JPH0246200A - 同期機の運転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は水力発電所の発電機、主要変圧器、所内用変圧
器等の主要機器の運転制御方法に関する。

（従来の技術） 水力発電所に於て発電機始動時第３図に示す通り発電機
定格電圧の約８０％で励磁を印加し、発電機電圧位相９
周波数が系統母線電圧２位相９周波数と一致した時系統
に並スする様通常起動制御している。第４図に示す通り
発電機１７が系統母線１１Ａに並列後発電機電圧が系統
事故等の原因により下降した場合、発電機１７は定格回
転数で回転している為発電機電圧と周波数との比率で表
わす電圧／周波数（以下Ｖ／Ｆと称す）値が高くなる。

或は停止制御時界磁しゃ断器１８のトリップコイル（図
示せず）が断線の為トリップ不能となり、発電機電圧が
一定で周波数が低下した場合Ｖ／Ｆ値が高くなる。この
Ｖ／Ｆ値が高くなると発電機１７は過励磁となり過熱に
至る。

この過熱に至る原因は磁気回路である鉄心中にＶ／濾過
励磁に起因する磁束の飽和が生じこの磁束の飽和が鉄心
自体の過電流、過熱、増大した漏洩磁束が近接する導体
構造物に渦電流過熱を生じる事により起る。この結果Ｖ
／Ｆ値が高くなると発電機１７は過熱し、場合によって
は損傷を起す場合がある。

この損傷を回避する為、従来は発電機電圧を電圧継電器
４１により監視し、電圧値を予め設定し、設定値を超え
た場合に発電機１７を停止する種回路を構成していた。

即ち第２図に示す様に系統解列点３１まで主機は定格値
を維持しているが１、この場合しゃ断器を解放すれば発
電機は系統より切り離され主機回転数２３は減少する。

同時に界磁しゃ断器も解放され励磁回路も切り離される
。しかし何んらかの原因により界磁しゃ断器が解放され
ない場合、自動電圧調整器は発電機電圧３４を定格値に
維持する様働き、瞬時的に電圧の低下分を補正する為過
大な励磁電流２５を流す、これは定格値の４〜５倍にな
ると言われている、一方主機回転数２３は低下していく
為Ｖ／Ｆ値２６が上昇する。この結果発電機や主要変圧
器等の発電所主要機器が過励磁状態に置かれ温度上昇、
絶縁劣下に陥るという問題があった。

（発明が解決しようとする課題） 従来の技術で記述の通り、Ｖ／Ｆ値の比率に起因する主
機の過熱は、発電機電圧と発電機の回転数（周波数）と
の比率が許容値を超えた時に発生する。−船釣に発電機
は電圧と回転数の比が許容値を超えない様に運用をして
いる。

従って、根本的な問題として、電圧２回転数値をＶ／Ｆ
の比率としてとらえて、主機の運転制御を実施しなけれ
ばならない、という問題がある。

水力発電所の発電機、主要変圧器等の主要機器の、電圧
／周波数の比率が高くなり、過熱する事に起因する該発
電所の所要機器の損傷を防止する。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 前述の目的を達成する為、図面を用いて説明する。

第１図は本発明における一実施例を示した図である。即
ち系統母線ｌＩＡに並列に接続した並列用しゃ断器１１
と、並列用しゃ断器１１と直列に接続した主要変圧器１
４、及び主要変圧器１４と直列に接続した発電機１７か
ら形成されている。一方励磁装置用自動電圧調整器１３
は、励磁用変成器１２を介して接続され、励磁用整流器
１９のゲート回路に接続されている。過励磁継電器１６
は、保護継電器用変成器１５を介して主母線に接続され
ている。

発電機１７の界磁巻線は界磁用しゃ断器１８を介して励
磁用整流器１９に接続されている６界磁用しゃ断器１８
には、界磁しゃ断器１８のトリップ不能状態を検出する
為の界磁しゃ断トリップ不能検出装置１８Ａを接続して
いる。

（作用） 発電機１７を停止する場合、発電機１７の出力を減少さ
せ、無負荷で並列用しゃ断器１１を開放しその後界磁し
ゃ断器１８を切り離し発電機１７を停止させる。非常停
止の場合、並列用しゃ断器１１解放と同時に界磁しゃ断
器１８も解放し励磁回路を切り離す様動作させ発電機１
７を停止する様通常制御している。界磁しゃ断器１８の
トリップ不能状態を検出する為、界磁しゃ断器トリップ
不能検出装置１８Ａにより監視し、界磁しゃ断器１８が
トリップコイル（目図示せず）の断線等信んらかの原因
によりトリップ不能となった場合、即ち第２＠に示す通
り系統解列点２１までは主機定格値を維持しているが発
電機１７は系統１１Ａから解列したが界磁しゃ断器１８
がトリップ不能状態になると主機回転数２３は減少する
。しかし自動電圧調整器１３は発電機電圧２４を定格値
２２に維持する様に働き瞬時的に電圧の低下分を補正す
る為過大な励磁電流２５を流す、一方主機回転数２３は
低下していく為Ｖ／Ｆ値２６は上昇する。このとき過励
磁継電機１６は設定値を超え該過励磁継電器１６は動作
する。この時該出力信号と前記界磁しゃ断器トリップ不
能検出装置１８Ａの出力信号のＡＮＤ信号を自動電圧調
整器１３に入力し、ゲートしゃ断を行い励磁電流をしゃ
断し停止制御における発電機のＶ／Ｆ値の異常な上昇を
防止し発電機を安全に停止する様な制御を行うことが出
来る。

以上の例は発電機で説明したが発電々動機（同期電動機
）が系統と連携運転している場合でも同様に保護制御出
来る。

発電々動機が系統母線に並列した後、入力喪失等の原因
で発電々動機の回転数が下降した場合過励磁継電器によ
りＶ／Ｆ値が予め設定した規定値を超えた時、該過励磁
継電器の出力信号と界磁しゃ断器トリップ不能検出装置
の出力信号により。

自動電圧調整器を介して励磁装置のゲートしゃ断を行い
、励磁電流をしゃ断し、発電々動の励磁電流を減少させ
る事によって発電々動機を安全に停止させることが出来
る。

〔発明の効果〕

以上の様に本発明によれば、発電機或は発電々動機が、
運転中に入力喪失や系統事故による電圧低下が発生し、
主機を非常停止操作した時、界磁しゃ断器のトリップコ
イルの断線等による故障により万一開路不能のまま主機
停止する時電圧９周波数比を一定値以下に抑える様に制
御する為、電気機器の過励磁による損傷を防止でき機器
寿命を守る効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における概略図、第２図は停
止時の動作を説明するタイムチャート、第３図は系統並
列時のタイムチャート、第４図は発電機運転制御装置の
概略図である。 １１・・・並入用しゃ断器　１１Ａ・・・系統母線１２
・・・′励磁用変成器　　１３・・・自動電圧調整装置
１４・・・主要変圧器　　１５・・・保護継電器用変成
器１６・・過励磁継電器　　１７・・・発電々動機１８
・・・界磁用しゃ断器 １８Ａ・・・界磁用しゃ断器トリップ不能検出装置１９
・・・励磁用整流器　　２１・・・系統解列点２２・・
・主機定格値　　　２３・・・主機回転数２４・・・発
電機電圧　　　２５・・・励磁電流２６・・・電圧／周
波数比　３１・・・電圧特性曲線３２・・・回転数特性
曲線　４１・・・電圧継゛に器代理人　弁理士　則　近
　憲　佑 同　　第子丸　健 系統母線 第２図 第１図 第 図 系統母線 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　同期機を有する水力発電所において、系統母線と並列
   用しや断器と主要変圧器と発電機と界磁しや断器と励磁
   装置用自動電圧調整装置と過励磁検出装置と界磁しや断
   器トリップ不能検出装置とにより構成され、界磁しや断
   器がトリップ不能になった時、主要変圧器、発電機の電
   圧／周波数の比率を前記過励磁検出装置により監視し、
   事前に設定した設定値を超えた時該過励磁検出装置の出
   力信号により前記励磁装置のサイリスタゲートしや断を
   行い該発電機、主要変圧器の損傷を保護することを特徴
   とする同期機の運転制御方法。