JPH0641350U - 給電制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 送電系統と発電機との並列運転中に停電が発
生しても、発電機およびその原動機に過負荷を加えるこ
となく、特定負荷への給電を保持することができるよう
にする。 【構成】 送電系統１と各需要家ごとに設けられた発電
機４との並列運転中に、送電系統１に停電が発生したこ
とを検出する停電検出手段９を設け、この停電検出手段
９による検出信号に基づいて、特定負荷６Ａ以外の負荷
６Ｂを発電機４から切り離す負荷選択遮断器１０を設け
て構成してなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、コージェネレーション設備の一つで、変電所からの送電系統と発 電機との並列運転により負荷への給電を行うように構成している給電制御装置に 関するもので、詳しくは、送電系統の停電発生時に特定負荷への給電を続行する ための運転制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

上記のような変電所からの送電系統と発電機との並列運転中に、送電系統側の 変電所の遮断器が開放され電力の供給が断たれる停電の発生時においても、発電 機を停止することなく、電力を供給し続け得ることが需要者の要望するところで ある。

【０００３】 ところで、従来一般のこの種の給電装置は、図２に示すように構成されていた 。図２において、１は送電系統であって、変電所２に遮断器３を介して接続され ており、複数の需要家Ａ，Ａ１，Ａ２，…へ給電するように分岐されている。４ はガスタービンなどの原動機５により駆動される発電機であって、一つの需要家 Ａにおける特定負荷である構内負荷６への給電を賄なえるだけの定格出力を有し ている。上記需要家Ａの受電点には主遮断器７が設置されているとともに、発電 機用遮断器８が設置されている。

【０００４】 このような構成の従来の給電装置においては、送電系統１と発電機４との並列 運転中に、送電系統１に停電が発生し、変電所２の遮断器３が断となった場合、 発電機４に上記一つの需要家Ａにおける構内負荷６に給電して発電機が過負荷と なるのみならず、送電系統１に分岐接続されている他の需要家Ａ１，Ａ２，…に も電力を供給することから、それら他の需要家Ａ１，Ａ２，…の負荷も加わり、 過大な過負荷を生じる。もちろん、停電の発生時には、需要家Ａにおいて、他の 需要家Ａ１，Ａ２，…からの負荷が発電機４に加わらないように主遮断器７を開 放する手段が講じられる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来の給電装置においては、送電系統１と発電機４との並 列運転中に停電が発生した場合、主遮断器７を開放することで発電機４に加わる 負荷を一つの需要家Ａの構内負荷６のみとすることができるけれども、停電発生 時から主遮断器７が開放されるまでには、ある時間を要し、その間に、発電機４ に過負荷が加わる。その結果、原動機５も過負荷となり、また発電機４の電圧お よび回転数が低下することになる。このうち、過負荷が最も重要な問題である。

【０００６】 以下、原動機５としてガスターヒンを使用した場合についてみてみると、ガス タービンは、例えばディーゼルエンジンやガスエンジンと比較して過負荷に耐え る能力を有している。しかし、過負荷が発生すると、ガスタービンの燃料流量が 増加し、かつ、回転数が低下するので、ガスタービンの排気温度が著しく上昇し て、ガスタービンを損傷する可能性がある。それゆえに、ガスタービンの排気温 度が一定以上に上昇したならば、ガスタービンを自動的に停止させる機構を設け るのが一般的であるが、そうすると、一つの需要家Ａにおける構内負荷６への給 電も停止されることになって、設備の運転停止、生産工程の攪乱などの不良事態 を招くことになる。

【０００７】 したがって、同量の過負荷に対して、その持続時間を短くすれば、すなわち、 短時間でガスタービンの出力を過負荷から定格値以下に低下させれれば、排気温 度の上昇が制限値内にあって、ガスタービンの運転を停止させずに継続させ得る ことが判る。

【０００８】 ところで、過負荷の大きさと運転継続可能な過負荷持続時間（以下、運転可能 時間と称す）との間には、ガスタービンの機種によって定まる一定の曲線で示さ れる関係があり、これを過負荷耐量曲線と称し、図３に示すような形態を有して いる。同図において、横軸は時間を、かつ縦軸はガスタービンの定格出力を１と した場合の過負荷の大きさを示し、太い曲線が過負荷とそれに耐える時間との関 係を示している。例えば、過負荷が２（定格出力の２倍）のとき、０．２秒を越 えると、ガスタービンが自動停止し、０．２秒以内にガスタービンの出力を定格 出力以下に低下すれば、排気温度の異常な上昇がなくてガスタービンの運転を持 続することを示している。つまり、図３の太い曲線の下部域が運転可能範囲であ る。

【０００９】 この考案は上記実情に鑑みてなされたもので、停電発生時の発電機過負荷の持 続時間を運転可能時間内に制限して、停電発生時においても特定負荷に対する給 電を確実に継続することができる給電制御装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、この考案に係る給電制御装置は、変電所からの送電 系統と発電機との並列運転により、上記発電機の定格出力以内に制限されている 特定負荷およびそれ以外の負荷へそれぞれ給電するように構成している給電制御 装置であって、上記並列運転時に送電系統に停電が発生したことを検出する停電 検出手段と、この停電検出手段による検出信号に基づいて、上記特定負荷以外の 負荷を上記発電機から切り離す負荷選択遮断器とを具備させたものである。

【００１１】 上記停電検出手段としては、発電機の過負荷を検出する手段、停電を直接検知 する手段、あるいは発電機から送電系統への逆潮流を検出する手段のいずれであ ってもよい。

【００１２】 また、上記停電検出手段による検出から負荷選択遮断器による負荷選択遮断ま での一連の動作を、０．２秒以内に行うように構成することが好ましい。

【００１３】

【作用】

この考案によれば、変電所からの送電系統と発電機との並列運転により特定負 荷およびそれ以外の負荷へそれぞれ給電している時に、送電系統に停電が発生し た場合、その停電検出信号に基づいて、特定負荷以外の負荷を切り離すことによ って、発電機に過負荷を加えることなく、この発電機の運転を継続させて特定負 荷への給電を保つことができる。

【００１４】 特に、停電の検出から特定負荷以外の負荷を発電機から切り離す負荷選択まで の一連の動作を０．２秒以内に行うようにすることによって、発電機およびその 原動機として好適なガスタービンの過負荷にともなう排気温度の上昇、損傷など の悪影響の発生を抑制しながら、発電機の継続運転による特定負荷への給電を確 保することができる。

【００１５】

【実施例】

以下、この考案の一実施例を図面にもとづいて説明する。 図１は、この考案の一実施例による給電制御装置の系統図であり、同図におい て、１〜８は図２に示す従来例と同一の構成要素であるため、該当部分に同一の 符号を付して、それらの詳しい説明を省略する。

【００１６】 図１において、９は発電機４側に設けられた過負荷継電器で、送電系統１が停 電して発電機４が過負荷となった時にその過負荷を検出するもので、停電検出手 段の一例となる。１０は負荷選択遮断器で、一つの需要家Ａにおける構内負荷６ を分割してなる重要負荷（特定負荷）６Ａと一般負荷６Ｂとの間に介在され、上 記過負荷継電器９による過負荷検出信号を受けて、上記一般負荷６Ｂを発電機４ から切り離し、発電機４の定格出力以内に制限されている上記重要負荷６Ａのみ への給電を保持する。なお、過負荷検出から負荷選択遮断器１０による一般負荷 ６Ｂの切り離しまでの一連の動作を、０．２秒以内に行うようにするために、過 負荷継電器９および負荷選択遮断器１０としては高速度動作形のものを使用し、 それら両者間の信号伝達回路（図示せず）に設けられるシーケンスリレーの数を なるべく少なくするか、または、過負荷継電器９で直接、負荷選択遮断器１０を 断にする方式とすることが望ましい。

【００１７】 上記構成の給電制御装置によれば、送電系統１と発電機４との並列運転中に、 送電系統１に停電が発生した場合、その停電の発生と同時に発電機４が過負荷と なり、その過負荷が過負荷継電器９で検出され、その検出信号に基づいて負荷選 択遮断器１０が０．２秒以内に動作して構内負荷６のうち、一般負荷６Ｂが発電 機４から切り離され、重要負荷６Ａのみへの給電が保持される。したがって、発 電機４の過負荷がガスタービン５の運転可能時間内に解除されて、排気温度の異 常な上昇やそれにともなうガスタービン５の損傷などを招くことなく、重要負荷 ６Ａへの給電を保持することができる。

【００１８】 なお、上記実施例では、停電検出手段として、発電機４の過負荷を検出する過 負荷継電器９を使用したもので説明したが、これ以外に、停電を直接検知して上 記負荷選択遮断器１０を断にする手段であっても、また、図１の仮想線で示すよ うに、送電系統１側に高速度不足電力継電器１１を設置して、停電時にＡ１，Ａ ２，…がない場合には変電所からの送電電力が０となることを検出し、Ａ１，Ａ ２，…がある場合には発電機４から送電系統１へ発生する逆潮流現象を検出して 上記負荷選択遮断器１０を断にする手段であってもよい。さらに、上記発電機４ の過負荷を検出する過負荷継電器９と電力が０であることあるいは逆潮流現象を 検出する高速度不足電力継電器１１とを併用してもよい。

【００１９】 また、発電機４の原動機としては、上記したようにガスタービンが最適である が、それ以外に、ディーゼルエンジンやガスエンジンなどを使用してもよい。た だし、ガスタービン以外の原動機を使用する場合は、図３に示す過負荷耐量曲線 が異なるため、それに応じて、過負荷検出から負荷選択遮断器１０による一般負 荷６Ｂの切り離しまでの一連の動作時間を設定する必要がある。

【００２０】

【考案の効果】

以上のように、この考案によれば、送電系統と発電機との並列運転中に、送電 系統に停電が発生したとき、その停電検出に基づいて特定負荷以外の負荷を発電 機から切り離すことが可能で、これによって、停電時にも発電機に過負荷を加え ることなく、この発電機の運転を継続させて特定負荷への給電を保つことができ る。したがって、発電機の原動機の過負荷現象にともなう温度の異常上昇や熱的 損傷などを招くことなく、運転を継続して、設備の運転停止、生産工程の攪乱な どの不良事態の発生を確実に防止することができる。

【００２１】 特に、停電の検出から特定負荷以外の負荷を発電機から切り離す負荷選択まで の一連の動作を０．２秒以内に行うようにすることによって、発電機およびその 原動機として好適なガスタービンの過負荷にともなう排気温度の上昇、損傷など の悪影響の発生を抑制しながら、発電機の継続運転による特定負荷への給電を確 保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例による給電制御装置の系統
図である。

【図２】従来一般の給電装置の系統図である。

【図３】過負荷耐量曲線を示す図である。

【符号の説明】

１ 送電系統 ２ 変電所 ４ 発電機 ５ 原動機（ガスタービン） ６ 構内負荷 ６Ａ 重要負荷（特定負荷） ６Ｂ その他の負荷 ９ 過負荷継電器（停電検出手段の一例） １０ 負荷選択遮断器 １１ 高速度不足電力継電器（停電検出手段の他の例）

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 変電所からの送電系統と発電機との並列
   運転により、上記発電機の定格出力以内に制限されてい
   る特定負荷およびそれ以外の負荷へそれぞれ給電するよ
   うに構成している給電制御装置であって、上記並列運転
   時に送電系統に停電が発生したことを検出する停電検出
   手段と、この停電検出手段による検出信号に基づいて、
   上記特定負荷以外の負荷を上記発電機から切り離す負荷
   選択遮断器とを具備させたことを特徴とする給電制御装
   置。
2. 【請求項２】 上記停電検出手段が、発電機の過負荷を
   検出する手段である請求項１の給電制御装置。
3. 【請求項３】 上記停電検出手段が、停電を直接検知す
   る手段である請求項１の給電制御装置。 【請求項３】 上記停電検出手段が、受電電力が０とな
   ることあるいは発電機から送電系統への逆潮流を検出す
   る手段である請求項１の給電制御装置。
4. 【請求項４】 上記停電検出手段による検出から負荷選
   択遮断器による負荷選択遮断までの一連の動作が、０．
   ２秒以内に行われるように構成されている請求項１の給
   電制御装置。