普通の利得は、例えば、タービンの速度が定格速度
の１０５％を超える場合、蒸気入口弁を完全に閉じる
（従って、タービンの運転を停止する）５％速度調整
（調整率は利得の逆数）を加えるものであってよい。５
％速度調整を用いると、制御装置は、タービン速度が１
％増加する度に、蒸気入口弁の開口位置を２０％少なく
する。負荷周波数の変動を更に大きく許容する第２の
（ゆっくりした変化に対する）利得４６を選択すること
が出来る。一例としての第２の利得は、タービンの速度
が定格速度の１２０％を超える場合、蒸気入口弁を完全
に閉じる（従って、タービンの運転を停止する）２０％
速度調整を加える。２０％速度調整を用いると、制御装
置３２は、タービン速度が１％増加する毎に、蒸気入口
弁の開口位置を５％だけ減らす。従って、タービン速度
３８がタービン定格速度３６の１０５％に増加するよう
に負荷の周波数がドリフトした場合、制御装置が２０％
速度調整４６で動作していれば、タービンは引き続いて
その速度で運転される。これと対照的に、５％速度調整
４４しか使っていないとすれば、１０５％に速度上昇す
ると、制御装置はタービンの運転を停止する。
【００３５】図２に示すように、制御装置３２が可変ド
ループ機能のオペレータ選択部４０を含む。ドループ利
得は、５％速度調整利得（ＫＴＮＥ＿Ｇ）（４６）及び
２０％速度調整利得（ＫＴＮＥ＿Ｇ短期）（４４）であ
る。これらの利得は例であり、この発明の別の実施例で
は、例えば選択し得る利得の数及びそのレートの点で、
異なっていてもよい。更に、利得（例えば２０％或いは
５％）はオペレータが調節し得るものであってもよい
し、或いはタービンの製造業者がこれらのレートを設定
してもよい。更に、５％速度調整利得は、負荷の周波
数、従ってタービン速度に対するゆっくりした変化（例
えば長期）を補償する為に（選択されたときの）制御装
置によって適用されるという意味で、「長期」レートで
ある。（２０％利得が選択されたとき）５％速度調整も
使って、急速な周波数及び速度の変化に対してタービン
速度を補償する。（負荷が排除されるか或いはその他の
形でタービンから切離された場合に起こるように）ター
ビンが急速に加速し始める場合、制御装置は５％速度調
整を適用して、蒸気入口弁を速やかに閉じ、タービンが
超過速度に走ることを避ける。
ループ機能のオペレータ選択部４０を含む。ドループ利
得は、５％速度調整利得（ＫＴＮＥ＿Ｇ）（４６）及び
２０％速度調整利得（ＫＴＮＥ＿Ｇ短期）（４４）であ
る。これらの利得は例であり、この発明の別の実施例で
は、例えば選択し得る利得の数及びそのレートの点で、
異なっていてもよい。更に、利得（例えば２０％或いは
５％）はオペレータが調節し得るものであってもよい
し、或いはタービンの製造業者がこれらのレートを設定
してもよい。更に、５％速度調整利得は、負荷の周波
数、従ってタービン速度に対するゆっくりした変化（例
えば長期）を補償する為に（選択されたときの）制御装
置によって適用されるという意味で、「長期」レートで
ある。（２０％利得が選択されたとき）５％速度調整も
使って、急速な周波数及び速度の変化に対してタービン
速度を補償する。（負荷が排除されるか或いはその他の
形でタービンから切離された場合に起こるように）ター
ビンが急速に加速し始める場合、制御装置は５％速度調
整を適用して、蒸気入口弁を速やかに閉じ、タービンが
超過速度に走ることを避ける。
【００３６】選択された速度調整レートが利得装置４
８、例えば線形掛算器に加えられる。利得装置４８は、
選択された速度調整利得レート４２に比例して、速度誤
差信号４０（ＴＮＨＥＤ）を調節する。利得装置４８が
無補正速度＊利得信号５０を発生する。この無補正速度
＊利得信号が、オペレータによって選択された速度調整
レート（４４又は４６）に応じて、更に処理される。具
体的に言うと、短期レートが選択され、例えば５％速度
調整が選択された場合、制御装置にある利得選択スイッ
チ５２が無補正速度＊利得信号５０を、遅延装置５６を
迂回させて、線５４、及び加算論理装置５８を介して補
正速度＊利得信号（ＴＮＨＥＸ）６０として通す。通常
の速度調整速度４６が選択されたとき（これは負荷が実
質的な周波数変動を生じていないときに起こる）、無補
正速度−利得信号には何の補正も必要としない。これ
は、この信号は既にタービンの急速な加速を補償するよ
うに十分応答出来るからである。従って、加算装置５８
は無補正速度＊利得信号５０を調節しない。加算装置
は、通常の（速い変化に対する）利得が選択されたと
き、不作動にする、例えばターンオフすることが出来
る。
８、例えば線形掛算器に加えられる。利得装置４８は、
選択された速度調整利得レート４２に比例して、速度誤
差信号４０（ＴＮＨＥＤ）を調節する。利得装置４８が
無補正速度＊利得信号５０を発生する。この無補正速度
＊利得信号が、オペレータによって選択された速度調整
レート（４４又は４６）に応じて、更に処理される。具
体的に言うと、短期レートが選択され、例えば５％速度
調整が選択された場合、制御装置にある利得選択スイッ
チ５２が無補正速度＊利得信号５０を、遅延装置５６を
迂回させて、線５４、及び加算論理装置５８を介して補
正速度＊利得信号（ＴＮＨＥＸ）６０として通す。通常
の速度調整速度４６が選択されたとき（これは負荷が実
質的な周波数変動を生じていないときに起こる）、無補
正速度−利得信号には何の補正も必要としない。これ
は、この信号は既にタービンの急速な加速を補償するよ
うに十分応答出来るからである。従って、加算装置５８
は無補正速度＊利得信号５０を調節しない。加算装置
は、通常の（速い変化に対する）利得が選択されたと
き、不作動にする、例えばターンオフすることが出来
る。
【００３７】長期速度利得レート４６、例えば、５％が
選択された場合、その結果得られた無補正＊利得信号５
０は、タービン速度の急速な加速を補償するように更に
調節される。実際、タービン速度の急速な加速を補償す
るのに不十分なあらゆる速度調整レートに対し、タービ
ンの急速な加速を正しく補償するように無補正速度＊利
得信号を調節することが出来るような補正が役に立つこ
とがある。長期速度調整レート４６が選択されたとき、
利得スイッチ５２を開いて、遅延装置側路線５４を切
り、ランプ（遅延）装置５６及びそれに関連したタービ
ン速度補償装置６２を作動する。
選択された場合、その結果得られた無補正＊利得信号５
０は、タービン速度の急速な加速を補償するように更に
調節される。実際、タービン速度の急速な加速を補償す
るのに不十分なあらゆる速度調整レートに対し、タービ
ンの急速な加速を正しく補償するように無補正速度＊利
得信号を調節することが出来るような補正が役に立つこ
とがある。長期速度調整レート４６が選択されたとき、
利得スイッチ５２を開いて、遅延装置側路線５４を切
り、ランプ（遅延）装置５６及びそれに関連したタービ
ン速度補償装置６２を作動する。
【００３８】無補正速度＊利得信号５０を補正して、タ
ービンの急速な加速を補償する為に、速度変化率信号６
４を発生して、速度＊利得信号を調節する為に印加す
る。無補正速度＊利得信号５０がランプ装置５６に印加
され、このランプ装置がランプ形速度＊利得信号６６を
発生する。ランプ機能装置５６は、その出力６６が入力
５０と同じ値に達するまで、速度＊利得信号５０に対し
て一定の変化率６８を適用する。例えば、無補正速度＊
利得信号５０の突然の大きな変化（これは負荷が部分的
に排除されたか、或いは大きな負荷が突然に追加された
ことを表す）は、ランプ機能により、一定の変化率
（Ｋ）６８に比例して遅延させられる。これと対照的
に、ゆっくりと変化する速度＊利得信号５０は実質的に
遅延させない。ランプ装置５６のランプは、タービンの
製造業者又は発電所技術者によって選択される率（Ｋ）
６８に対応する勾配を持っている。この率６８は、無補
正速度＊利得信号５０の１％毎に５秒というような、単
位速度基準信号毎の単位時間の比である。
ービンの急速な加速を補償する為に、速度変化率信号６
４を発生して、速度＊利得信号を調節する為に印加す
る。無補正速度＊利得信号５０がランプ装置５６に印加
され、このランプ装置がランプ形速度＊利得信号６６を
発生する。ランプ機能装置５６は、その出力６６が入力
５０と同じ値に達するまで、速度＊利得信号５０に対し
て一定の変化率６８を適用する。例えば、無補正速度＊
利得信号５０の突然の大きな変化（これは負荷が部分的
に排除されたか、或いは大きな負荷が突然に追加された
ことを表す）は、ランプ機能により、一定の変化率
（Ｋ）６８に比例して遅延させられる。これと対照的
に、ゆっくりと変化する速度＊利得信号５０は実質的に
遅延させない。ランプ装置５６のランプは、タービンの
製造業者又は発電所技術者によって選択される率（Ｋ）
６８に対応する勾配を持っている。この率６８は、無補
正速度＊利得信号５０の１％毎に５秒というような、単
位速度基準信号毎の単位時間の比である。
【００３９】率（Ｋ＝１／５）が１％速度＊利得信号毎
に５秒であれば、速度＊利得信号の１０％の階段形の変
化（これは速度誤差信号（ＴＮＨＥＤ）の２％の階段形
の変化及び５％の利得に対応する）は、遅延速度誤差信
号６６としてランプ装置５６から出力されるまでに、５
０秒（１０％＊１／５）だけ遅延させられる。しかし、
速度＊利得信号５０のこの１０％の変化が、５０秒の期
間に互ってゆっくりと起こる場合、実質的な時間遅延は
起こらず、信号５０及び６６は同じ値を持ち、信号６４
はゼロに等しい。無補正速度＊利得信号５０の１０％の
階段形の変化は、ランプ装置に入力される無補正速度＊
利得信号と、ランプ形（出力）速度＊利得信号の間の１
０％の差に相当する。速度＊利得信号５０と遅延速度＊
利得信号６６の間のこの差が、差論理装置７０によって
決定され、この装置が差信号６４（これはタービン速度
の変化率及びタービンの加速度／減速度を表す）を発生
し、これが第２の利得論理装置７４に入力される。現在
の信号及び遅延信号の間の差は、タービン速度の変化率
（例えば、加速度）を表す。
に５秒であれば、速度＊利得信号の１０％の階段形の変
化（これは速度誤差信号（ＴＮＨＥＤ）の２％の階段形
の変化及び５％の利得に対応する）は、遅延速度誤差信
号６６としてランプ装置５６から出力されるまでに、５
０秒（１０％＊１／５）だけ遅延させられる。しかし、
速度＊利得信号５０のこの１０％の変化が、５０秒の期
間に互ってゆっくりと起こる場合、実質的な時間遅延は
起こらず、信号５０及び６６は同じ値を持ち、信号６４
はゼロに等しい。無補正速度＊利得信号５０の１０％の
階段形の変化は、ランプ装置に入力される無補正速度＊
利得信号と、ランプ形（出力）速度＊利得信号の間の１
０％の差に相当する。速度＊利得信号５０と遅延速度＊
利得信号６６の間のこの差が、差論理装置７０によって
決定され、この装置が差信号６４（これはタービン速度
の変化率及びタービンの加速度／減速度を表す）を発生
し、これが第２の利得論理装置７４に入力される。現在
の信号及び遅延信号の間の差は、タービン速度の変化率
（例えば、加速度）を表す。
【００４０】大きな差信号６４は、回路網周波数の変化
を支援する為に、ドループ調速機３２による強力な応答
が必要であることを示唆する。速い変化の利得４４によ
り、タービン調速機は周波数を補正する為に更に素早く
反応する。ゆっくりした変化の利得４６は、超過速度状
態を避ける為に強力に反応するように調速機をトリガー
することがない。
を支援する為に、ドループ調速機３２による強力な応答
が必要であることを示唆する。速い変化の利得４４によ
り、タービン調速機は周波数を補正する為に更に素早く
反応する。ゆっくりした変化の利得４６は、超過速度状
態を避ける為に強力に反応するように調速機をトリガー
することがない。
【００４１】加速利得７６が、短期（又は通常使われて
いる）速度調整利得、例えば５％のレートに対応する差
信号に適用される。即ち、差信号６４は、既に短期利得
４４を反映している速度＊利得信号に基づいている。こ
の為、差信号６４に適用すべき利得は、短期速度調整レ
ート及び長期速度調整レートの比に比例していなければ
ならない。この比７８が論理装置７６で決定され、論理
装置７６は、短期及び長期の速度利得レートの比、例え
ば２０％を５％で除した４に等しい比を決定する。この
比が第２の利得装置７４で利得速度７８として適用さ
れ、第２の利得装置７４はこの比に現在対遅延速度＊利
得差信号６４を乗じ、速度＊利得補正信号８０を発生す
る。
いる）速度調整利得、例えば５％のレートに対応する差
信号に適用される。即ち、差信号６４は、既に短期利得
４４を反映している速度＊利得信号に基づいている。こ
の為、差信号６４に適用すべき利得は、短期速度調整レ
ート及び長期速度調整レートの比に比例していなければ
ならない。この比７８が論理装置７６で決定され、論理
装置７６は、短期及び長期の速度利得レートの比、例え
ば２０％を５％で除した４に等しい比を決定する。この
比が第２の利得装置７４で利得速度７８として適用さ
れ、第２の利得装置７４はこの比に現在対遅延速度＊利
得差信号６４を乗じ、速度＊利得補正信号８０を発生す
る。
【００４２】速度＊利得補正信号８０が加算装置５８で
無補正速度＊利得信号と加算される。速度＊利得補正信
号は、特にタービン速度が急速に加速されているとき、
無補正速度＊利得信号より大きいことがある。実際、タ
ービンが急速に加速されているとき、速度＊利得補正信
号８０は、ドループ調速機３２によって速やかに蒸気入
口弁を閉じさせ、こうしてタービンが超過速度になるの
を防止するように、無補正速度＊利得信号６６を取消そ
うとするものである。
無補正速度＊利得信号と加算される。速度＊利得補正信
号は、特にタービン速度が急速に加速されているとき、
無補正速度＊利得信号より大きいことがある。実際、タ
ービンが急速に加速されているとき、速度＊利得補正信
号８０は、ドループ調速機３２によって速やかに蒸気入
口弁を閉じさせ、こうしてタービンが超過速度になるの
を防止するように、無補正速度＊利得信号６６を取消そ
うとするものである。
【００４３】加算装置の出力６０が補正速度＊利得信号
（ＴＮＨＥＸ）である。図３に示すように、補正速度＊
利得信号（ＴＮＨＥＸ）は、例えば「一定速度誤差不感
帯」論理装置８２によって更に処理することが出来る。
この論理装置は、定格周波数の上下に不感帯を設定し、
小さな速度＊利得信号をフィルタ作用で除き、フィルタ
処理補正速度＊利得信号８５を発生する。例えば、不感
帯論理装置は、定格速度設定点の０．５％以内の速度誤
差信号より低いというような、ある閾値レベルより小さ
い速度＊利得信号をフィルタ作用によって除くことが出
来る。この代わりに、この不感帯フィルタを速度制御装
置３４に取入れ、速度誤差信号（ＴＮＨＥＤ）に直接的
に適用してもよい。
（ＴＮＨＥＸ）である。図３に示すように、補正速度＊
利得信号（ＴＮＨＥＸ）は、例えば「一定速度誤差不感
帯」論理装置８２によって更に処理することが出来る。
この論理装置は、定格周波数の上下に不感帯を設定し、
小さな速度＊利得信号をフィルタ作用で除き、フィルタ
処理補正速度＊利得信号８５を発生する。例えば、不感
帯論理装置は、定格速度設定点の０．５％以内の速度誤
差信号より低いというような、ある閾値レベルより小さ
い速度＊利得信号をフィルタ作用によって除くことが出
来る。この代わりに、この不感帯フィルタを速度制御装
置３４に取入れ、速度誤差信号（ＴＮＨＥＤ）に直接的
に適用してもよい。
【００４４】補正速度＊利得信号は、不感帯フィルタに
よって処理された後、加算装置８３で負荷基準信号８４
と加算される（加算又は減算）。負荷基準信号（これは
負荷設定点とも呼ぶ）は、タービン負荷を調節する為に
タービンのオペレータによって使われている。
よって処理された後、加算装置８３で負荷基準信号８４
と加算される（加算又は減算）。負荷基準信号（これは
負荷設定点とも呼ぶ）は、タービン負荷を調節する為に
タービンのオペレータによって使われている。
【００４５】加算装置８３がタービン速度（補正速度＊
利得信号に基づく）及び電力制御（負荷基準信号に基づ
く）を組合わせた信号（ＴＰＷＲ）を発生する。更に、
加算装置８３には制限信号のような他の機能も入ってい
る。信号８６が制御装置によって蒸気弁の設定を調節す
る為に用いられ、この設定によってタービンを通る蒸気
の流量を調整する。例えば、入口弁２０の開口を小さく
することにより、タービンに入る蒸気の量が減らされ、
タービン−発電機装置が発生する電力が一層小さくな
る。
利得信号に基づく）及び電力制御（負荷基準信号に基づ
く）を組合わせた信号（ＴＰＷＲ）を発生する。更に、
加算装置８３には制限信号のような他の機能も入ってい
る。信号８６が制御装置によって蒸気弁の設定を調節す
る為に用いられ、この設定によってタービンを通る蒸気
の流量を調整する。例えば、入口弁２０の開口を小さく
することにより、タービンに入る蒸気の量が減らされ、
タービン−発電機装置が発生する電力が一層小さくな
る。
【００４６】この発明を最も実用的で好ましい実施例と
現在考えられるものについて説明したが、この発明がこ
こに開示した実施例に制限されず、特許請求の範囲に含
まれる種々の変更及び均等物をも含むものであることを
承知されたい。
現在考えられるものについて説明したが、この発明がこ
こに開示した実施例に制限されず、特許請求の範囲に含
まれる種々の変更及び均等物をも含むものであることを
承知されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】電力回路網に結合された蒸気タービン装置の略
図。
図。
【図２】この発明の好ましい実施例によるタービン制御
装置の簡略ブロック図。
装置の簡略ブロック図。
【図３】この発明の好ましい実施例によるタービン制御
装置の簡略ブロック図。
装置の簡略ブロック図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デビッド・マーク・スチューブナー アメリカ合衆国、ニューヨーク州、デラン ソン、マッジ・ロード、2402番 Ｆターム(参考） 3G071 AA04 AB01 BA02 BA03 DA05 EA02 EA05 EA07 FA01 FA02 GA04 GA05 HA01 HA04 JA02 JA04 5H590 AA23 AB03 BB11 CA01 CC01 CE01 EA07 EA14 EB11 EB17 FA01 FB01 GA10 HA09 HA13
Claims (4)
- 【請求項１】 蒸気弁（２０）を持つ蒸気タービン（１
０）を制御する方法に於て、 イ）タービンの実際の回転速度及びタービン速度基準
（３６）の間の差を表す差信号（４０）を発生し、 ロ）前記差信号に第１の利得（４６）を適用して無補正
速度−利得信号（５０）を発生し、 ハ）タービン速度の変化を表す加速度信号（６４）を発
生し、 ニ）前記加速度信号に第２の利得（４４）を適用して速
度−利得補正信号（８０）を発生し、 ホ）速度−利得補正信号を使って無補正速度−利得信号
を適用して、補正速度−利得信号（６０）を発生し、 ヘ）前記補正速度−利得信号を使って前記蒸気弁を調節
（８６）する工程を含む方法。 - 【請求項２】 前記加速度信号（６４）が、線形定数に
比例する無補正速度−利得信号（５０）を傾斜形無補正
速度−利得信号（６６）と比較することによって発生さ
れる請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 入口蒸気弁（２０）を持つ蒸気タービン
（１０）に対する制御装置（３２）に於て、入力のター
ビンの実際の回転速度及び入力のタービン速度基準（３
６）の間の差を表す差信号（４０）を出力する速度制御
論理装置と、前記差信号に第１の利得（４６）を適用し
て無補正速度−利得信号（５０）を出力する第１の利得
論理装置（４８）と、タービン加速度信号（６４）を出
力する差論理装置（７０）と、第２の利得（４４、７
６）及び加速度信号を入力として持つと共に速度−利得
補正信号（８０）の出力を持つ第２の利得論理装置（７
４）と、入力としての無補正速度−利得信号及び入力と
しての速度−利得補正信号を持つ共に補正速度−利得信
号（６０）の出力を持つ加算論理装置（５８）と、弁調
節信号（８６）の出力及び補正速度−利得信号（６０）
の入力を持つ論理装置（８２、８３）とを有する制御装
置。 - 【請求項４】 第１の利得が、タービン速度が１％増加
する毎に、蒸気弁を２０％閉じる比を表し、第２の利得
はタービン速度が１％増加する毎に、蒸気弁を５％閉じ
る比を表している請求項３記載の制御装置。
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| US09/619539 | 2000-07-19 | ||
| US09/619,539 US6250877B1 (en) | 2000-07-19 | 2000-07-19 | Steam turbine controller having method and apparatus for providing variable frequency regulation |
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| JP2001217458A Pending JP2002155705A (ja) | 2000-07-19 | 2001-07-18 | 可変周波数調整方法及び装置を備えた蒸気タービン制御装置 |
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