JP3420162B2 - 発電設備の系統連系保護装置 - Google Patents
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Description
統電源と連系される、ゴミ発電システム、コージェネレ
ーション等の自家用発電設備の系統連系保護装置に係
り、特に高価な転送遮断装置を設けることなく、系統連
系中の自家用発電設備の単独運転を自家用発電設備側で
確実にかつ容易に検出して保護できるようにした発電設
備の系統連系保護装置に関するものである。
ム、コージェネレーション等の自家用発電設備と系統電
源とを連系するために、例えば図11のブロック図に示
すような系統連系保護装置が用いられている。
では、系統電源1の電圧を変圧器2を介して降圧し、遮
断器3を通して一般需要家7に電力を供給している。一
般需要家7では、遮断器5を介して負荷6に電力を供給
している。
機12の出力を、遮断器11を介して系統電源1と連系
している。
電圧調整装置(AVR)13により交流発電機12の界
磁巻線14の電圧を制御することによって行ない、交流
発電機12の出力周波数の制御は、交流発電機12を駆
動するエンジン16の調速機15によりエンジンパワー
を制御することによって行なわれている。
出力電流を変流器21で検出し、発電機12の出力電圧
との関係から発電機異常検出回路22で異常電流を検出
し、この検出信号を故障トリップ回路23に与えて遮断
器11を開放するようにしている。
出力側(変電所側)に変流器24を設け、過電流継電器
(OC)25により故障トリップ回路23を動作させる
ようにしている。
1が遮断された場合、例えば遮断器3が開放になった
時、交流発電機12の出力電力と負荷6の負荷電力との
アンバランスから、周波数や電圧が異常となることを、
周波数低下継電器(UF)26、周波数上昇継電器(O
F)27、過電圧継電器(OV)28、不足電圧継電器
(UV)29等の保護継電器により検出する。
障トリップ回路23が遮断器11に対してトリップ指令
を与えて遮断器11を開放し、遮断器3の再閉路が可能
な状態としている。
発電設備の系統連系保護装置においては、例えば系統電
源1に異常が発生して遮断器3が開となった時に、交流
発電機12の出力電力と負荷5の所要電力が、有効分お
よび無効分共にほぼ等しくなっていると、周波数も電圧
もほとんど変化しないので、保護継電器25〜29のい
ずれも動作せず、運転を継続する。いわゆる単独運転
(アイランディング)現象が発生し、遮断器3の再閉路
を妨げることになる。
防ぐ目的で、変電所4からの専用線により接続された転
送遮断装置8を設けて、遮断器11に対して転送遮断を
実施する方法が採用されているものがある。
電所4の遮断器3が開となった信号を検出した時に、遮
断器11に対して遮断信号を送って遮断器11を開放す
るものである。
は、数百kW程度の出力である中小容量の自家用発電設
備10にとっては、非常にコストが高く、系統連系によ
る実用上のメリットが少ない。
けることなく、系統連系中の自家用発電設備の単独運転
を自家用発電設備側で確実にかつ容易に検出して保護す
ることが可能な発電設備の系統連系保護装置を提供する
ことにある。
めに、請求項1に対応する発明の発電設備の系統連系保
護装置は、遮断器を介して系統電源と連系される自家用
発電設備の出力から周波数を検出する周波数検出手段
と、周波数検出手段により検出された周波数の変化率を
検出する周波数変化率検出手段と、周波数変化率検出手
段により検出された周波数変化率に基づいて、当該周波
数変化率が正である場合には自家用発電設備の進み無効
電力を増加(出力電圧を低下)させ、周波数変化率が負
である場合には自家用発電設備の遅れ無効電力を増加
(出力電圧を上昇)させる電圧変動基準をそれぞれ出力
するように、周波数変化率と電圧変動基準との関係を関
数で定義する電圧変動基準決定手段と、周波数変化率検
出手段により検出された周波数変化率を積算する周波数
変化率積算手段と、周波数変化率積算手段により積算さ
れた周波数変化率積算量に基づいて、周波数の変動方向
(周波数上昇、あるいは周波数下降)の傾向を判定する
周波数変動傾向判定手段と、周波数変動傾向判定手段に
よる周波数変動傾向の判定結果に基づいて、周波数上昇
傾向の場合には電圧変動基準を下げるバイアスを、周波
数下降傾向の場合には電圧変動基準を上げるバイアス
を、電圧変動基準決定手段から出力される電圧変動基準
にかけるバイアス手段と、バイアス手段によりバイアス
がかけられた電圧変動基準を自家用発電設備の自動電圧
調整装置の電圧基準に加算することで生じる自家用発電
設備の電圧変動に伴なって助長される周波数変動を検出
し、遮断器を開放して系統母線から自家用発電設備を解
列させる保護手段とを備えている。
備の系統連系保護装置においては、自家用発電設備の周
波数の変化率を検出し、周波数変化率が正の場合には電
圧低下指令を得て、周波数変化率が負の場合には電圧上
昇指令を得て、さらに周波数変動の大まかな傾向から先
の電圧低下指令または電圧上昇指令をアシストして得ら
れる電圧変動基準を自動電圧調整装置に与えることで、
自家用発電設備の出力電圧を変化させることにより、周
波数変動を拡大して、前述した従来のように高価な転送
遮断装置を設けることなく、系統連系中の自家用発電設
備の単独運転を自家用発電設備側で確実にかつ容易に検
出して保護することができる。
の系統連系保護装置は、遮断器を介して系統電源と連系
される自家用発電設備の出力から周波数を検出する周波
数検出手段と、周波数検出手段により検出された周波数
の変化率を検出する周波数変化率検出手段と、周波数変
化率検出手段により検出された周波数変化率に基づい
て、当該周波数変化率が正である場合は自家用発電設備
の進み無効電力を増加(出力電圧を低下)させ、周波数
変化率が負である場合は自家用発電設備の遅れ無効電力
を増加(出力電圧を上昇)させる電圧変動基準をそれぞ
れ出力するように、周波数変化率と電圧変動基準との関
係を関数で定義すると共に、関数のゲインを複数段で切
り換え可能または関数の形状を複数段で切り換え可能と
した電圧変動基準決定手段と、周波数変化率検出手段に
より検出された周波数変化率に対して複数のしきい値を
設定し、当該各しきい値を越える毎に電圧変動基準決定
手段に対して関数のゲイン切り換えまたは関数の形状切
り換えの切り換え指令を出力する電圧変動基準切り換え
手段と、周波数変化率検出手段により検出された周波数
変化率を積算する周波数変化率積算手段と、周波数変化
率積算手段により積算された周波数変化率積算量に基づ
いて、周波数の変動方向(周波数上昇、あるいは周波数
下降)の傾向を判定する周波数変動傾向判定手段と、周
波数変動傾向判定手段による周波数変動傾向の判定結果
に基づいて、周波数上昇傾向の場合には電圧変動基準を
下げるバイアスを、周波数下降傾向の場合には電圧変動
基準を上げるバイアスを、電圧変動基準決定手段から出
力される電圧変動基準にかけるバイアス手段と、電圧変
動基準切り換え手段から出力される切り換え指令に応じ
て、バイアス手段によるバイアスをかけるかどうかを制
御するスイッチ手段と、バイアス手段によりバイアスが
かけられた電圧変動基準を発電設備の自動電圧調整装置
の電圧基準に加算することで生じる自家用発電設備の電
圧変動に伴なって助長される周波数変動を検出し、遮断
器を開放して系統母線から自家用発電設備を解列させる
保護手段とを備えている。
備の系統連系保護装置においては、多段階検出の手法に
より、系統連系中には系統に与える影響を少なくし、単
独運転時には周波数変動を早く拡大する動作に加えて、
電圧変動基準をアシストし、単独運転時の周波数変動を
拡大して、周波数や周波数変化率異常を検出することに
より、周波数変動を拡大して、前述した従来のように高
価な転送遮断装置を設けることなく、系統連系中の自家
用発電設備の単独運転を自家用発電設備側でより一層確
実にかつ容易に検出して保護することができる。
の系統連系保護装置は、上記請求項1または請求項2に
対応する発明の発電設備の系統連系保護装置において、
前記周波数変化率積算手段により積算された周波数変化
率積算量をゼロにリセットするリセット手段を更に備え
て成る。
備の系統連系保護装置においては、リセット手段によっ
て、前記周波数変化率積算量をゼロにリセットすること
ができるので、例えば系統連系中の周波数の緩やかな変
動が生じている場合には、周波数変化率の積算量が増加
し続けることを防ぎ、単独運転状態に移行した時の周波
数変動方向ではない極性にバイアス手段からバイアスが
かけられるのを防止することができる。また、系統連系
中にバイアス手段からバイアスがかけられることで無効
電力横流の増加や電圧変動が生じるのを抑制することが
できる。
の系統連系保護装置は、上記請求項1乃至請求項3のい
ずれか1項に対応する発明の発電設備の系統連系保護装
置において、保護手段としては、周波数変動の検出によ
り系統母線から自家用発電設備を解列させるか否かを、
周波数変化率検出手段により検出された周波数変化率が
ある値を超えることにより判定するか、または周波数変
化率積算手段により積算された周波数変化率積算量があ
る値を超えることにより判定するか、あるいはこれら両
者の判定の論理積条件により判定するようにしている。
備の系統連系保護装置においては、自家用発電設備の周
波数変化率がある値を超えるか、または周波数変化率積
算量がある値を超えるか、あるいはこれら両者の論理積
の条件が成立したことで、系統母線から自家用発電設備
を解列させることにより、系統連系中の自家用発電設備
の単独運転を自家用発電設備側でより一層確実にかつ容
易に検出して保護することができる。
て図面を参照して詳細に説明する。
態による発電設備の系統連系保護装置の構成例を示すブ
ロック図であり、図11と同一部分には同一符号を付し
てその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ
述べる。
電設備の系統連系保護装置が、前記図11に示した従来
の発電設備の系統連系保護装置と異なる点は、前述した
高価な転送遮断装置8を省略し、その代わりに、以下の
ような構成としていることである。
電機12の出力電圧から、周波数(f)検出器31によ
り周波数を検出し、この検出周波数から、周波数変化率
(df/dt)検出器32により周波数変化率V30を
検出する。
3は、周波数変化率V30が設定値以上になるかどうか
を検出し、設定値以上になった場合に異常出力信号V3
1を出力して、故障トリップ回路23に与える。
31が与えられた場合に、遮断器11に対してトリップ
信号を与えて電路を開放する。
により検出された交流発電機12の出力電流と、交流発
電機12の出力電圧を入力して無効電力Qを検出する。
により検出された交流発電機12の出力電流と、交流発
電機12の出力電圧とを入力して、これらを基に有効電
力Pを検出する。
は、有効電力基準(P* )設定器37からの有効電力基
準P* と、有効電力検出器36からの有効電力Pとを比
較し、これらの偏差を調速機15に与えてエンジン16
の原動機制御を行なう。
率検出器32からの周波数変化率V30を入力として、
電圧変動基準ΔV* 1を出力するものであり、周波数変
化率V30が正(周波数が上昇中)の場合には、交流発
電機12の出力電圧を低下させて周波数上昇を助長さ
せ、また周波数変化率V30が負(周波数が下降中)の
場合には、交流発電機12の出力電圧を上昇させて周波
数下降を助長させる電圧変動基準ΔV* 1をそれぞれ出
力するように、周波数変化率V30と電圧変動基準V3
0との関係を、例えば図2で示すような関数で定義す
る。
(b)について示している。
率V30の正(周波数が上昇中)と負(周波数が下降
中)の信号を積算する。
化率積算手段41により得られる周波数変化率積算量を
基に、大まかな周波数の変動方向を判定する。
手段42にて得られる周波数の変動方向に応じて、周波
数上昇傾向ならば電圧変動基準ΔV* 1を下げるバイア
ス信号ΔV* 2を、周波数下降傾向ならば電圧変動基準
ΔV* 1を上げるバイアス信号ΔV* 2をそれぞれ出力
する。
電力基準(Q* )設定器44からの無効電力基準Q*
と、無効電力検出器35で検出した無効電力Qとを一致
させるための電圧基準ΔVQ* を出力する。
基準(V* )設定器(90R)46からの電圧基準V*
と、無効電力制御回路45からの電圧基準ΔVQ* と、
電圧変動基準決定手段40からの電圧変動基準ΔV* 1
と、バイアス手段43からのバイアス信号ΔV* 2とに
基づいて、交流発電機12の出力電圧を制御するように
界磁巻線14の界磁を調整する。
* )設定器37と、有効電力制御回路38と、調速機1
5と、エンジン16とにより、有効電力制御ループを構
成している。
力検出器35と、無効電力制御回路45とにより、無効
電力制御ループを構成している。
R)46と、無効電力制御回路45の出力である電圧基
準ΔVQ* と、電圧変動基準決定手段40からの電圧変
動基準ΔV* 1と、バイアス手段43からのバイアス信
号ΔV* 2と、自動電圧調整装置13とにより、電圧制
御ループを構成している。
による発電設備の系統連系保護装置の作用について、図
3乃至図6を参照して説明する。
の有効電力をP、無効電力をQ、負荷6が必要とする有
効電力をPL、無効電力をQLとすると、系統電源1へ
流出する有効電力ΔPおよび無効電力ΔQは、それぞれ
次のように表わされる。
lとし、負荷6の電圧をV、周波数をfとする。
ΔQ≒0に近い状態で遮断器3が開となっても、負荷5
の電圧V、周波数fはほとんど変化しないため、保護継
電器25〜29で検出することができず、単独運転を継
続することになる。
くりとずれてくるので、遮断器3の再投入は事故拡大に
つながり危険なために行なえない状態が発生し、配電系
統の安定性を低下させることになる。
る。
2 ωC)−(V2 /ωL)で決まる。
求する無効電力QLよりも、交流発電機12が供給する
無効電力が進み方向にずれている時には、周波数fが上
昇してコンデンサCの電流iCが増加し、インダクタン
ス電流iLが減少して無効電力がバランスする方向に変
化する。
が負荷5の要求する無効電力QLよりも遅れ方向にずれ
ている時には、周波数fが下降してインダクタンス電流
iLが増加し、コンデンサ電流iCが減少して無効電力
がバランスする方向に変化する。
になった場合の周波数変動は、図4に示すように、系統
遮断(t0)後、周波数fが変動しながら安定点f1,
f2に接近する。
の場合であり、f2はΔQがわずかに遅れた場合であ
る。
25〜29で単独運転が検出できるレベルである。
を説明するための図である。
出された周波数fであり、df/dtは周波数変化率検
出器32により検出された周波数変化率であり、電圧変
動基準ΔV* 1は電圧変動基準決定手段40の出力を示
している。
ると、df/dtはこれより90°位相の進んだ波形と
なる。
数fが上昇中であるので、この間に電圧変動基準決定手
段40から電圧低下指令(進み無効電力指令)が出力さ
れ、周波数fは更に上昇するように作用する。
fが下降中であるので、この間に電圧変動基準決定手段
40から電圧上昇指令(遅れ無効電力指令)が出力さ
れ、周波数fは更に下降するように作用する。
が、微少時間間隔で正負に変化すると、励磁系の遅れの
ために電圧変動基準による電圧変動が充分に為されず、
スムーズな周波数変動に移行し難いことが考えられる。
数変動傾向判定手段42とを用いて、周波数変化率を積
算することで周波数fの大まかな変動を捉え、変動方向
に従い電圧変動基準ΔV* 1にバイアス信号ΔV* 2を
与えることで、電圧変動方向を上昇あるいは下降方向の
片側に保持して、電圧変動し易くなるようにアシストす
る。
数変動を増大させ、周波数異常や周波数変化率過大を周
波数変化率過大検出器33によって検出することによ
り、従来用いていた高価な転送遮断装置8を用いなくて
も、自家用発電設備10の単独運転を自家用発電設備1
0側で確実に検出することができる。
独運転時の周波数変動を、図4に示すような特性から図
6に示すような特性に拡大して、周波数や周波数変化率
異常を検出することにより、自家用発電設備10の単独
運転を自家用発電設備10側で確実に検出することが容
易になる。
設備の系統連系保護装置では、交流発電機12の周波数
変化率df/dtを検出し、周波数変化率がdf/dt
>0の場合には電圧低下指令を得て、周波数変化率がd
f/dt<0の場合には電圧上昇指令を得て、さらに周
波数変動の大まかな傾向から先の電圧低下指令または電
圧上昇指令をアシストして得られる電圧変動基準を自動
電圧調整装置13に与えることで、交流発電機12の出
力電圧を変化させるようにしているので、周波数変動を
拡大して、前述した従来のように高価な転送遮断装置8
を設けることなく、系統連系中の自家用発電設備10の
単独運転を自家用発電設備10側で確実にかつ容易に検
出して保護することが可能となる。
態による発電設備の系統連系保護装置の構成例を示すブ
ロック図であり、図1と同一部分には同一符号を付して
その説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述
べる。
電設備の系統連系保護装置が、前記図1に示した発電設
備の系統連系保護装置と異なる点は、以下のような構成
としていることである。
おける電圧変動基準決定手段40に下記の機能を追加
し、さらに電圧変動基準切り換え手段51と、スイッチ
手段52とを、新たに付加した構成としている。
うに、周波数変化率V30と電圧変動基準V30との関
係を関数で定義すると共に、上記関数のゲインを複数段
で切り換え可能または上記関数の形状を複数段で切り換
え可能としている。
波数変化率検出器32により検出された周波数変化率に
対して複数のしきい値を設定し、この各しきい値を越え
る毎に、電圧変動基準決定手段40に対して、上記関数
のゲイン切り換え、または上記関数の形状切り換えの切
り換え指令を出力する。
え手段51から出力される切り換え指令に応じて、前記
バイアス手段43によるバイアスをかけるかどうかを制
御する。
による発電設備の系統連系保護装置の作用について、図
8を参照して説明する。
は、周波数変化率検出器32からの周波数変化率V30
を入力し、電圧変動基準ΔV* 1を出力する。
に、周波数変化率が正(周波数が上昇中)の場合には、
交流発電機12の出力電圧を低下させて周波数上昇を助
長させ、また周波数変化率が負(周波数が下降中)の場
合には、交流発電機12の出力電圧を上昇させて周波数
下降を助長させるような電圧変動基準ΔV* 1を出力す
る。
が大きいと周波数変動も大きくなる。自家用発電設備1
0が、単独運転であるか系統連系中であるかを区別する
には、単独運転に陥った時に十分な周波数変動を招く電
圧変動を与えることが好ましいが、系統連系中に大きな
電圧変動指令を与えることは系統に擾乱を招く要素にな
ることが懸念される。
ベルの小さい電圧変動基準ΔV* 1にしておく。最初の
電圧変動基準ΔV* 1の働きで、周波数変化率が最初に
設定していたしきい値を越えると、電圧変動基準ΔV*
1を大きく与えるようにする。
次のしきい値を越えると、さらに電圧変動基準ΔV* 1
を大きく与えるようにする。
らしきを確認しながら、電圧変動基準ΔV* 1による作
用を段階的に大きくする多段階検出の手法を実現する。
化率しきい値を持ち、電圧変動基準決定手段40に電圧
変動基準の切り換え指令を出力する電圧変動基準切り換
え手段51により実現する。
は、周波数変化率から電圧変動基準を決定する関数のゲ
インの切り換えまたは関数の形状を切り換え可能とし、
電圧変動基準切り換え手段51からの指令に応じて切り
換える。
例を示すイメージ図で、関数を複数段用意し、リミット
レベルを設けることもできる。
向判定手段42、バイアス手段43は、前述した第1の
実施の形態と同様に作用するが、周波数変化率の拡大が
ある程度進行すると、バイアス信号ΔV* 2が無くと
も、多段階検出の手法において十分な電圧変動基準ΔV
* 1が得られる。
検出の進行に合わせて、バイアス信号ΔV* 2によるア
シストを停止する。
り、系統連系中には系統に与える影響を少なくし、単独
運転時には周波数変動を早く拡大する動作に加えて、電
圧変動基準ΔV* 1をアシストし、自家用発電設備10
の単独運転時の周波数変動を、図4に示すような特性か
ら図6に示すような特性に拡大して、周波数や周波数変
化率異常を検出することにより、自家用発電設備10の
単独運転を自家用発電設備10側で確実に検出すること
が容易になる。
設備の系統連系保護装置では、多段階検出の手法によ
り、系統連系中には系統に与える影響を少なくし、単独
運転時には周波数変動を早く拡大する動作に加えて、電
圧変動基準をアシストし、単独運転時の周波数変動を拡
大して、周波数や周波数変化率異常を検出するようにし
ているので、周波数変動を拡大して、前述した従来のよ
うに高価な転送遮断装置8を設けることなく、系統連系
中の自家用発電設備10の単独運転を自家用発電設備1
0側でより一層確実にかつ容易に検出して保護すること
が可能となる。
態による発電設備の系統連系保護装置の要部構成例を示
すブロック図であり、図1および図7と同一部分には同
一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分
についてのみ述べる。
電設備の系統連系保護装置が、前記図1および図7に示
した発電設備の系統連系保護装置と異なる点は、以下の
ような構成としていることである。
よび図7に、リセット手段61を新たに付加した構成と
している。
出器32により検出された周波数変化率がゼロ近辺の微
少な範囲の値であるかどうかを判定し、ゼロ近辺の微少
な範囲の値である場合には、前記周波数変化率積算手段
41により積算された周波数変化率積算量をゼロにリセ
ットする。
による発電設備の系統連系保護装置の作用について説明
する。
数変化率がゼロ近辺の微少な範囲の値であるかどうかを
判定し、微少な範囲にあれば周波数変化率積算手段41
に対して、周波数変化率積算量をリセットする指令を出
力する。
な変動に伴なって、周波数変化率の積算量が増加し続け
ることを防ぎ、単独運転状態に移行した時の周波数変動
方向ではない極性にバイアス手段43からバイアス信号
ΔV* 2が出力されることを防ぐことができる。
のバイアス信号ΔV* 2が出力されることで、無効電力
横流の増加や電圧変動が生じることを抑制することもで
きる。
設備の系統連系保護装置では、自家用発電設備10の周
波数変化率がゼロ近辺の微少な範囲の値である場合に、
周波数変化率積算量をゼロにリセットするようにしてい
るので、系統連系中の周波数の緩やかな変動に伴ない、
周波数変化率の積算量が増加し続けることを防ぎ、単独
運転状態に移行した時の周波数変動方向ではない極性に
バイアス手段43からバイアスがかけられるのを防止す
ることが可能となる。
バイアスがかけられることで、無効電力横流の増加や電
圧変動が生じるのを抑制することが可能となる。
実施の形態による発電設備の系統連系保護装置の要部構
成例を示すブロック図であり、図1および図7と同一部
分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異
なる部分についてのみ述べる。
による発電設備の系統連系保護装置が、前記図1および
図7に示した発電設備の系統連系保護装置と異なる点
は、以下のような構成としていることである。
記図1および図7に、周波数変化率積算量過大検出器6
2と、論理和回路ORとを、新たに付加した構成として
いる。
記周波数変化率積算手段41からの周波数変化率積算量
が設定値以上になるかどうかを検出し、過大を示す信号
を出力する。
検出器33からの検出信号と、周波数変化率積算量過大
検出器62からの検出信号とを入力し、両者の論理和信
号を異常出力信号V31として、前記故障トリップ回路
23に与える。
による発電設備の系統連系保護装置の作用について説明
する。
量過大検出器62は、周波数変化率過大検出器33から
の検出信号と周波数変化率積算量過大検出器62からの
検出信号とを基に、周波数変化率が過大になるか周波数
変化率積算量が過大になる場合に、故障トリップ回路2
3に異常出力信号V31を与える。
設備の系統連系保護装置では、自家用発電設備10の周
波数変化率がある値を超えるか、または周波数変化率積
算量がある値を超えたことで、系統母線から自家用発電
設備10を解列させるようにしているので、系統連系中
の自家用発電設備10の単独運転を自家用発電設備10
側でより一層確実にかつ容易に検出して保護することが
可能となる。
による発電設備の系統連系保護装置の要部構成例を示す
ブロック図であり、図1および図7と同一部分には同一
符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分に
ついてのみ述べる。
による発電設備の系統連系保護装置が、前記図1および
図7に示した発電設備の系統連系保護装置と異なる点
は、以下のような構成としていることである。
記図1および図7に、周波数変化率積算量過大検出器6
2と、論理積回路ANDとを、新たに付加した構成とし
ている。
記周波数変化率積算手段41からの周波数変化率積算量
が設定値以上になるかどうかを検出し、過大を示す信号
を出力する。
大検出器33からの検出信号と、周波数変化率積算量過
大検出器62からの検出信号とを入力し、両者の論理積
信号を異常出力信号V31として、前記故障トリップ回
路23に与える。
による発電設備の系統連系保護装置の作用について説明
する。
量過大検出器62は、周波数変化率過大検出器33から
の検出信号と周波数変化率積算量過大検出器62からの
検出信号とを基に、周波数変化率が過大になり、かつ周
波数変化率積算量が過大になった場合に、故障トリップ
回路23に異常出力信号V31を与える。
設備の系統連系保護装置では、自家用発電設備10の周
波数変化率がある値を超え、かつ周波数変化率積算量が
ある値を超えた論理積の条件が成立したことで、系統母
線から自家用発電設備10を解列させるようにしている
ので、系統連系中の自家用発電設備10の単独運転を自
家用発電設備10側でより一層確実にかつ容易に検出し
て保護することが可能となる。
の系統連系保護装置によれば、高価な転送遮断装置を設
けることなく、系統連系中の自家用発電設備の単独運転
を自家用発電設備側で確実にかつ容易に検出して保護す
ることが可能となる。
1の実施の形態を示すブロック図。
保護装置における電圧変動基準を決定する関数の形状例
を示す図。
保護装置における動作を説明するための図。
保護装置における動作を説明するための図。
保護装置における動作を説明するための図。
保護装置における動作を説明するための図。
2の実施の形態を示すブロック図。
保護装置における多段階検出手法における電圧変動基準
を決定する関数の形状例を示す図。
3の実施の形態を示す要部ブロック図。
の形態を示す要部ブロック図。
を示すブロック図。
Claims (4)
- 【請求項1】 遮断器を介して系統電源と連系される自
家用発電設備の系統連系保護装置において、 前記自家用発電設備の出力から周波数を検出する周波数
検出手段と、 前記周波数検出手段により検出された周波数の変化率を
検出する周波数変化率検出手段と、 前記周波数変化率検出手段により検出された周波数変化
率に基づいて、当該周波数変化率が正である場合には前
記自家用発電設備の進み無効電力を増加(出力電圧を低
下)させ、前記周波数変化率が負である場合には前記自
家用発電設備の遅れ無効電力を増加(出力電圧を上昇)
させる電圧変動基準をそれぞれ出力するように、前記周
波数変化率と電圧変動基準との関係を関数で定義する電
圧変動基準決定手段と、 前記周波数変化率検出手段により検出された周波数変化
率を積算する周波数変化率積算手段と、 前記周波数変化率積算手段により積算された周波数変化
率積算量に基づいて、前記周波数の変動方向(周波数上
昇、あるいは周波数下降)の傾向を判定する周波数変動
傾向判定手段と、 前記周波数変動傾向判定手段による周波数変動傾向の判
定結果に基づいて、周波数上昇傾向の場合には電圧変動
基準を下げるバイアスを、周波数下降傾向の場合には電
圧変動基準を上げるバイアスを、前記電圧変動基準決定
手段から出力される電圧変動基準にかけるバイアス手段
と、 前記バイアス手段によりバイアスがかけられた前記電圧
変動基準を前記発電設備の自動電圧調整装置の電圧基準
に加算することで生じる前記自家用発電設備の電圧変動
に伴なって助長される周波数変動を検出し、前記遮断器
を開放して系統母線から前記自家用発電設備を解列させ
る保護手段と、 を備えて成ることを特徴とする発電設備の系統連系保護
装置。 - 【請求項2】 遮断器を介して系統電源と連系される自
家用発電設備の系統連系保護装置において、 前記自家用発電設備の出力から周波数を検出する周波数
検出手段と、 前記周波数検出手段により検出された周波数の変化率を
検出する周波数変化率検出手段と、 前記周波数変化率検出手段により検出された周波数変化
率に基づいて、当該周波数変化率が正である場合は前記
自家用発電設備の進み無効電力を増加(出力電圧を低
下)させ、前記周波数変化率が負である場合は前記自家
用発電設備の遅れ無効電力を増加(出力電圧を上昇)さ
せる電圧変動基準をそれぞれ出力するように、前記周波
数変化率と電圧変動基準との関係を関数で定義すると共
に、前記関数のゲインを複数段で切り換え可能または前
記関数の形状を複数段で切り換え可能とした電圧変動基
準決定手段と、 前記周波数変化率検出手段により検出された周波数変化
率に対して複数のしきい値を設定し、当該各しきい値を
越える毎に前記電圧変動基準決定手段に対して前記関数
のゲイン切り換えまたは前記関数の形状切り換えの切り
換え指令を出力する電圧変動基準切り換え手段と、 前記周波数変化率検出手段により検出された周波数変化
率を積算する周波数変化率積算手段と、 前記周波数変化率積算手段により積算された周波数変化
率積算量に基づいて、前記周波数の変動方向(周波数上
昇、あるいは周波数下降)の傾向を判定する周波数変動
傾向判定手段と、 前記周波数変動傾向判定手段による周波数変動傾向の判
定結果に基づいて、周波数上昇傾向の場合には電圧変動
基準を下げるバイアスを、周波数下降傾向の場合には電
圧変動基準を上げるバイアスを、前記電圧変動基準決定
手段から出力される電圧変動基準にかけるバイアス手段
と、 前記電圧変動基準切り換え手段から出力される切り換え
指令に応じて、前記バイアス手段によるバイアスをかけ
るかどうかを制御するスイッチ手段と、 前記バイアス手段によりバイアスがかけられた前記電圧
変動基準を前記自家用発電設備の自動電圧調整装置の電
圧基準に加算することで生じる前記自家用発電設備の電
圧変動に伴なって助長される周波数変動を検出し、前記
遮断器を開放して系統母線から前記自家用発電設備を解
列させる保護手段と、 を備えて成ることを特徴とする発電設備の系統連系保護
装置。 - 【請求項3】 前記請求項1または請求項2に記載の発
電設備の系統連系保護装置において、前記周波数変化率積算手段により積算された周波数変化
率積算量をゼロにリセットするリセット手段を更に備え
て成る ことを特徴とする発電設備の系統連系保護装置。 - 【請求項4】 前記請求項1乃至請求項3のいずれか1
項に記載の発電設備の系統連系保護装置において、 前記保護手段としては、周波数変動の検出により系統母
線から自家用発電設備を解列させるか否かを、 前記周波数変化率検出手段により検出された周波数変化
率がある値を超えることにより判定するか、または前記
周波数変化率積算手段により積算された周波数変化率積
算量がある値を超えることにより判定するか、あるいは
これら両者の判定の論理積条件により判定するようにし
たことを特徴とする発電設備の系統連系保護装置。
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