JP2807892B2 - タービン制御装置 - Google Patents

タービン制御装置

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JP2807892B2 JP1063363A JP6336389A JP2807892B2 JP 2807892 B2 JP2807892 B2 JP 2807892B2 JP 1063363 A JP1063363 A JP 1063363A JP 6336389 A JP6336389 A JP 6336389A JP 2807892 B2 JP2807892 B2 JP 2807892B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、タービン制御装置に係り、特に、発電機巻
線等の保護を目的としてなされる負荷ランバックを所定
時間内に確実に完了するためのランバック制御に関する
ものである。
〔従来の技術〕
従来の負荷制限器による負荷ランバックにおいては、
ランバック開始指令が入力されると、負荷制限器がその
開始指令が入力された直前の値から最終値まで、一定の
変化率で負荷を降下させていた。
このように、一定の変化率では、最終値に達するまで
の時間が負荷ランバック完了時間を超えてしまい、発電
機巻線の焼損等を防止できないことも考えられるので、
特開昭55−10821号や特開昭59−190697号等において
は、安定性から制限される最大ランバック速度で最初に
ランバックし、その後に上記一定のランバック速度で負
荷を低下させる方式を提案している。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、これらの方式でも、負荷制限器の出力が負
荷設定値よりも高い位置にあった場合、実際に負荷降下
が開始されるのは、負荷制限器の出力が降下し、前記負
荷設定値より低い値になってからであった。すなわち、
負荷制限値が降下を開始し、負荷設定値と等しくなるま
では、負荷ランバック信号が入力されても、実際の負荷
が降下しない不動時間が生じていた。負荷制限値と負荷
設定値の差は運転の状況により異なるので、前記不動時
間も変化し、負荷ランバック時間が所定の範囲内に完了
せず、発電機巻線の焼損を防止できなくなる等の欠点が
あった。
本発明の目的は、負荷制限値と負荷設定値との差に拘
わらず、ほとんど一定の負荷ランバック時間で発電機の
巻線等を保護できる負荷ランバック機能を有するタービ
ン制御装置を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、上記目的を達成するために、通常は負荷設
定手段からのタービン負荷設定信号PGと負荷制限手段か
らのタービン負荷制限信号PLのうち低い方の信号Pによ
りタービンを制御し、負荷ランバック指令が出されたと
きは負荷制御信号PLを低下させ負荷ランバックを行うタ
ービン制御方法において、負荷ランバック発生時に負荷
制限信号PLを負荷設定信号PGに一致させその負荷設定値
から負荷ランバックを開始するタービン制御方法を提案
するものである。
前記負荷ランバック開始後に、ランバックを速い速度
から遅い速度に切換えることも可能である。
本発明は、さらに、タービン負荷設定信号PGを出力す
る負荷設定手段と、タービン負荷制限信号PLを出力する
負荷制限手段と、前記信号PGおよびPLのうち低い方を選
択しタービン制御信号Pとする低値優先手段とを備えた
タービン制御装置において、負荷制限手段を、負荷ラン
バック指令が出されたときの負荷設定手段の負荷設定信
号PGに追従し、このPGの値から負荷ランバックを開始す
る手段としたタービン制御装置を提案するものである。
見方を変えれば、本発明は、タービン負荷設定信号PG
と負荷制限信号PLとの偏差を検出する回路を備え、ラン
バック要求信号の発生に応じて前記タービン負荷設定信
号PGと負荷制限信号PLとの偏差を速やかに0にするよう
に負荷制限器をランバックするタービン制御装置であ
る。
〔作用〕
本発明においては、負荷ランバック指令信号により、
負荷制限器を負荷制限信号出力状態から負荷設定信号追
従状態に強制的に切換えさせるので、負荷ランバックが
負荷設定値から開始され、従来の不動時間が実質的にな
くなり、負荷ランバックが迅速かつ確実になされる。
なお、この負荷ランバック方式は、一定比率で負荷を
降下させる方式に適用する他に、上記特開昭55−10821
号等のように、複数段階の比率で負荷を降下させる方式
と併用しても十分な効果が得られる。
〔実施例〕
次に、図面を参照して、従来例と対比しながら、本発
明の実施例を説明する。
タービン制御システムの概要を第3図に示す。ボイラ
1で発生した蒸気は、主蒸気止め弁2,加減弁3を通り、
蒸気タービン10に供給される。タービン10は、通常、高
圧タービン11と中圧タービン12と低圧タービン13とを含
んでいる。蒸気は、高圧タービン11で仕事をした後、再
熱器16で再び昇温され、再熱蒸気止め弁17とインタセプ
ト弁18とを通り、さらに中圧タービン12と低圧タービン
13とで仕事をし、復水器19で水となる。蒸気のエネルギ
ーは、タービン10により回転運動に変えられ、発電機20
を回し、電力を系統に供給する。
タービン制御装置22は、タービン10の回転数や負荷等
を制御する。タービンの回転数は、タービン10の回転軸
に取り付けた歯車140の回転数を速度検出器15で計数し
て検出される。また、タービンの負荷は、電力交換器21
により検出される。これらの検出信号は、タービン制御
装置22の入力部23に送られ、演算部25で処理される。演
算部25では、タービンの回転数,負荷等を制御するた
め、、主蒸気止め弁2,加減弁3等の弁位置を演算し、そ
の位置になるように各弁を駆動する信号を作成する。弁
の駆動信号は、出力部24から主蒸気止め弁駆動ユニット
5,加減弁駆動ユニット7等の各弁の駆動ユニットに送ら
れ、それぞれの弁を駆動する。一方、弁の動きは、主蒸
気止め弁位置検出器4,加減弁位置検出器6等の位置検出
器によ検出され、タービン制御装置22の入力部23にフィ
ードバックされて、弁の位置を定位化する。
従来のタービン制御装置22の構成の一部を第4図に示
す。タービン回転数は、速度検出器15により検出され
る。検出された実速度信号Nは、速度設定器31で設定さ
れる設定速度信号N0と被各部32で比較され、その偏差量
ΔN(=N0−N)が、調定率演算部33に伝えられる。調
定率演算部33では、予め設定された速度調定率δに相当
するゲインを掛け、加算部35に伝える。加算部35では、
負荷設定器34で設定された信号P0を加え、負荷信号PGを
作る。
負荷信号PGは、負荷制御器36で設定された負荷制限値
PLと低値優先回路37で比較され、低い方の信号が最終負
荷信号Pとなる。負荷信号Pは、負荷分配部38,42等で
各弁の分担量に応じて配分され、各弁の開度(流量)を
決定し、各弁の位置を制御する。第4図では、これ以降
の部分は、加減弁3に体するもののみを示し、他は省略
してあるが、同様の構成である。負荷分配部38の出力
は、比較部39で弁位置フィードバック信号と比較され、
その偏差信号は、調節制御部40で弁駆動信号Svに変えら
れ、弁駆動ユニット7により加減弁3の開度を調整す
る。加減弁3の開度は、位置検出器6により検出され、
位置変換部41を経て、開度検出値Uとしてフィードバッ
クされ、上記比較部39に与えられる。なお、低値優先回
路37で、負荷信号P0が優先されているときは調速運動と
呼ばれ、負荷制限値PLが優先されているときは負荷制限
運転と呼ばれている。
電力系統に接続されている場合、タービンの出力に従
って、発電機の出力(負荷)も増減することになり、発
電機電力を増加させるには、加減弁3を開き、減少させ
るには加減弁3を閉じる操作を行う。加減弁3は、既に
述べたように、負荷信号Pにより制御され信号Pは負荷
信号PGと負荷制限信号PLの低い方の信号である。すなわ
ち、発電機出力は、負荷信号PGと負荷制限信号PLのうち
低い方の信号により制御される。
発電機は、その巻線温度を一定値以下にするため、固
定子冷却水等による冷却方法を採用している。この冷却
水が断水した場合、巻線の急激な温度上昇により、発電
機巻線が焼損することになる。この焼損を防止するた
め、冷却水の断水等の冷却装置の異常を検出した場合
に、発電機出力を安全な値まで急速に降下させる処置を
実行する。この操作を負荷ランバック制御という。従来
の負荷ランバックは、負荷制限器36を一定比率で下げる
操作により加減弁3を閉じてなされる。
従来の負荷ランバック制御方式の一例を第5図により
説明する。通常、負荷制限器36からの負荷制限信号PLは
負荷設定信号PGより高く設定され、調速運転を行ってい
る。すなわち、負荷設定信号PGが低値優先回路37の出力
負荷信号Pとなり、この負荷信号Pに従って調速運転が
なされている。さて、A時点で、負荷ランバック開始信
号がスイッチ48から入力されると、負荷制限信号PLは一
定の比率で降下し始め、加減弁3を閉じる方向に操作さ
せて、負荷を急速に降下させ発電機巻線を焼損等から保
護する。
この場合、負荷制限信号PLが負荷信号PGと一致するま
での時間Tは、負荷ランバック信号が入力されても負荷
が変化しない不動時間となる。負荷制限信号が負荷信号
からどの程度上に在るかはその時の運転状態により一定
ではないから、不動時間も一定時間とはならない。した
がって、従来の負荷ランバック方式では、負荷ランバッ
ク時間の設定が不正確となり、発電機の保護が確実では
なかった。
この欠点を解消するため、本発明では、第1図に示す
ように、負荷信号PGを負荷制限器36にも取り込むように
して、この負荷制限器36に信号切換え機能を持たせてあ
る。その他の部分の溝成は、第4図の従来例と変わらな
いので、説明を省略する。
本実施例においては、負荷ランバック指令信号がスイ
ッチ48を介して入力されると、第2図に示すように、負
荷制限器36の出力は負荷制限信号PLから負荷信号PGに瞬
時に変えられ、その後は設定された比率で降下すること
になる。
したがって、第5図の従来例と比べて、不動時間Tが
実質的になくなり、負荷ランバックの時間が短縮され、
発電機巻線等の保護が確実になされる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、負荷信号と負荷制限信号との差が運
転状態により変わるような場合でも、負荷ランバック時
間をほぼ一定の短時間にできるので、発電機の巻線等の
保護が十分になされる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるタービン制御装置の一実施例の要
部の構成を示す図、第2図は第1図実施例の動作を説明
する図、第3図は本発明を適用するタービン制御システ
ムの概要を示す図、第4図は従来のタービン制御装置の
一例の構成を示す図、第5図は第4図従来例の動作を説
明する図である。 1……ボイラ、2……主蒸気止め弁、3……加減弁、4
……主蒸気止め弁位置検出器、5……主蒸気止め弁駆動
ユニット、6……加減弁位置検出器、7……加減弁駆動
ユニット、8……インタセプト弁位置検出器、9……イ
ンタセプト弁駆動ユニット、10……蒸気タービン、11…
…高圧タービン、12……中圧タービン、13……低圧ター
ビン、14……歯車、15……速度検出器、16……再熱器、
17……蒸気止め弁、18……インタセプト弁、19……復水
器、20……発電機、21……電力交換器、22……タービン
制御装置、23……入力部、24……出力部、25……演算
部、31……速度設定器、32……比較部、33……調定率演
算部、34……負荷設定器、35……加算部、36……負荷制
限器、37……低値優先回路、38……負荷分配部、39……
比較部、40……調節制御部、41……位置交換部、42……
負荷分配部、43……比較部、46……信号発生部、48……
負荷ランバック指令信号スイッチ。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】通常は負荷設定手段からのタービン負荷設
    定信号PGと負荷制限手段からのタービン負荷制御信号PL
    のうち低い方の信号Pによりタービンを制御し、負荷ラ
    ンバック指令が出されたときは前記負荷制限信号PLを低
    下させ負荷ランバックを行うタービン制御方法におい
    て、 前記負荷ランバック発生時に前記負荷制限信号PLを前記
    負荷設定信号PGに一致させ当該負荷設定値から負荷ラン
    バックを開始することを特徴とするタービン制御方法。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のタービン制御方法におい
    て、 前記負荷ランバック開始後に、ランバックを速い速度か
    ら遅い速度に切換えることを特徴とするタービン制御方
    法。
  3. 【請求項3】タービン負荷設定信号PGを出力する負荷設
    定手段と、タービン負荷制限信号PLを出力する負荷制限
    手段と、前記信号PGおよびPLのうち低い方を選択しター
    ビン制御信号Pとする低値優先手段とを備えたタービン
    制御装置において、 前記負荷制限手段が、負荷ランバック指令が出されたと
    きの前記負荷設定手段の負荷設定信号PGに追従し、当該
    PGの値から負荷ランバックを開始する手段であることを
    特徴とするタービン制御装置。
  4. 【請求項4】請求項3に記載のタービン制御装置におい
    て、 タービン負荷設定信号PGと負荷制限信号PLとの偏差を検
    出する回路を備え、ランバック要求信号の発生に応じて
    前記タービン負荷設定信号PGと負荷制限信号PLとの偏差
    を速やかに0にするように負荷制限器をランバックする
    ことを特徴とするタービン制御装置。
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