JP5330082B2 - 同期発電機の励磁制御装置 - Google Patents
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Description
そして、励磁制御装置の特にPSSの周波数応答特性を測定するときには、別途構成された周波数アナライザを励磁制御装置に対して接続するようにしている。
図6において、1は同期発電機であり、1−1は固定子、1−2は界磁巻線である。そして、2は界磁巻線1−2に励磁電流を供給するサイリスタ整流器である。
AVR14は、AVR電圧設定器12の設定値(90R)から端子電圧信号VGを減算して偏差を算出し、この偏差にPSS11の安定化信号Peを加算してサイリスタ整流器2の点弧位相角を調整し、同期発電機1の界磁巻線1−2の励磁量を調整する。
周波数アナライザ16は、アナログ入力変換装置10から出力された端子電圧信号VGを入力して白色ノイズ(ホワイトノイズ)等の試験用信号と比較することにより励磁制御装置9の周波数特性を測定する。そして、この励磁制御装置9の周波数特性に基づいてPSS11のチューニングを行う。
すなわち、励磁制御装置9の周波数特性を測定する際、周波数アナライザ16および試験用アナログ入出力回路15間に流れる試験用信号はアナログ信号であるため、測定結果は介在する試験回路の誤差や遅延回路における周波数特性の影響を受けやすい。また、PSS11のチューニング作業は、同期発電機1が電力系統5と並列運転している状態で行う必要があるため、励磁制御装置9とは別個に製作された周波数アナライザ16などの試験機材の調達、輸送および励磁制御装置9との接続には多くの費用と時間を必要としていた。
(実施形態1)
図1に示す同期発電機の励磁制御装置の構成図において、従来技術の図6と共通する部分には同一符号を付けて重複する説明は適宜省略する。
正弦波出力器17は、周波数設定器20にて発生した単一の周波数(ωt)を正弦波発生器(sin)21に入力して正弦波(sinωt)を発生し、また、単一の周波数(ωt)を余弦波発生器(cos)22に入力して余弦波(cosωt)を発生する。このうち、正弦波(sinωt)は、ゲイン調整器23でゲインGを調整されて試験用信号Te(G・sinωt)として出力される。また、正弦波(sinωt)および余弦波(cosωt)は、演算用信号Op(sinωt、cosωt)として出力される。因みに、前記周波数設定器20で発生する周波数(ωt)は、例えば0.1[Hz]程度である。
周波数特性解析器18は、ディジタルデータの演算用信号Op(sinωt、cosωt)と、計器用変圧器7で検出されアナログ入力回路10から出力されたディジタルデータの端子電圧信号VG(k・sinωt+θ)とを入力し、演算用信号Op(sinωt、cosωt)に対する端子電圧信号VG(k・sinωt+θ)の実部を実部演算器24で演算し、虚部を虚部演算器25で演算する。そして、求めた実部と虚部をそれぞれゲイン演算器26、位相演算器27に入力し演算することによって、ゲイン演算器26および位相演算器27から周波数特性のゲインk、位相θを算出する。
この平均化処理によって求められた周波数特性のゲインkおよび位相θを前述した出力器19にて作業者に表示する。
(i)周波数特性の非測定時
まず、加算器13と正弦波出力器17との接続状態を切り離して、加算器13に正弦波出力器17の試験用信号Te(G・sinωt)が入力しない状態にする。
(a)PSS11と加算部13との間の回路を切り離す。
PSS11と加算部13との間の回路を切り離した状態すなわち、安定化信号Peを加算部13に入力しない状態で、試験信号Teを加算部13に入力する。
(b)PSS11と加算部13との間の回路を接続する。
本発明の実施形態2を図3に示す同期発電機の励磁制御装置の構成図を参照して説明する。
本実施形態2と前述の実施形態1(図1、図2)との主な相違点は、アナログ入力変換器10から得られた端子電圧信号VGあるいは有効電力信号PGのいずれかの信号を選択して前記周波数特性解析器18に出力する第1切替スイッチ30を設けるように構成した点にあり、その他の構成および作用は実施形態1と同じである。
本発明の実施形態3を図4に示す同期発電機の励磁制御装置の構成図を参照して説明する。
本実施形態3と前述の実施形態1(図1、図2)との主な相違点は、正弦波出力器17から出力された試験用信号Teの入力先を切替える第2切替スイッチ40を設けることにより、試験用信号Teの入力先を前記加算器13あるいは前記PSS11としたものであり、その他の構成は実施形態1と同じである。
本発明の実施形態4を図5に示す正弦波出力器および周波数特性解析器の構成図を参照して説明する。
本実施形態は、図2で示した正弦波出力器および周波数特性解析器の機能を高めたものであり、図5において、17Aは、試験用信号出力器として設定した周波数帯域における全ての周波数(ωt、・・・iωt、・・・nωt)を合成した信号を出力する正弦波出力器であり、18Aは試験用信号出力器17Aで設定した全ての周波数における周波数特性を同時に計算することを可能にした周波数特性解析器である。
算出された実部と虚部とをそれぞれゲイン演算器261、26i、…26n、位相演算器271、27i、…27nに入力し、周波数特性のゲインkおよび位相θを算出する。
Claims (8)
- 同期発電機の出力電圧および出力電流を入力して端子電圧信号、有効電力信号および周波数信号を演算する入力手段と、この入力手段により得られた信号のうち少なくとも有効電力信号を入力して系統安定化信号を算出する系統安定化装置と、電圧目標値と前記端子電圧信号との偏差に前記系統安定化信号を加算して得た偏差信号に基づいて同期発電機の励磁量を制御する自動電圧調整器と、を備えた同期発電機の励磁制御装置において、
励磁制御装置の周波数応答特性を解析するための周波数に基づいた正弦波および余弦波からなる演算信号を出力するとともに、前記正弦波に所定のゲインを乗じて得た信号を前記自動電圧調整器に試験信号として出力する正弦波出力器と、
同期発電機の運転中における端子電圧信号と、前記正弦波出力器から出力された演算信号とを入力して同期発電機の端子電圧信号の周波数特性を算出する周波数特性解析器とを備えたことを特徴とする同期発電機の励磁制御装置。 - 前記周波数特性解析器は、同期発電機の運転中における端子電圧信号と、前記正弦波出力器から出力された演算信号とを入力し、演算用信号に対する端子電圧信号の実部および虚部を算出する演算部と、この算出された実部および虚部を用いて周波数特性のゲインおよび位相を算出する演算部とを備えたことを特徴とする請求項1記載の同期発電機の励磁制御装置。
- 前記正弦波出力器は、単一周波数または複数周波数の正弦波を生成し出力することを特徴とする請求項1記載の同期発電機の励磁制御装置。
- 前記正弦波出力器は、演算用信号として正弦波のみを出力するように構成され、前記周波数特性解析器は、入力した正弦波から余弦波を生成するように構成されたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の同期発電機の励磁制御装置。
- 前記周波数特性解析器は、前記端子電圧信号を入力する替わりに前記有効電力信号を入力して前記演算用信号に対する有効電力信号の周波数特性を算出するように構成されたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の同期発電機の励磁制御装置。
- 前記入力手段から出力された端子電圧信号または有効電力信号のいずれかを切り替えて前記周波数特性解析器に入力する第1切替スイッチを有することを特徴とする請求項5記載の同期発電機の励磁制御装置。
- 前記正弦波出力器から出力される試験用信号を自動電圧調整器に入力する替わりに系統安定化装置に入力し、系統安定化装置を自動電圧調整装置に直列接続した状態での周波数特性を算出することを特徴とする請求項1記載の同期発電機の励磁制御装置。
- 前記正弦波出力器からの出力される試験用信号を前記自動電圧調整器または系統安定化装置に切り替える第2切替スイッチを有することを特徴とする請求項7記載の同期発電機の励磁制御装置。
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