JP5349020B2

JP5349020B2 - 発電機の起動装置

Info

Publication number: JP5349020B2
Application number: JP2008298923A
Authority: JP
Inventors: 直人仁木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-11-25
Filing date: 2008-11-25
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2028-11-25
Also published as: JP2010130704A

Description

この発明は、発電機の起動装置に関するものである。

従来のサイリスタ起動装置において、１台のサイリスタ起動装置を２台の発電機で共用するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような場合、発電機の起動時における地絡保護装置として、起動時用地絡保護継電器を設けた中性点接地装置盤を発電機ごとに設置し、起動する発電機ごとに起動時用地絡保護継器により発電機の出力巻線を含む発電機回路の地絡保護が行われていた。

特開平０９−３２２５９９号公報（段落番号００２７及び図５）

従来の発電機の起動装置は以上のように構成され、複数の発電機を共通のサイリスタ起動装置で起動するようなプラントであっても、発電機ごとに起動時用地絡過電圧継電器を設けることが必要であり、構成が複雑になるという問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、構成を簡略化できる発電機の起動装置を得ることを目的とする。

この発明に係る発電機の起動装置においては、起動用電源装置と主回路導体と開閉装置と切替制御装置と地絡検出装置とを有し、複数の発電機を起動するための発電機の起動装置であって、
起動用電源装置は、可変周波数可変電圧の交流電力を出力するものであり、
主回路導体は、起動用電源装置に接続され、
開閉装置は、主回路導体と各発電機との間に発電機ごとに設けられたものであり、
切替制御装置は、開閉装置のうちの一つを選択して閉成して起動用電源装置から閉成された開閉装置を介して発電機に交流電力を供給して当該発電機を起動するものであり、
地絡検出装置は、主回路導体の零相電圧または零相電流に基づいて起動中の発電機の地絡を検出するものである。

この発明は、起動用電源装置と主回路導体と開閉装置と切替制御装置と地絡検出装置とを有し、複数の発電機を起動するための発電機の起動装置であって、
起動用電源装置は、可変周波数可変電圧の交流電力を出力するものであり、
主回路導体は、起動用電源装置に接続され、
開閉装置は、主回路導体と各発電機との間に発電機ごとに設けられたものであり、
切替制御装置は、開閉装置のうちの一つを選択して閉成して起動用電源装置から閉成された開閉装置を介して発電機に交流電力を供給して当該発電機を起動するものであり、
地絡検出装置は、主回路導体の零相電圧または零相電流に基づいて起動中の発電機の地絡を検出するものであるので、
複数の発電機の起動を切替制御装置により開閉装置を制御して行うが、複数の発電機について、起動中の地絡保護を共通の地絡検出装置にて行うことができるので、起動装置の構成が簡略化される。

実施の形態１．
図１は、この発明を実施するための実施の形態１である発電機の起動装置の構成を示す構成図である。図１において、複数の発電機１（図１では２台を図示）が発電所に設置されており、それぞれ遮断器２１及び変圧器２２を介して図示しない電力系統に接続されている。発電機１は、図示しない出力巻線がＹ結線されており、その中性点が発電機１ごとに設けられた中性点接地装置盤（ＮＧＲ盤）４を介して接地されている。中性点接地装置盤（ＮＧＲ盤）４は、接地用抵抗としての抵抗器と開閉器とを有している。

発電機の起動装置は、次のように構成されている。可変周波数可変電圧の交流電力を出力する起動用電源装置としてのサイリスタ起動装置（ｓｔａｔｉｃｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）（ＳＦＣ）２は、選択切替盤１０３を介して２台の発電機１に接続されている。選択切替盤１０３は、地絡検出装置としての地絡過電圧継電器（ＯＶＧＲ）５、開閉装置としての遮断器１０、３相の主回路導体１１、この主回路導体１１の間に設けられた主遮断器１２、切替制御装置としての制御手段１４、母線１６、計器用変圧器１８を有する。

主遮断器１２は、電源側の主回路導体１１を介してサイリスタ起動装置２に接続されている。２台の遮断器１０は、母線１６及び負荷側の主回路導体１１を介して主遮断器１２に共通に接続されるとともに、それぞれ発電機１に接続されている。制御手段１４は、２台の遮断器１０を択一的に開閉制御する。計器用変圧器１８は、低周波まで測定可能な広帯域の性能を有し、３巻線にて構成され、一次巻線はＹ結線されて主回路導体１１に接続されるとともに中性点が接地されている。二次巻線はΔ結線され図示しない例えば電圧計が接続されている。三次巻線は、オープンΔ結線され、零相電圧が発生する開放端子に零相電圧により動作する地絡過電圧継電器５が接続されている。

次に動作について説明する。
発電機１の起動はサイリスタ起動装置２から発電機１に可変周波数可変電圧の交流電力を供給することにより、発電機１を誘導電動機として回転させ定格速度に昇速することにより行われる。共通のサイリスタ起動装置２により、複数の発電機１を起動するために、内部に各発電機１に接続される遮断器１０を有する選択切替盤１０３を設けている。発電機１の起動時には、制御手段１４により、起動する発電機１に対応する遮断器１０を投入し、サイリスタ起動装置２の可変周波数可変電圧の交流電力を、対象とする発電機１に供給し、加速し起動する。

２台の遮断器１０はどちらか一方が選択されて投入され、同時に２台が投入されることがないように鎖錠されている。発電機が３台以上ある場合においても、そのうちの一台が選択されて投入されるものであり、複数台の発電機の起動を要する場合は一台ずつ順次起動することになる。零相電圧を検出する地絡過電圧継電器５は、起動中に発電機１の出力巻線を含む発電機回路が地絡し零相電圧が所定値以上になると動作し、信号を発する。この信号により、例えば主遮断器１２を開路して、サイリスタ起動装置２から発電機１への電力供給を停止する。

この地絡過電圧継電器５は、選択切替盤１０３にて起動する発電機１を切り替えても共通に使用できるため、発電機１が複数台であっても、起動時における発電機１の地絡保護を一台の地絡過電圧継電器５及び計器用変圧器１８にて行うことができる。従って、発電機ごとに地絡過電圧継電器を設けていた従来の発電機の起動装置に比し、その構成を簡略化でき、コスト低減を図ることができる。

実施の形態２．
図２は、実施の形態２である発電機の起動装置の構成を示す構成図である。図２において、選択切替盤２０３は、変流器２０５及び電流計２０６を有する。変流器２０５及び電流計２０６は、低周波まで測定可能な広帯域の性能を有する。変流器２０５は主遮断器１２の負荷側の主回路導体１１に設けられ、主回路導体１１に流れる電流を検出する。電流計２０６は、変流器２０５を介して主回路導体１１に流れる電流を測定する。従来のものにおいては、起動時の発電機状態監視用の変流器及び電流計を発電機ごとに個別に設置していた。これに対し、図２に示すように選択切替盤２０３の主回路導体１１に変流器２０５を設け、電流計２０６にて電流を測定することにより、変流器２０５及び電流計２０６の共用化が可能となり、構成の簡略化を図ることができる。

実施の形態３．
図３は、実施の形態３である発電機の起動装置の構成を示す構成図である。図３において、選択切替盤３０３は、電流変換器３０７を有する。電流変換器３０７は、低周波まで測定可能な広帯域の性能を有し、変流器２０５の二次側の電流を入力とし、入力される電流の大きさに応じた電圧を出力する。従来のものにおいては、起動時の発電機状態監視用の変流器及び電流変換器を発電機ごとに個別に設置していた。これに対し、図３に示すように選択切替盤３０３の主回路導体１１に変流器２０５を設け、電流変換器３０７にて電圧信号に変換することにより、変流器２０５及び電流変換器３０７の共用化が可能となり、構成の簡略化を図ることができる。また、電流変換器３０７の出力を遠方へ送信することにより、複数の発電機の起動時における発電機電流を遠方より監視することが可能となる。

実施の形態４．
図４は、実施の形態４である発電機の起動装置の構成を示す構成図である。図４において、選択切替盤４０３は、電圧計４０８を有する。電圧計４０８は、低周波まで測定可能な広帯域の性能を有し、計器用変圧器１８の二次巻線に接続され、主回路導体１１の電圧を測定する。なお、この実施の形態では、主回路導体１１の電圧を測定する代わりに母線１６の電圧を測定するようにしている。従来のものにおいては、起動時の発電機状態監視用の計器用変圧器１８及び電圧計４０８を発電機ごとに個別に設置していた。これに対し、図４に示すように主回路導体１１の電圧を検出する計器用変圧器１８及び電圧計４０８を設けることにより、計器用変圧器１８及び電圧計４０８の共用化が可能となり、構成の簡略化を図ることができる。

実施の形態５．
図５は、実施の形態５である発電機の起動装置の構成を示す構成図である。図５において、選択切替盤５０３は、電圧変換器５０９を有する。電圧変換器５０９は、低周波まで測定可能な広帯域の性能を有し、計器用変圧器１８の二次巻線に接続され、入力される主回路導体１１の電圧の大きさに応じた電圧信号を出力する。従来のものにおいては、起動時の発電機状態監視用の計器用変圧器１８及び電圧変換器５０９を発電機ごとに個別に設置していた。これに対し、図５に示すように主回路導体１１の電圧を検出する計器用変圧器１８及び電圧変換器５０９を設けることにより、計器用変圧器１８及び電圧変換器５０９の共用化が可能となり、構成の簡略化を図ることができる。また、電圧変換器５０９の出力を遠方へ送信することにより、複数の発電機の起動時における発電機電圧を遠方より監視することが可能となる。

実施の形態６．
図６は、実施の形態６である発電機の起動装置の構成を示す構成図である。図６において、発電機６０１の出力巻線は接地されていない。選択切替盤６０３は、零相変流器６２４と地絡過電流継電器（ＯＣＧＲ）６２５を有する。零相変流器６２４は、主回路導体１１に流れる零相電流を検出する。地絡過電流継電器６２５は、零相変流器６２４が検出した零相電流の過電流を検出する。起動しようとする発電機６０１に、サイリスタ起動装置２から遮断器１０を介して電力を供給して起動中に、発電機６０１の図示しない出力巻線を含む発電機回路が地絡すると、零相変流器６２４が検出する零相電流が増加するので、地絡過電流継電器６２５が動作して、遮断器１０を開路し、発電機６０１を保護する。

このように、発電機が非接地系である場合には、主回路導体１１に流れる零相電流を検出する零相変流器６２４及び零相電流が過電流になったとき動作する地絡過電流継電器６２５を設けることにより、従来は発電機ごとに設けていた零相変流器６２４及び地絡過電流継電器６２５の共用化が可能となり、構成の簡略化を図ることができる。

なお、以上の各実施の形態においては、計器用変圧器１８や変流器２０５を、遮断器１２の負荷側の主回路導体１１に設けるものを示したが、本発明の目的を達成できる限りにおいてサイリスタ起動装置２等他の場所に設けて主回路導体１１の零相電圧や零相電流を検出するようにしてもよい。

この発明の実施の形態１である発電機の起動装置の構成を示す構成図である。この発明の実施の形態２である発電機の起動装置の構成を示す構成図である。この発明の実施の形態３である発電機の起動装置の構成を示す構成図である。この発明の実施の形態４である発電機の起動装置の構成を示す構成図である。この発明の実施の形態５である発電機の起動装置の構成を示す構成図である。この発明の実施の形態６である発電機の起動装置の構成を示す構成図である。

符号の説明

１発電機、２サイリスタ起動装置、
１０３，２０３，３０３，４０３，５０３，６０３選択切替盤、
４中性点接地装置盤、５地絡過電圧継電器（ＯＶＧＲ）、１１主回路導体、
１４制御手段、１８計器用変圧器、２０５変流器、２０６電流計、
３０７電流変換器、４０８電圧計、５０９電圧変換器、６２４零相変流器、
６２５地絡過電流継電器。

Claims

起動用電源装置と主回路導体と開閉装置と切替制御装置と地絡検出装置とを有し、複数の発電機を起動するための発電機の起動装置であって、
上記起動用電源装置は、可変周波数可変電圧の交流電力を出力するものであり、
上記主回路導体は、上記起動用電源装置に接続され、
上記開閉装置は、上記主回路導体と上記各発電機との間に上記発電機ごとに設けられたものであり、
上記切替制御装置は、上記開閉装置のうちの一つを選択して閉成して上記起動用電源装置から上記閉成された開閉装置を介して上記発電機に上記交流電力を供給して当該発電機を起動するものであり、
上記地絡検出装置は、上記主回路導体の零相電圧または零相電流に基づいて起動中の上記発電機の地絡を検出するものである
発電機の起動装置。
上記各発電機は、Ｙ結線された出力巻線を有し当該出力巻線の中性点が接地用抵抗を介して接地されるとともに上記出力巻線が上記開閉装置を介して上記起動用電源装置に接続されるものであることを特徴とする請求項１に記載の発電機の起動装置。
上記主回路導体の電流を測定する電流計を設けたものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発電機の起動装置。
上記主回路導体の電流を電気信号に変換する電流変換器を設けたものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発電機の起動装置。
上記主回路導体の電圧を測定する電圧計を設けたものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発電機の起動装置。
上記主回路導体の電圧を電気信号に変換する電圧変換器を設けたものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発電機の起動装置。