JP3368724B2 - 自家発電設備の自動負荷選択遮断装置 - Google Patents
自家発電設備の自動負荷選択遮断装置Info
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- JP3368724B2 JP3368724B2 JP17784295A JP17784295A JP3368724B2 JP 3368724 B2 JP3368724 B2 JP 3368724B2 JP 17784295 A JP17784295 A JP 17784295A JP 17784295 A JP17784295 A JP 17784295A JP 3368724 B2 JP3368724 B2 JP 3368724B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】本発明は、タービン発電機を備え
た自家発電設備の発電能力低下時に自動的に負荷（フィ
ーダ）を選択して遮断する自家発電設備の自動負荷選択
遮断装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】自家発電設備においては、発電機故障ま
たはタービン故障が発生した場合、全停電を避けて重要
負荷へ電力供給を継続するため、負荷（フィーダ）を優
先順位に従って選択遮断している。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、現在の選択遮
断は、故障の原因に重点をおいて行っており、原因がボ
イラまたはスチーム配管の事故の場合には、選択遮断の
対象とはならず、過負荷によってタービンが停止する事
態に陥る。 【０００４】そこで本発明は、上記課題を解決し、ボイ
ラまたはスチーム配管の事故時にも自動的に選択遮断
し、発電機の運転を継続できる自家発電設備の自動負荷
選択遮断装置を提供することを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明は、 定圧運転の
蒸気タービン発電設備を有し、その発電機出力を優先順
位が定められた複数のフィーダに供給する自家発電設備
であって、フィーダを優先順位に従って選択遮断するも
のにおいて、タービン入口蒸気圧力を負荷選択遮断の要
件として取り込み、タービン入口蒸気圧力ＳＰ１〜ＳＰ
３を検出する圧力検出器と、発電機出力ＧＰ１〜ＧＰ３
を検出する電力検出器と、各フィーダの負荷電力Ｐｆ 1
〜Ｐｆ n を検出する複数のフィーダ用電力検出器と、前
記圧力検出器及び各電力検出器の検出値を入力とし、タ
ービン最大出力可能曲線を根拠とする所定の演算処理を
行う演算器を設け、この演算器は前記タービン入口蒸気
圧力ＳＰ１＞ＳＰ２＞ＳＰ３の関係とし、且つこの蒸気
圧力ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３に対応する発電機出力をＧ
Ｐ１、ＧＰ２、ＧＰ３としたとき、ＧＰ２−ＧＰ３＞Ｐ
ｆ 1 時に第１のフィーダを遮断し、ＧＰ２−ＧＰ３＞Ｐ
ｆ 1 ＋Ｐｆ 2 時に第２のフィーダを遮断するための遮断器
トリップ指令を順次出力するよう構成したことを特徴と
する。 【０００６】タービン入口蒸気圧力が最大出力可能曲線
より低い圧力まで低下すると、選択遮断容量と負荷電力
との比較が優先順位の低い方から行われる。その場合、
始めは１本のフィーダの負荷電力、次からは２本，３
本，…のフィーダの負荷電力の和が選択遮断容量と比較
される。選択遮断容量以内であれば、フィーダ用遮断器
に順次トリップ指令が出されて、選択遮断される。この
結果、低下後の圧力で出力可能な発電機出力で運転が継
続される。 【０００７】 【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態を示
す。図中、１は交流発電機、２は蒸気タービン、３は発
電機保護遮断器、４は母線、５1〜５nはこの母線４に接
続したフィーダ、６1〜６nはフィーダ用遮断器、７は前
記発電機１の出力電圧（ＰＴにより検出），電流（ＣＴ
により検出）から電力を求める電力検出器、８1〜８nは
各フィーダ６1〜６nの負荷電力を検出する電力検出器、
９は前記タービン２の入口蒸気圧力を検出して電気信号
に変換する圧力検出器、１０は各電力検出器７，８1〜
８nの検出出力ＧＰ，Ｐｆ1〜Ｐｆnと圧力検出器９の検
出出力ＳＰを入力として所定の演算を行い、該当するフ
ィーダ用遮断器にトリップ指令を出す演算器である。 【０００８】上記演算器１０は、図２に示すタービン最
大出力可能曲線を演算の根拠としている。タービン最大
出力可能曲線は、発電機出力とタービン入口蒸気圧力と
の関係を表しており、横軸に発電機出力ＧＰを、縦軸に
タービン入口蒸気圧力ＳＰを示している。定圧運転の火
力ユニットでは、ボイラの主蒸気圧力を一定に保ち、タ
ービン入口の蒸気加減弁を開閉して蒸気流量を調整する
ことにより、出力を制御している。通常、タービン入口
蒸気圧力ＳＰ１で、余力のある発電機出力、例えば出力
ＧＰ２の運転状態としており、負荷選択遮断容量は複数
段階に設定する。例えば、初段階は（ＧＰ２−ＧＰ３）
に設定している。即ち、タービン入口蒸気圧力が圧力Ｓ
Ｐ１から発電機出力ＧＰ２を出力可能な圧力ＳＰ２より
も低い圧力ＳＰ３に低下した時、その圧力ＳＰ３で出力
可能な発電機出力ＧＰ３まで出力を減少させて運転状態
を維持するために、優先順位の低い方からフィーダを順
次切り離すようにしており、その演算のフロー図を図３
に示す。 【０００９】次に、動作について述べる。蒸気タービン
は、入口蒸気圧力ＳＰ１で定圧運転されており、発電機
の出力に応じて蒸気量が加減される。入口蒸気圧力ＳＰ
は圧力検出器９により、発電機１の出力ＧＰは電力検出
器７によりそれぞれ検出され、演算器１０に入力されて
いる。また、各フィーダ５1〜５nの負荷電力Ｐｆ1〜Ｐ
ｆnは電力検出器８1〜８nから演算器１０に入力されて
いる。 【００１０】演算器１０においては、タービン入口蒸気
圧力ＳＰが設定値ＳＰ２，ＳＰ３と常時比較されており
（ステップＳ１，Ｓ２）、ＳＰ３＜ＳＰ＜ＳＰ２ とな
った場合は、続いて初段階の選択遮断容量とフィーダの
負荷電力（始めに優先順位の低いフィーダ５1の電力Ｐ
ｆ1、次にＰｆ1＋Ｐｆ2、Ｐｆ1＋Ｐｆ2＋Ｐｆ3、…）が
比較され（Ｓ３，Ｓ５）、負荷電力が選択遮断容量以内
であれば、順次フィーダ用遮断器６1，６2，…にトリッ
プ指令が出される（Ｓ４，Ｓ６）。また、初段階の選択
遮断容量を超過したとの判断があった場合（ｎｏの場
合）は、次段階処理に移行し、最終段階処理でのｎｏ判
断で選択動作を終了する（Ｓ７）。この結果、該当する
フィーダ５1，５2，…が切り離される。そして、これに
より、発電機１の運転状態が維持される。 【００１１】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、タービン
入口蒸気圧力を負荷選択遮断の要件として取り込み、圧
力低下が設定範囲内の時に選択遮断容量と負荷電力を比
較し優先順位の低いフィーダから切り離すようにしたの
で、ボイラまたはスチーム配管の事故時にも自動的に選
択遮断し、発電機の運転を継続することができる。
た自家発電設備の発電能力低下時に自動的に負荷（フィ
ーダ）を選択して遮断する自家発電設備の自動負荷選択
遮断装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】自家発電設備においては、発電機故障ま
たはタービン故障が発生した場合、全停電を避けて重要
負荷へ電力供給を継続するため、負荷（フィーダ）を優
先順位に従って選択遮断している。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、現在の選択遮
断は、故障の原因に重点をおいて行っており、原因がボ
イラまたはスチーム配管の事故の場合には、選択遮断の
対象とはならず、過負荷によってタービンが停止する事
態に陥る。 【０００４】そこで本発明は、上記課題を解決し、ボイ
ラまたはスチーム配管の事故時にも自動的に選択遮断
し、発電機の運転を継続できる自家発電設備の自動負荷
選択遮断装置を提供することを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明は、 定圧運転の
蒸気タービン発電設備を有し、その発電機出力を優先順
位が定められた複数のフィーダに供給する自家発電設備
であって、フィーダを優先順位に従って選択遮断するも
のにおいて、タービン入口蒸気圧力を負荷選択遮断の要
件として取り込み、タービン入口蒸気圧力ＳＰ１〜ＳＰ
３を検出する圧力検出器と、発電機出力ＧＰ１〜ＧＰ３
を検出する電力検出器と、各フィーダの負荷電力Ｐｆ 1
〜Ｐｆ n を検出する複数のフィーダ用電力検出器と、前
記圧力検出器及び各電力検出器の検出値を入力とし、タ
ービン最大出力可能曲線を根拠とする所定の演算処理を
行う演算器を設け、この演算器は前記タービン入口蒸気
圧力ＳＰ１＞ＳＰ２＞ＳＰ３の関係とし、且つこの蒸気
圧力ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３に対応する発電機出力をＧ
Ｐ１、ＧＰ２、ＧＰ３としたとき、ＧＰ２−ＧＰ３＞Ｐ
ｆ 1 時に第１のフィーダを遮断し、ＧＰ２−ＧＰ３＞Ｐ
ｆ 1 ＋Ｐｆ 2 時に第２のフィーダを遮断するための遮断器
トリップ指令を順次出力するよう構成したことを特徴と
する。 【０００６】タービン入口蒸気圧力が最大出力可能曲線
より低い圧力まで低下すると、選択遮断容量と負荷電力
との比較が優先順位の低い方から行われる。その場合、
始めは１本のフィーダの負荷電力、次からは２本，３
本，…のフィーダの負荷電力の和が選択遮断容量と比較
される。選択遮断容量以内であれば、フィーダ用遮断器
に順次トリップ指令が出されて、選択遮断される。この
結果、低下後の圧力で出力可能な発電機出力で運転が継
続される。 【０００７】 【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態を示
す。図中、１は交流発電機、２は蒸気タービン、３は発
電機保護遮断器、４は母線、５1〜５nはこの母線４に接
続したフィーダ、６1〜６nはフィーダ用遮断器、７は前
記発電機１の出力電圧（ＰＴにより検出），電流（ＣＴ
により検出）から電力を求める電力検出器、８1〜８nは
各フィーダ６1〜６nの負荷電力を検出する電力検出器、
９は前記タービン２の入口蒸気圧力を検出して電気信号
に変換する圧力検出器、１０は各電力検出器７，８1〜
８nの検出出力ＧＰ，Ｐｆ1〜Ｐｆnと圧力検出器９の検
出出力ＳＰを入力として所定の演算を行い、該当するフ
ィーダ用遮断器にトリップ指令を出す演算器である。 【０００８】上記演算器１０は、図２に示すタービン最
大出力可能曲線を演算の根拠としている。タービン最大
出力可能曲線は、発電機出力とタービン入口蒸気圧力と
の関係を表しており、横軸に発電機出力ＧＰを、縦軸に
タービン入口蒸気圧力ＳＰを示している。定圧運転の火
力ユニットでは、ボイラの主蒸気圧力を一定に保ち、タ
ービン入口の蒸気加減弁を開閉して蒸気流量を調整する
ことにより、出力を制御している。通常、タービン入口
蒸気圧力ＳＰ１で、余力のある発電機出力、例えば出力
ＧＰ２の運転状態としており、負荷選択遮断容量は複数
段階に設定する。例えば、初段階は（ＧＰ２−ＧＰ３）
に設定している。即ち、タービン入口蒸気圧力が圧力Ｓ
Ｐ１から発電機出力ＧＰ２を出力可能な圧力ＳＰ２より
も低い圧力ＳＰ３に低下した時、その圧力ＳＰ３で出力
可能な発電機出力ＧＰ３まで出力を減少させて運転状態
を維持するために、優先順位の低い方からフィーダを順
次切り離すようにしており、その演算のフロー図を図３
に示す。 【０００９】次に、動作について述べる。蒸気タービン
は、入口蒸気圧力ＳＰ１で定圧運転されており、発電機
の出力に応じて蒸気量が加減される。入口蒸気圧力ＳＰ
は圧力検出器９により、発電機１の出力ＧＰは電力検出
器７によりそれぞれ検出され、演算器１０に入力されて
いる。また、各フィーダ５1〜５nの負荷電力Ｐｆ1〜Ｐ
ｆnは電力検出器８1〜８nから演算器１０に入力されて
いる。 【００１０】演算器１０においては、タービン入口蒸気
圧力ＳＰが設定値ＳＰ２，ＳＰ３と常時比較されており
（ステップＳ１，Ｓ２）、ＳＰ３＜ＳＰ＜ＳＰ２ とな
った場合は、続いて初段階の選択遮断容量とフィーダの
負荷電力（始めに優先順位の低いフィーダ５1の電力Ｐ
ｆ1、次にＰｆ1＋Ｐｆ2、Ｐｆ1＋Ｐｆ2＋Ｐｆ3、…）が
比較され（Ｓ３，Ｓ５）、負荷電力が選択遮断容量以内
であれば、順次フィーダ用遮断器６1，６2，…にトリッ
プ指令が出される（Ｓ４，Ｓ６）。また、初段階の選択
遮断容量を超過したとの判断があった場合（ｎｏの場
合）は、次段階処理に移行し、最終段階処理でのｎｏ判
断で選択動作を終了する（Ｓ７）。この結果、該当する
フィーダ５1，５2，…が切り離される。そして、これに
より、発電機１の運転状態が維持される。 【００１１】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、タービン
入口蒸気圧力を負荷選択遮断の要件として取り込み、圧
力低下が設定範囲内の時に選択遮断容量と負荷電力を比
較し優先順位の低いフィーダから切り離すようにしたの
で、ボイラまたはスチーム配管の事故時にも自動的に選
択遮断し、発電機の運転を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自家発電設備の自動負荷選択遮断
装置の一実施形態を示す蒸気タービン発電設備系統図。 【図２】タービン発電機の最大出力可能曲線図。 【図３】実施形態の負荷選択動作を説明するためのフロ
ー図。 【符号の説明】 １…交流発電機 ２…蒸気タービン ５1〜５n…フィーダ ６1〜６n…フィーダ用遮断器 ７，８1〜８n…電力検出器 ９…圧力検出器 １０…演算器
装置の一実施形態を示す蒸気タービン発電設備系統図。 【図２】タービン発電機の最大出力可能曲線図。 【図３】実施形態の負荷選択動作を説明するためのフロ
ー図。 【符号の説明】 １…交流発電機 ２…蒸気タービン ５1〜５n…フィーダ ６1〜６n…フィーダ用遮断器 ７，８1〜８n…電力検出器 ９…圧力検出器 １０…演算器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F01D 21/00
H02H 3/08
H02H 3/42
H02H 5/08
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 定圧運転の蒸気タービン発電設備を有
し、その発電機出力を優先順位が定められた複数のフィ
ーダに供給する自家発電設備であって、フィーダを優先
順位に従って選択遮断するものにおいて、タービン入口
蒸気圧力を負荷選択遮断の要件として取り込み、タービ
ン入口蒸気圧力ＳＰ１〜ＳＰ３を検出する圧力検出器
と、発電機出力ＧＰ１〜ＧＰ３を検出する電力検出器
と、各フィーダの負荷電力Ｐｆ 1 〜Ｐｆ n を検出する複数
のフィーダ用電力検出器と、前記圧力検出器及び各電力
検出器の検出値を入力とし、タービン最大出力可能曲線
を根拠とする所定の演算処理を行う演算器を設け、この
演算器は前記タービン入口蒸気圧力ＳＰ１＞ＳＰ２＞Ｓ
Ｐ３の関係とし、且つこの蒸気圧力ＳＰ１、ＳＰ２、Ｓ
Ｐ３に対応する発電機出力をＧＰ１、ＧＰ２、ＧＰ３と
したとき、ＧＰ２−ＧＰ３＞Ｐｆ 1 時に第１のフィーダ
を遮断し、ＧＰ２−ＧＰ３＞Ｐｆ 1 ＋Ｐｆ 2 時に第２のフ
ィーダを遮断するための遮断器トリップ指令を順次出力
するよう構成したことを特徴とする自家発電設備の自動
負荷選択遮断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17784295A JP3368724B2 (ja) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | 自家発電設備の自動負荷選択遮断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17784295A JP3368724B2 (ja) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | 自家発電設備の自動負荷選択遮断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0932504A JPH0932504A (ja) | 1997-02-04 |
| JP3368724B2 true JP3368724B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=16038076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17784295A Expired - Fee Related JP3368724B2 (ja) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | 自家発電設備の自動負荷選択遮断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3368724B2 (ja) |
-
1995
- 1995-07-14 JP JP17784295A patent/JP3368724B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0932504A (ja) | 1997-02-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081115 Year of fee payment: 6 |
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091115 Year of fee payment: 7 |
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