JPH07245872A - 可変速発電電動機 - Google Patents
可変速発電電動機Info
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- JPH07245872A JPH07245872A JP6034315A JP3431594A JPH07245872A JP H07245872 A JPH07245872 A JP H07245872A JP 6034315 A JP6034315 A JP 6034315A JP 3431594 A JP3431594 A JP 3431594A JP H07245872 A JPH07245872 A JP H07245872A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 主変圧器の高圧側の電圧に基づいて事故復帰
を検出することにより、事故点除去と同時に交流化動作
のリセットを行なうことで系統へ不要な電流を流すこと
を防止し、励磁システムの早期復旧を可能とする。 【構成】 発電電動機の2次側に交流励磁電流を供給す
る電力変換器2と、発電時には発電電動機を駆動し揚水
時には発電電動機により駆動される水車ポンプ4と、電
力変換器3を制御する制御装置55と、主変圧器7Mの高
圧側で検出された出力と設定値との比較を行ない検出さ
れた出力が設定値より大きい場合には信号を出力するレ
ベル比較器CPと、系統事故などで電力変換器の機能が
停止した場合に1次巻線に交流分を発生させる直流を2
次巻線に供給する直流電源10から構成される。
を検出することにより、事故点除去と同時に交流化動作
のリセットを行なうことで系統へ不要な電流を流すこと
を防止し、励磁システムの早期復旧を可能とする。 【構成】 発電電動機の2次側に交流励磁電流を供給す
る電力変換器2と、発電時には発電電動機を駆動し揚水
時には発電電動機により駆動される水車ポンプ4と、電
力変換器3を制御する制御装置55と、主変圧器7Mの高
圧側で検出された出力と設定値との比較を行ない検出さ
れた出力が設定値より大きい場合には信号を出力するレ
ベル比較器CPと、系統事故などで電力変換器の機能が
停止した場合に1次巻線に交流分を発生させる直流を2
次巻線に供給する直流電源10から構成される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、可変速発電電動機に係
り、電力系統にて故障が発生した時の発電電動機の一次
側に流れる故障電流の交流化動作において、発電電動機
の2次巻線を直流励磁することによる発電電動機の内部
電圧と系統電圧との位相のずれから生じる遮断器解放後
の発電電動機の端子電圧の回復遅れ時に交流化を速やか
に停止させ、遮断器解放後の交流化動作による系統保護
システムに与える影響を防止する可変速発電電動機に関
するものである。
り、電力系統にて故障が発生した時の発電電動機の一次
側に流れる故障電流の交流化動作において、発電電動機
の2次巻線を直流励磁することによる発電電動機の内部
電圧と系統電圧との位相のずれから生じる遮断器解放後
の発電電動機の端子電圧の回復遅れ時に交流化を速やか
に停止させ、遮断器解放後の交流化動作による系統保護
システムに与える影響を防止する可変速発電電動機に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、可変速発電電動機の一つとし
て、例えば可変速揚水発電システムが用いられている。
以下に、従来の可変速発電電動機の構成を図4の構成図
を参照して説明する。
て、例えば可変速揚水発電システムが用いられている。
以下に、従来の可変速発電電動機の構成を図4の構成図
を参照して説明する。
【0003】本システムは、回転子1に三相交流励磁電
流を供給される構成の可変速発電電動機(以下、発電電
動機と言う。)、発電電動機の2次側(2次巻線)に可
変交流励磁電流を供給する電力変換器3と、発電時には
発電電動機を駆動し、揚水時には発電電動機により駆動
される水車ポンプ4と、電力変換器3を制御する制御装
置5から構成される。
流を供給される構成の可変速発電電動機(以下、発電電
動機と言う。)、発電電動機の2次側(2次巻線)に可
変交流励磁電流を供給する電力変換器3と、発電時には
発電電動機を駆動し、揚水時には発電電動機により駆動
される水車ポンプ4と、電力変換器3を制御する制御装
置5から構成される。
【0004】発電電動機の1次側(1次巻線)は、遮断
器6、主変圧器7Mを介して系統2に接続されている。
電力変換器3は、制御装置5からの2次電流の位相・波
高値を制御する2次電流指令信号により電流変換を行こ
ない、主変圧器7Mの低圧側と接続された変換器変圧器
8を介して降圧された電圧から、所定の交流電流を発電
電動機の2次側(2次巻線)へ制御装置5から指令され
た電流を出力する。
器6、主変圧器7Mを介して系統2に接続されている。
電力変換器3は、制御装置5からの2次電流の位相・波
高値を制御する2次電流指令信号により電流変換を行こ
ない、主変圧器7Mの低圧側と接続された変換器変圧器
8を介して降圧された電圧から、所定の交流電流を発電
電動機の2次側(2次巻線)へ制御装置5から指令され
た電流を出力する。
【0005】制御装置5は、発電電動機の回転子1の回
転位相ωと系統Aの系統周波数fに基づき回転子1の回
転磁界が系統周波数fに同期するように電力変換器3か
ら出力される出力電流、すなわち発電電動機の2次巻線
に供給される2次電流の位相を制御する。図示していな
い検出器により検出された回転子の回転磁界の速度に基
づき、系統周波数fと回転子1のすべりsを求め、回転
子1の速度はf(1−s)であり、回転子1の2次巻線
をすべりsに相当する周波数の交流励磁電流を供給し位
相を系統周波数fの位相に対して一定の位相差を保つこ
とで回転子1により発生する回転磁界はすべり零(同期
速度)で回転し、固定子2の回転磁界の速度と同一にな
る。
転位相ωと系統Aの系統周波数fに基づき回転子1の回
転磁界が系統周波数fに同期するように電力変換器3か
ら出力される出力電流、すなわち発電電動機の2次巻線
に供給される2次電流の位相を制御する。図示していな
い検出器により検出された回転子の回転磁界の速度に基
づき、系統周波数fと回転子1のすべりsを求め、回転
子1の速度はf(1−s)であり、回転子1の2次巻線
をすべりsに相当する周波数の交流励磁電流を供給し位
相を系統周波数fの位相に対して一定の位相差を保つこ
とで回転子1により発生する回転磁界はすべり零(同期
速度)で回転し、固定子2の回転磁界の速度と同一にな
る。
【0006】以上のように、本システムは、回転子1の
速度を同期速度に拘束されることなく効率が最高となる
回転数運転できるため、高効率発電運転や揚水時の電力
調整が可能となり夜間電力の調整に大いに貢献すること
ができる。
速度を同期速度に拘束されることなく効率が最高となる
回転数運転できるため、高効率発電運転や揚水時の電力
調整が可能となり夜間電力の調整に大いに貢献すること
ができる。
【0007】以上のようなシステムにおいて、発電電動
機が接続されている系統Aに三相地絡故障や三相短絡故
障が発生した場合、発電電動機に故障電流が流れること
で過渡的に2次巻線に直流電流が誘起され過電圧が生じ
る。この過電圧による電力変換器3に有する変換器素子
の破壊を防止するため2次巻線に接続された図示してい
ない過電圧保護装置を動作させ2次巻線側の回路を短絡
させ過電圧を防止する。 また、電力変換器3に入力さ
れる電圧も急激に降下するため機能を一次停止すること
になる。電力変換器3の機能停止にともない、2次巻線
への励磁電流の供給も停止するので、発電電動機の1次
巻線に流れる故障電流に含まれる交流分が小さくなり零
クロスしなくなるため故障電流を遮断する遮断器6が直
流遮断を起こす恐れがある。
機が接続されている系統Aに三相地絡故障や三相短絡故
障が発生した場合、発電電動機に故障電流が流れること
で過渡的に2次巻線に直流電流が誘起され過電圧が生じ
る。この過電圧による電力変換器3に有する変換器素子
の破壊を防止するため2次巻線に接続された図示してい
ない過電圧保護装置を動作させ2次巻線側の回路を短絡
させ過電圧を防止する。 また、電力変換器3に入力さ
れる電圧も急激に降下するため機能を一次停止すること
になる。電力変換器3の機能停止にともない、2次巻線
への励磁電流の供給も停止するので、発電電動機の1次
巻線に流れる故障電流に含まれる交流分が小さくなり零
クロスしなくなるため故障電流を遮断する遮断器6が直
流遮断を起こす恐れがある。
【0008】1次側の遮断器6は直流遮断ができないた
め、故障電流の交流分が減少する現象を防止するため電
力変換器3の機能が停止した場合は、スイッチ9で直流
電源10を選択し、この直流電源10から2次巻線を直接励
磁し故障電流の交流分を確保している。なお、三相巻線
が施されている回転子巻線1のうちU,V,W相の端子
に直流電源10のP,N極をどのように接続するかは、予
め特定している。
め、故障電流の交流分が減少する現象を防止するため電
力変換器3の機能が停止した場合は、スイッチ9で直流
電源10を選択し、この直流電源10から2次巻線を直接励
磁し故障電流の交流分を確保している。なお、三相巻線
が施されている回転子巻線1のうちU,V,W相の端子
に直流電源10のP,N極をどのように接続するかは、予
め特定している。
【0009】以上のように系統故障時、一時電力変換器
が機能停止した時に1次故障電流の交流分が減少して遮
断器動作時に直流しゃ断とならないよう電力変換器を直
流電源に切替て交流分を確保することを交流化動作と称
している。
が機能停止した時に1次故障電流の交流分が減少して遮
断器動作時に直流しゃ断とならないよう電力変換器を直
流電源に切替て交流分を確保することを交流化動作と称
している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】以上のような系統故障
時に2次巻線を直流励磁する故障時交流化を行なった場
合、次のような不具合があった。系統故障時電力変換器
3が停止したとき、2次巻線に直流電流を流すことによ
り1次側の故障電流を交流化することができるが、回転
子1があるすべりをもって回転しているので系統Aの位
相は必ずしも一致せず、ずれてしまい、この直流励磁電
流により生じる発電電動機の出力電圧位相が時間ととも
に変動してしまう。
時に2次巻線を直流励磁する故障時交流化を行なった場
合、次のような不具合があった。系統故障時電力変換器
3が停止したとき、2次巻線に直流電流を流すことによ
り1次側の故障電流を交流化することができるが、回転
子1があるすべりをもって回転しているので系統Aの位
相は必ずしも一致せず、ずれてしまい、この直流励磁電
流により生じる発電電動機の出力電圧位相が時間ととも
に変動してしまう。
【0011】故障地点が2回線ラインの一方で起きた場
合は故障ラインの遮断器が開放されるとただちに電圧が
回復しなければならないが、以上のような故障時交流化
を行なった場合、タイミングによっては前記位相のずれ
が大きくなり発電電動機の出力が系統電圧を抑制する方
向に作用するので、発電電動機の出力電圧の回復が遅い
場合が出てくる。故障時交流化は系統故障発生後、電力
変換器3が停止したことで動作し、事故点が遮断器6に
より除去され、系統電圧が回復したことで停止するよう
に制御され、交流化動作停止後、電力変換器3を再動作
させて通常運転に復帰する。
合は故障ラインの遮断器が開放されるとただちに電圧が
回復しなければならないが、以上のような故障時交流化
を行なった場合、タイミングによっては前記位相のずれ
が大きくなり発電電動機の出力が系統電圧を抑制する方
向に作用するので、発電電動機の出力電圧の回復が遅い
場合が出てくる。故障時交流化は系統故障発生後、電力
変換器3が停止したことで動作し、事故点が遮断器6に
より除去され、系統電圧が回復したことで停止するよう
に制御され、交流化動作停止後、電力変換器3を再動作
させて通常運転に復帰する。
【0012】従来の制御装置では系統電圧の回復を発電
電動機端子電圧を検出して電圧レベルが定格に近い値ま
で復帰した時点でスイッチ9を開放し故障時交流化を解
除し、電力変換器3を再動作するように制御している。
電動機端子電圧を検出して電圧レベルが定格に近い値ま
で復帰した時点でスイッチ9を開放し故障時交流化を解
除し、電力変換器3を再動作するように制御している。
【0013】前述したように遮断器6が開放する時点で
の位相のずれが大きいと、発電電動機端子電圧は定格ま
では回復せず、位相差が小さくなるまで待たねばならな
い。よって、系統故障時交流化の停止が遅れ従って故障
点が除去されたにもかかわらず交流化動作が継続するの
で発電電動機から不要な電流を流すことになる。このこ
とは発電電動機の近傍の系統保護リレ―に対して誤動作
を起こさせる恐れがあった。一方、発電電動機と水車/
ポンプ4に於いては系統故障中、水車/ポンプ4の機械
入力と発電電動機の電気出力の間で不均衡が生じ、差分
のエネルギ―により発電電動機および水車/ポンプ4が
加速され、速度制御範囲から逸脱する恐れがあり、加速
期間を短くするために系統故障が復旧した後、速やかに
発電電動機が通常運転に復旧することが必要とされてい
た。
の位相のずれが大きいと、発電電動機端子電圧は定格ま
では回復せず、位相差が小さくなるまで待たねばならな
い。よって、系統故障時交流化の停止が遅れ従って故障
点が除去されたにもかかわらず交流化動作が継続するの
で発電電動機から不要な電流を流すことになる。このこ
とは発電電動機の近傍の系統保護リレ―に対して誤動作
を起こさせる恐れがあった。一方、発電電動機と水車/
ポンプ4に於いては系統故障中、水車/ポンプ4の機械
入力と発電電動機の電気出力の間で不均衡が生じ、差分
のエネルギ―により発電電動機および水車/ポンプ4が
加速され、速度制御範囲から逸脱する恐れがあり、加速
期間を短くするために系統故障が復旧した後、速やかに
発電電動機が通常運転に復旧することが必要とされてい
た。
【0014】本発明は、系統にて三相地絡又は三相短絡
が生じたとき、電力変換器3の停止に伴って生ずる恐れ
のある直流遮断の回避の手段である交流化動作におい
て、発電電動機の2次巻線を直流励磁することによる発
電電動機1の1次電流の系統との位相のずれから生ずる
遮断器開放後の系統電圧の回復遅れを短くし、交流化を
速やかに停止させ、遮断器開放後の交流化動作による系
統保護システムに与える影響を防止することを目的とす
る。
が生じたとき、電力変換器3の停止に伴って生ずる恐れ
のある直流遮断の回避の手段である交流化動作におい
て、発電電動機の2次巻線を直流励磁することによる発
電電動機1の1次電流の系統との位相のずれから生ずる
遮断器開放後の系統電圧の回復遅れを短くし、交流化を
速やかに停止させ、遮断器開放後の交流化動作による系
統保護システムに与える影響を防止することを目的とす
る。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、[請求項1]記載発明は、1次巻線が遮断器と変圧
器を介し電力系統に接続され、2次巻線が交流励磁され
る発電電動機と、前記変圧器の低圧側を介して降圧され
た信号に基づいて所定の演算処理を施し前記2次巻線を
交流励磁を行なう電力変換器と、発電電動機の回転子の
回転位相と電力系統の系統周波数に基づき回転子の回転
磁界が系統周波数に同期するように前記電力変換器から
出力する励磁電流を制御する制御装置と、系統事故発生
時に前記制御装置により機能停止された前記電力変換器
の代わりに前記2次巻線に直流を供給する直流電源とを
有する可変速発電電動機において、系統事故発生時に機
能停止された前記電力変換器のかわりに前記直流電源に
て前記2次巻線に直流を供給した場合、前記遮断器が開
放された後、前記変圧器の高圧側で検出される検出出力
と予め設定された設定値との比較を行ない検出出力が設
定値以上になった場合に前記2次巻線への前記直流電源
からの供給を停止させることを特徴とする。
に、[請求項1]記載発明は、1次巻線が遮断器と変圧
器を介し電力系統に接続され、2次巻線が交流励磁され
る発電電動機と、前記変圧器の低圧側を介して降圧され
た信号に基づいて所定の演算処理を施し前記2次巻線を
交流励磁を行なう電力変換器と、発電電動機の回転子の
回転位相と電力系統の系統周波数に基づき回転子の回転
磁界が系統周波数に同期するように前記電力変換器から
出力する励磁電流を制御する制御装置と、系統事故発生
時に前記制御装置により機能停止された前記電力変換器
の代わりに前記2次巻線に直流を供給する直流電源とを
有する可変速発電電動機において、系統事故発生時に機
能停止された前記電力変換器のかわりに前記直流電源に
て前記2次巻線に直流を供給した場合、前記遮断器が開
放された後、前記変圧器の高圧側で検出される検出出力
と予め設定された設定値との比較を行ない検出出力が設
定値以上になった場合に前記2次巻線への前記直流電源
からの供給を停止させることを特徴とする。
【0016】[請求項2]記載発明は、前記遮断器が開
放された後、前記変圧器の高圧側で検出される検出電圧
と予め定められた設定電圧との比較を行ない、検出電圧
が設定電圧以上になった場合に前記2次巻線への前記直
流電源からの供給を停止させることを特徴とする。
放された後、前記変圧器の高圧側で検出される検出電圧
と予め定められた設定電圧との比較を行ない、検出電圧
が設定電圧以上になった場合に前記2次巻線への前記直
流電源からの供給を停止させることを特徴とする。
【0017】[請求項3]記載発明は、[請求項2]ま
たは[請求項3]記載発明において前記開放手段により
前記遮断器が開放された後、前記変圧器の高圧側で検出
される検出出力と予め設定された設定値との比較を行な
い検出出力が設定値以上になった場合に前記2次巻線へ
の前記直流電源からの供給が停止された後、電力変換器
を再動作させることを特徴とする。
たは[請求項3]記載発明において前記開放手段により
前記遮断器が開放された後、前記変圧器の高圧側で検出
される検出出力と予め設定された設定値との比較を行な
い検出出力が設定値以上になった場合に前記2次巻線へ
の前記直流電源からの供給が停止された後、電力変換器
を再動作させることを特徴とする。
【0018】
【作用】[請求項1],[請求項2],[請求項3]記
載発明によれば、系統事故が遮断機開放により除去され
ると系統電圧が回復した時、系統電圧が回復したことを
検出するのに発電電動機の出力端でなく、主変圧器の高
圧側(系統側)で電圧を検出するほうが主変圧器の内部
インピ−ダンスによる電圧降下がないため、正確に系統
側の電圧を検出することができ、この検出出力と予め設
定された設定値を比較することで交流化動作をリセット
できるので、系統に対して不要な電流を流すことを防止
できる。
載発明によれば、系統事故が遮断機開放により除去され
ると系統電圧が回復した時、系統電圧が回復したことを
検出するのに発電電動機の出力端でなく、主変圧器の高
圧側(系統側)で電圧を検出するほうが主変圧器の内部
インピ−ダンスによる電圧降下がないため、正確に系統
側の電圧を検出することができ、この検出出力と予め設
定された設定値を比較することで交流化動作をリセット
できるので、系統に対して不要な電流を流すことを防止
できる。
【0019】
【実施例】本発明の実施例を図を参照して以下説明す
る。図1は、本実施例の可変速発電電動機の構成図を示
すものである。本システムは、回転子1に三相交流励磁
電流を供給される構成の可変速発電電動機(以下、発電
電動機1と言う。)、発電電動機の2次側(2次巻線)
に可変交流励磁電流を供給する電力変換器3と、発電時
には発電電動機を駆動し、揚水時には発電電動機により
駆動される水車/ポンプ4と、電力変換器3を制御する
制御装置55から構成される。
る。図1は、本実施例の可変速発電電動機の構成図を示
すものである。本システムは、回転子1に三相交流励磁
電流を供給される構成の可変速発電電動機(以下、発電
電動機1と言う。)、発電電動機の2次側(2次巻線)
に可変交流励磁電流を供給する電力変換器3と、発電時
には発電電動機を駆動し、揚水時には発電電動機により
駆動される水車/ポンプ4と、電力変換器3を制御する
制御装置55から構成される。
【0020】発電電動機の1次側(1次巻線)は、主変
圧器7Mを介して系統Aに接続されている。電力変換器
3は、主変圧器7Mの低圧側と接続された変換器変圧器
5を介して降圧された信号を入力し、所定の演算処理を
施し発電電動機の2次側(2次巻線)に出力する。ま
た、逆に可変周波数の電力を商用周波数の電力に変換し
て、系統Aに回生し、双方向の電力変換を行なう。
圧器7Mを介して系統Aに接続されている。電力変換器
3は、主変圧器7Mの低圧側と接続された変換器変圧器
5を介して降圧された信号を入力し、所定の演算処理を
施し発電電動機の2次側(2次巻線)に出力する。ま
た、逆に可変周波数の電力を商用周波数の電力に変換し
て、系統Aに回生し、双方向の電力変換を行なう。
【0021】レベル比較器CPは、主変圧器7Mの高圧
側(系統に接続される側)に設けられた電圧検出器Sで
検出された出力と予め設定された設定値との比較を行な
い、検出された出力が設定値より大きい場合に信号を出
力する。
側(系統に接続される側)に設けられた電圧検出器Sで
検出された出力と予め設定された設定値との比較を行な
い、検出された出力が設定値より大きい場合に信号を出
力する。
【0022】通常、設定値は系統が正常電圧であると判
定できる値である。例えば、定格電圧の約85%〜90%。
直流電源10は、系統事故などで電力変換器3の機能が停
止した場合に1次巻線に交流分を発生させ、2次巻線に
発生する電流がゼロ点を切るような直流を供給する。
定できる値である。例えば、定格電圧の約85%〜90%。
直流電源10は、系統事故などで電力変換器3の機能が停
止した場合に1次巻線に交流分を発生させ、2次巻線に
発生する電流がゼロ点を切るような直流を供給する。
【0023】通常、故障電流は故障発生直後はゼロクロ
スしないが直流分が徐々に減衰するので遮断器が動作す
る時間までにはゼロクロスするようになる。ところが、
可変速機の場合は過電圧保護装置が動作するとき変換器
が停止するので励磁電流がなくなり、一次側の交流分が
小さくなるのでゼロクロスしにくくなる。
スしないが直流分が徐々に減衰するので遮断器が動作す
る時間までにはゼロクロスするようになる。ところが、
可変速機の場合は過電圧保護装置が動作するとき変換器
が停止するので励磁電流がなくなり、一次側の交流分が
小さくなるのでゼロクロスしにくくなる。
【0024】図2は、系統事故発生時の故障電流の動作
を示す減衰特性図である。図2の(A)は、定速機の場
合の故障電流の減衰状態を示すものである。時刻t1に
系統事故が発生すると、電流は過渡的に上がり時間と共
に減衰しゼロ点を切り、時刻t2に遮断器を解放する。
図中の点線は、過渡直流分を示すものである。
を示す減衰特性図である。図2の(A)は、定速機の場
合の故障電流の減衰状態を示すものである。時刻t1に
系統事故が発生すると、電流は過渡的に上がり時間と共
に減衰しゼロ点を切り、時刻t2に遮断器を解放する。
図中の点線は、過渡直流分を示すものである。
【0025】図2の(B)は、従来の可変速機の場合の
故障電流の減衰状態を示すものである。時刻t1に系統
事故が発生すると、図3の(A)と同様に電流は過渡的
に上がり時間と共に減衰するが、1次側の交流分が小さ
いため時刻t2でゼロ点通過しない。
故障電流の減衰状態を示すものである。時刻t1に系統
事故が発生すると、図3の(A)と同様に電流は過渡的
に上がり時間と共に減衰するが、1次側の交流分が小さ
いため時刻t2でゼロ点通過しない。
【0026】時刻t2で遮断すると直流遮断を起こす。
図2(C)は、本実施例の可変速機の場合の故障電流の
減衰状態を示すものである。時刻t1に系統事故が発生
すると、図3の(B)と同様に電流は過渡的に上がり時
間と共に減衰するが、交流化動作を行なうことで交流分
の振幅が大きくなりゼロ点通過するようになるので、遮
断器が開放動作をおこなう前に交流化動作をおこなう。
図2(C)は、本実施例の可変速機の場合の故障電流の
減衰状態を示すものである。時刻t1に系統事故が発生
すると、図3の(B)と同様に電流は過渡的に上がり時
間と共に減衰するが、交流化動作を行なうことで交流分
の振幅が大きくなりゼロ点通過するようになるので、遮
断器が開放動作をおこなう前に交流化動作をおこなう。
【0027】制御装置55は、発電電動機の回転子1の回
転位相ωと系統Aの系統周波数fに基づき回転子1の回
転磁界が1次側系統周波数f1に同期するように電力変
換器3から出力される出力電流、すなわち発電電動機の
2次巻線に供給される2次電流の位相を制御する。図示
していない検出器により検出された回転子1の回転磁界
の速度に基づき、系統周波数fと回転子1のすべりsを
求め、回転子1の速度はf(1−s)であり、回転子1
の2次巻線をすべりsに相当する周波数の交流励磁電流
を供給し位相を合わせることで回転子1により発生する
回転磁界はすべり零(同期速度)で回転し、固定子1の
回転磁界の速度と同一になる。
転位相ωと系統Aの系統周波数fに基づき回転子1の回
転磁界が1次側系統周波数f1に同期するように電力変
換器3から出力される出力電流、すなわち発電電動機の
2次巻線に供給される2次電流の位相を制御する。図示
していない検出器により検出された回転子1の回転磁界
の速度に基づき、系統周波数fと回転子1のすべりsを
求め、回転子1の速度はf(1−s)であり、回転子1
の2次巻線をすべりsに相当する周波数の交流励磁電流
を供給し位相を合わせることで回転子1により発生する
回転磁界はすべり零(同期速度)で回転し、固定子1の
回転磁界の速度と同一になる。
【0028】また、レベル比較器CPから信号が出力さ
れると、電力変換器3の機能を停止させ、直流電源10か
らスイッチ9を介して2次巻線に直流電流を供給し、交
流化動作を行ない発電電動機の1次側の交流分を確保す
る。
れると、電力変換器3の機能を停止させ、直流電源10か
らスイッチ9を介して2次巻線に直流電流を供給し、交
流化動作を行ない発電電動機の1次側の交流分を確保す
る。
【0029】以上の構成により、系統事故が発生した場
合、レベル比較器CPの信号により制御装置55は電力変
換器3の機能停止を行なうとともに、直流電源10から2
次巻線に励磁電流を供給させる。遮断器6解放により事
故点が送電線回路から除去されると、2回線送電線の場
合、系統電圧が復旧する。
合、レベル比較器CPの信号により制御装置55は電力変
換器3の機能停止を行なうとともに、直流電源10から2
次巻線に励磁電流を供給させる。遮断器6解放により事
故点が送電線回路から除去されると、2回線送電線の場
合、系統電圧が復旧する。
【0030】遮断器6解放時の発電電動機の内部起電圧
と発電電動機の出力端電圧と主変圧器の高圧側電圧と系
統電圧の状態を、図3の電圧分布図(A),電圧ベクト
ル図(B)とを用いて説明する。
と発電電動機の出力端電圧と主変圧器の高圧側電圧と系
統電圧の状態を、図3の電圧分布図(A),電圧ベクト
ル図(B)とを用いて説明する。
【0031】故障点の回線の遮断器6が開放すると健全
である側の回線の電圧が回復する。そのときの電圧分布
は図3の(A)のようになる。すなわち、発電電動機の
内部一定電圧VGと系統電圧VLが発電機内部インピ―
ダンスZGと主変圧器7Mのインピ―ダンスZTと送電
線のインピ―ダンスZLを介して接続される。従って、
発電電動機の内部一定電圧VGと系統電圧VLの電圧差
はこれらのインピ―ダンスの比で分圧される。主変圧器
7Mのインピ―ダンスZTは送電線のインピ―ダンスZ
Lに比べて大きいので主変圧器7Mの高圧側の電圧V2
は主変圧器7Mの低圧側V1に比べて系統電圧VLによ
り近い値を示す。よって系統電圧信号を主変圧器7Mの
高圧側からとればより速く系統電圧の回復を検出するこ
とができる。
である側の回線の電圧が回復する。そのときの電圧分布
は図3の(A)のようになる。すなわち、発電電動機の
内部一定電圧VGと系統電圧VLが発電機内部インピ―
ダンスZGと主変圧器7Mのインピ―ダンスZTと送電
線のインピ―ダンスZLを介して接続される。従って、
発電電動機の内部一定電圧VGと系統電圧VLの電圧差
はこれらのインピ―ダンスの比で分圧される。主変圧器
7Mのインピ―ダンスZTは送電線のインピ―ダンスZ
Lに比べて大きいので主変圧器7Mの高圧側の電圧V2
は主変圧器7Mの低圧側V1に比べて系統電圧VLによ
り近い値を示す。よって系統電圧信号を主変圧器7Mの
高圧側からとればより速く系統電圧の回復を検出するこ
とができる。
【0032】すなわち、発電電動機内部一定電圧VGと
系統電圧V2との電圧位相θが大きくずれていた場合、
発電電動機出力端V1は定格より非常に低い値となる。
主変圧器7Mの高圧側の電圧V2は系統側であるため、
電圧位相差θの影響を大きく受けず定格に近い値を得る
ことができる。従って、電圧検出器Sの出力レベルをレ
ベル比較器CPで検出し、この信号で交流化動作をリセ
ットする。
系統電圧V2との電圧位相θが大きくずれていた場合、
発電電動機出力端V1は定格より非常に低い値となる。
主変圧器7Mの高圧側の電圧V2は系統側であるため、
電圧位相差θの影響を大きく受けず定格に近い値を得る
ことができる。従って、電圧検出器Sの出力レベルをレ
ベル比較器CPで検出し、この信号で交流化動作をリセ
ットする。
【0033】以上により、従来は交流化動作をリセット
するには発電電動機と系統の電圧位相差が小さくなるま
で待つ必要があったが、本実施例によれば事故点除去と
同時に交流化動作をリセットできるので系統に対して不
要な電流を流すことを防止できるとともに、励磁装置で
ある電力変換器の通常運転への復旧を早めることがで
き、系統故障時の機械入力と電気入力の不均衡による水
車/ポンプの過速度化を抑制することができる。
するには発電電動機と系統の電圧位相差が小さくなるま
で待つ必要があったが、本実施例によれば事故点除去と
同時に交流化動作をリセットできるので系統に対して不
要な電流を流すことを防止できるとともに、励磁装置で
ある電力変換器の通常運転への復旧を早めることがで
き、系統故障時の機械入力と電気入力の不均衡による水
車/ポンプの過速度化を抑制することができる。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、主変圧器の高圧側の電
圧に基づいて系統事故復帰を検出することにより、系統
上の事故点の除去と同時に交流化動作のリセットを行な
うことで系統へ不要な電流を流すことを防止し、励磁シ
ステムの速やかな復旧を可能とする可変速発電電動機を
得ることができる。
圧に基づいて系統事故復帰を検出することにより、系統
上の事故点の除去と同時に交流化動作のリセットを行な
うことで系統へ不要な電流を流すことを防止し、励磁シ
ステムの速やかな復旧を可能とする可変速発電電動機を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例の可変速発電電動機の構成図。
【図2】系統事故発生時の1次側電流の減衰特性図。
【図3】本実施例の遮断器解放時の電圧分布図、電圧ベ
クトル図。
クトル図。
【図4】従来の可変速発電電動機の構成図。
1…回転子、2…固定子、3…電力変換装置、4…水車
/ポンプ、5,55…制御装置、6…遮断器、7…主変圧
器、8…変換器変圧器、9…スイッチ、10…直流電源、
A…系統、S…電圧検出器、CP…比較器、VG…発電
電動機内部電圧、V1…発電電動機端子電圧、V2…主
変圧器高圧側電圧、VL…系統電圧、ZL…発電電動機
内部インピ―ダンス、ZT…主変圧器インピ―ダンス、
ZL…系統インピ―ダンス、θ…電圧位相差。
/ポンプ、5,55…制御装置、6…遮断器、7…主変圧
器、8…変換器変圧器、9…スイッチ、10…直流電源、
A…系統、S…電圧検出器、CP…比較器、VG…発電
電動機内部電圧、V1…発電電動機端子電圧、V2…主
変圧器高圧側電圧、VL…系統電圧、ZL…発電電動機
内部インピ―ダンス、ZT…主変圧器インピ―ダンス、
ZL…系統インピ―ダンス、θ…電圧位相差。
Claims (3)
- 【請求項1】 1次巻線が遮断器と変圧器を介し電力系
統に接続され、2次巻線が交流励磁される発電電動機
と、前記変圧器の低圧側を介して降圧された信号に基づ
いて所定の演算処理を施し前記2次巻線を交流励磁を行
なう電力変換器と、発電電動機の回転子の回転位相と電
力系統の系統周波数に基づき回転子の回転磁界が系統周
波数に同期するように前記電力変換器から出力する励磁
電流を制御する制御装置と、系統事故発生時に前記制御
装置により機能停止された前記電力変換器の代わりに前
記2次巻線に直流を供給する直流電源とを有する可変速
発電電動機において、 系統事故発生時に機能停止された前記電力変換器のかわ
りに前記直流電源にて前記2次巻線に直流を供給した場
合、前記遮断器が開放された後、前記変圧器の高圧側で
検出される検出出力と予め設定された設定値との比較を
行ない検出出力が設定値以上になった場合に前記2次巻
線への前記直流電源からの供給を停止させることを特徴
とする可変速発電電動機。 - 【請求項2】 前記遮断器が開放された後、前記変圧器
の高圧側で検出される検出電圧と予め設定された設定電
圧との比較を行ない、検出電圧が設定電圧以上になった
場合に前記2次巻線への前記直流電源からの供給を停止
させることを特徴とする請求項1記載の可変速発電電動
機。 - 【請求項3】 前記開放手段により前記遮断器が開放さ
れた後、前記変圧器の高圧側で検出される検出出力と予
め設定された設定値との比較を行ない検出出力が設定値
以上になった場合に前記2次巻線への前記直流電源から
の供給が停止された後、電力変換器を再動作させること
を特徴とする請求項2または請求項3記載の可変速発電
電動機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6034315A JPH07245872A (ja) | 1994-03-04 | 1994-03-04 | 可変速発電電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6034315A JPH07245872A (ja) | 1994-03-04 | 1994-03-04 | 可変速発電電動機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07245872A true JPH07245872A (ja) | 1995-09-19 |
Family
ID=12410736
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6034315A Pending JPH07245872A (ja) | 1994-03-04 | 1994-03-04 | 可変速発電電動機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07245872A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011041459A (ja) * | 2009-07-30 | 2011-02-24 | Alstom Technology Ltd | 界磁巻線の静止励磁器および静止励磁器の作動方法 |
CZ304084B6 (cs) * | 2008-06-20 | 2013-10-09 | Zpusob a zapojení pro rízení vetrné elektrárny | |
CN109687332A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-04-26 | 中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司 | 交流励磁变速抽水蓄能机组的电气主回路设备双层布置结构 |
-
1994
- 1994-03-04 JP JP6034315A patent/JPH07245872A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ304084B6 (cs) * | 2008-06-20 | 2013-10-09 | Zpusob a zapojení pro rízení vetrné elektrárny | |
JP2011041459A (ja) * | 2009-07-30 | 2011-02-24 | Alstom Technology Ltd | 界磁巻線の静止励磁器および静止励磁器の作動方法 |
CN109687332A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-04-26 | 中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司 | 交流励磁变速抽水蓄能机组的电气主回路设备双层布置结构 |
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