JPS5939809Y2 - Power system stabilizer - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、同期機を電力系統に接続して運用する場合
に使用される電力系統安定化装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] This invention relates to a power system stabilizing device used when a synchronous machine is connected to a power system and operated.

同期発電機は、通常そわ出力電圧を自動的に調整する自
動電圧調整器（以下ＡＶＲと略称する）によって安定状
態で運転されセいるが、近年の発電所と負荷間の遠距離
化、並びに発電機や変圧器等の大容量化、およびそれに
伴う経済設計等の事情によって電力系統のインピーダン
スが増大する傾向にあり、前記ＡＶＲだけでは電力系統
の故障等の電力動揺時に安定した運転状態を維持するこ
とが困難になって来ている。Synchronous generators are normally operated in a stable state by an automatic voltage regulator (hereinafter referred to as AVR) that automatically adjusts the output voltage, but in recent years, the distance between the power plant and the load has increased, and the The impedance of power systems tends to increase due to the increase in the capacity of machines and transformers, as well as the accompanying economic design, and the AVR alone cannot maintain stable operating conditions during power fluctuations such as power system failures. It's becoming difficult.

このような電力系統のインピーダンスの増大化に対処す
る方法として、最近、発電機の出力電力の変化分ＪＰを
検出して、それをＡＶＲに補助信号として供給する方法
が採用されてきている。As a method of dealing with such an increase in the impedance of the power system, a method has recently been adopted that detects the change JP in the output power of the generator and supplies it to the AVR as an auxiliary signal.

このようにする装置は、一般に電力系統安定化装置（以
下、ＰＳＳと略称する）と呼ばれている。A device that does this is generally called a power system stabilization device (hereinafter abbreviated as PSS).

発電機が原動機（水車又はタービン等）からの機械入力
ＰＭを受けて、それを電気出力ＰＧに変換して電力系統
に送電している場合を考えれば、通常の状態ではＰ Ｍ
＝Ｐ Ｇの条件が成立し、発電機は加速あるいは減速さ
れることなく電力系統の受電ｌｌｌ１（無限大母線とみ
なせるところ）に対して成る一定の位相角δで運転され
る。If we consider the case where a generator receives mechanical input PM from a prime mover (such as a water wheel or turbine), converts it into electrical output PG, and transmits it to the power grid, under normal conditions PM
The condition PG is satisfied, and the generator is operated at a constant phase angle δ with respect to the receiving power lll1 of the power system (which can be regarded as an infinite bus) without being accelerated or decelerated.

しかし、電力系統で短絡又は地絡事故等が発生すれば、
発電機と電力系統の受電側間の伝達インピーダンスが増
大して発電機の出力ＰＧは、事故前にくらべて減少する
。However, if a short circuit or ground fault occurs in the power system,
The transfer impedance between the generator and the power receiving side of the power system increases, and the output PG of the generator decreases compared to before the accident.

他方、機械入力ＰＭは、すぐには変化しないために、Ｐ
Ｍ）ＰＣという不平衡状態となり、発電機は加速されて
電力系統受電側に対する内部位相角δも開き始める。On the other hand, since the mechanical input PM does not change immediately, P
M) An unbalanced state called PC occurs, the generator is accelerated, and the internal phase angle δ with respect to the receiving side of the power grid also begins to open.

そして、内部位相角δが、ある値を越えると電力系統の
事故が除去されるとしても、発電機は電力系統との連系
が保セなくなり、税調状態となる。If the internal phase angle δ exceeds a certain value, even if the fault in the power grid is eliminated, the generator will no longer be connected to the power grid, and a tax adjustment state will occur.

この時に、ＰＳＳは系統事故により発電機の出力電力が
減少したことを検出してＡＶＲに信号を供給して発電機
の内部誘起電圧を上げるよ５に作動させ、発電機出力Ｐ
Ｇを増大させて機械入力ＰＭとの差、すなわち加速エネ
ルギーを少くして内部位相角δの開くのを抑制する。At this time, the PSS detects that the output power of the generator has decreased due to a system fault, and sends a signal to the AVR to increase the internal induced voltage of the generator, causing the generator output P
G is increased to reduce the difference from the mechanical input PM, that is, the acceleration energy, thereby suppressing the opening of the internal phase angle δ.

以上のように、ＰＳＳは発電機出力ＰＧが急減したこと
を検出して、発電機の励磁を強め内部誘起電圧を上げよ
うとするものである。As described above, the PSS detects a sudden decrease in the generator output PG and increases the excitation of the generator to increase the internal induced voltage.

ところで、発電機出力ＰＧの急減する原因は、以上のよ
うな電力系統での各種故障の他に、負荷しゃ断や負荷脱
落等がある。Incidentally, the cause of the sudden decrease in the generator output PG is not only the above-mentioned various failures in the power system but also load interruption, load drop, and the like.

従って、この場合にもＰＳＳは動作してＡＶＲへ信号を
供給し発電機電圧を上げるように作用する。Therefore, in this case as well, the PSS operates to supply a signal to the AVR to increase the generator voltage.

しかし、負荷しゃ断等の場合には発電機電圧を上げる必
要はなく、かえってＰＳＳを動かせると電圧が異常に上
昇して発電機等の電力機器にとって都合の悪い結果とな
る。However, in the case of load cutoff, etc., there is no need to increase the generator voltage; on the contrary, if the PSS is moved, the voltage will rise abnormally, which will be inconvenient for power equipment such as the generator.

こび）ような不都合を解決する方法として、従来第１図
の構成が採用されていた。The configuration shown in FIG. 1 has conventionally been adopted as a method to solve such problems.

第１図において、１は発電機を示し、この発電機１０発
電出力は、発電機しゃ断器１を介して電力系統８に供給
される。In FIG. 1, reference numeral 1 indicates a generator, and the generated output of this generator 10 is supplied to an electric power system 8 via a generator breaker 1.

電力系統８は、負荷しゃ断器９を介して負荷１０に接続
されている。Power system 8 is connected to load 10 via load breaker 9 .

３は、上述した自動電圧調整器ＡＶＲで、このＡＶＲ３
には、上述した電力系統安定化装置ｐｓｓｓから接点４
を介して増磁信号が、又計器用変成器２を介して発電機
出力がそれぞれ供給されるようになっている。3 is the automatic voltage regulator AVR mentioned above, and this AVR3
, contact 4 is connected from the power system stabilization device psss mentioned above.
The magnetizing signal is supplied through the transformer 2, and the generator output is supplied through the instrument transformer 2.

ＡＶＲ３は、上記増磁信号により発電機１の界磁巻線６
に流れる界磁電流を増大させる。The AVR 3 turns the field winding 6 of the generator 1 in response to the magnetization signal.
increase the field current flowing to the

今、発電機しゃ断器７が、負荷しゃ断等の原因によって
開放された時には、発電機１の出力は、急減して、ＰＳ
Ｓ５はＡＶＲ３に対して増磁信号を送ろうとする。Now, when the generator breaker 7 is opened due to a load cutoff or other cause, the output of the generator 1 suddenly decreases and the PS
S5 attempts to send a magnetizing signal to AVR3.

しかし、接点４は、発電機しゃ断器ｌの補助接点であり
、開放されているから、上記増磁信号はＡＶＲ３には供
給されない。However, since the contact 4 is an auxiliary contact of the generator breaker l and is open, the magnetization signal is not supplied to the AVR 3.

従って、発電機１の出力電圧が異常に上昇することはな
い。Therefore, the output voltage of the generator 1 will not rise abnormally.

次に、電力系統８に地絡等の故障が発生して発電機出力
が急減した場合には、発電機しゃ断器Ｉは閉路されたま
まで接点４も閉となっているから、ｐｓｓｓの増磁信号
はＡＶＲ３に供給され、発電機１の起電圧および安定度
を高くする。Next, if a failure such as a ground fault occurs in the power system 8 and the generator output suddenly decreases, the generator breaker I remains closed and the contact 4 is also closed, so the psss magnetization increases. The signal is supplied to the AVR 3 to increase the electromotive force and stability of the generator 1.

ところが、以上の構成は、ＰＳＳ５からの信号を発電機
しゃ断器７の補助接点４によりインタロックしているの
で、負荷しゃ断するしゃ断器が発電機しゃ断器Ｉではな
く、電力系統８中のしゃ断器又は負荷しゃ断器９、もし
くはそれらの組合せのように複雑々状態になってくると
、インタロックすることが不可能となる。However, in the above configuration, the signal from the PSS 5 is interlocked by the auxiliary contact 4 of the generator breaker 7, so the breaker that cuts off the load is not the generator breaker I but the breaker in the power system 8. Alternatively, when the load breaker 9 or a combination thereof becomes complicated, interlocking becomes impossible.

その結果、電力系統が複雑な場合には、ｐｓｓｓからの
信号が必要であるのに切断したり、不要なのに切断しな
かったりする欠点があった。As a result, when the power system is complex, there is a drawback that the signal from the PSSS may be disconnected even though it is necessary, or not disconnected even though it is unnecessary.

この考案は、以上のような従来の欠点を除去するために
なされたもので、ＰＳＳσ）制御回路を設けることによ
り、しゃ断器の補助接点を不要とし、その動作が適切に
行われるようにした電力系統安定化装置を提供すること
を目的とするものである。This idea was made in order to eliminate the above-mentioned drawbacks of the conventional circuit. By providing a PSSσ) control circuit, the auxiliary contact of the circuit breaker is not required, and the power supply is increased so that the circuit breaker can operate properly. The purpose is to provide a system stabilization device.

以下、この考案の一実施例を第２図・〜第３図を参照し
て詳細に説明する。Hereinafter, one embodiment of this invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3.

第２図において、符号１〜３，５〜１０の各部は、上記
第１図の対応する各部の構成と同一である。In FIG. 2, parts 1 to 3 and 5 to 10 have the same structure as the corresponding parts in FIG. 1 above.

従って、その部分の説明は省略する。第２図で、１１ａ
は、第３図の制御リレー１１のａ接点であり、ＰＳＳ５
はこの接点１１ａを介してＡＶＲ３に補助信号ＡＰを供
給するようになっている。Therefore, the explanation of that part will be omitted. In Figure 2, 11a
is the a contact of the control relay 11 in FIG. 3, and PSS5
supplies an auxiliary signal AP to the AVR 3 via this contact 11a.

１３は、電流検出リレーであり、計器用変流器１２によ
り発電機１の出力電流を検出し、その値が所定値Ｉ、以
上の時に動作する。Reference numeral 13 denotes a current detection relay, which detects the output current of the generator 1 by the instrument current transformer 12 and operates when the value thereof is equal to or greater than a predetermined value I.

第３図において、１１は上記接点１１ａを有する制御リ
レーで、この制御リレー１１には、上記電流検出リレー
１３の接点１３ａおよび圧カスインチ１４が直列に接続
されている。In FIG. 3, reference numeral 11 denotes a control relay having the contact 11a, to which the contact 13a of the current detection relay 13 and the pressure gauge inch 14 are connected in series.

圧力スイッチ１４は、発電機１を駆動しているタービン
の負荷に比例する蒸気圧力を検出するもので、普通低圧
タービン入口の蒸気圧力が被検出圧力として使用される
。The pressure switch 14 detects the steam pressure proportional to the load of the turbine driving the generator 1, and the steam pressure at the inlet of the low-pressure turbine is normally used as the pressure to be detected.

そして、上記圧力スイッチ１４は、負荷がある値１１以
上になった時に閉成する。The pressure switch 14 is closed when the load reaches a certain value 11 or more.

電力系統に事故がなく、発電機が正常に運転している状
態では、電流リレー１３の設定値■１および圧力スイッ
チ１４の設定値Ｐ□は発電機出力に比例するが、それら
９設定値は出力に換算して■１くＰｌの関係にある。When there are no accidents in the power system and the generator is operating normally, the set value ■1 of the current relay 13 and the set value P□ of the pressure switch 14 are proportional to the generator output, but these 9 set values are In terms of output, there is a relationship of ■1 x Pl.

そこで、発電機の運転状態との関係を表にすると次のよ
うになる。Therefore, the following table shows the relationship with the operating status of the generator.

以上のように、通常状態では発電機出力が２１以上の場
合にのみ接点１１ａが閉になっていることがわかる。As described above, it can be seen that in the normal state, the contact 11a is closed only when the generator output is 21 or more.

これは電力系統解析の結果、発電機出力が２１未満では
、例え電力系統で事故が起ってもＰＳＳを必要としない
。As a result of power system analysis, if the generator output is less than 21, PSS is not required even if an accident occurs in the power system.

すなわち、そのようにＰｌの値を設定する。That is, the value of Pl is set in this way.

次に、電力系統で一線地路等の事故が発生したり、負荷
しゃ断が発生した場合について表にする６と次のように
なる。Next, Table 6 shows what happens in the case where an accident such as a red line or a load cut occurs in the power system.

以上のように、事故時で、しかもその直前の発電機出力
が２１以上の場合のみ、接点１１ａは、閉状態を維持し
、補助信号、（ＰをＡＶＲ３に供給する。As described above, only when an accident occurs and the generator output immediately before the accident is 21 or more, the contact 11a maintains the closed state and supplies the auxiliary signal (P to the AVR 3.

なお、上記の表中、接点１４の※印欄が閉となっている
のは、発電機出力は、トラブル発生と同時にＰ１未満に
減少するが、前述のように接点１４は蒸気圧カスインチ
であるから急には低下セストラブル直前の状態を維持す
るためである。In addition, in the table above, the column marked with * for contact 14 is closed because the generator output decreases below P1 at the same time as the trouble occurs, but as mentioned above, contact 14 is at steam pressure casin. This is to maintain the state immediately before the trouble occurs.

また、接点１３ａが事故時では閉、負荷しゃ断時には開
となっているのは、事故時には無効電流分が増加するた
め電流検出リレー１３の設定値以上の電流が流れるが、
負荷しゃ断時には電力と共に電流も急減して電流リレー
１３の設定値以下になってしまうためである。In addition, the reason why the contact 13a is closed in the event of an accident and open in the event of load cutoff is because the reactive current increases in the event of an accident, so a current exceeding the set value of the current detection relay 13 flows.
This is because when the load is cut off, the electric current as well as the electric power suddenly decreases to below the set value of the current relay 13.

以上のように、この考案によれば、トラブル発生直前の
発電機出力が、ある設定値以上で、事故時のみ電力系統
安定化装置の補助信号を確実にＡＶＲに伝達し、負荷し
ゃ断時には上記電力系統安定化装置からの信号を切断す
るようにしたので、従来のような電圧の異常上昇等を防
止することができ、電力系統安定化装置本来の最適な運
用が可能となる。As described above, according to this invention, when the generator output immediately before a trouble occurs is above a certain set value, the auxiliary signal of the power system stabilization device is reliably transmitted to the AVR only in the event of an accident, and when the load is cut off, the above-mentioned power Since the signal from the power system stabilizing device is cut off, it is possible to prevent the abnormal voltage rise, etc. that occurs in the conventional system, and the original optimum operation of the power system stabilizing device can be performed.

なお、以上の実施例では、ＡＶＲの信号が直接発電機の
界磁巻線６に流れるようになっているが、この間に励磁
機を介装してもよいのはぎうまでもない。In the embodiments described above, the AVR signal flows directly to the field winding 6 of the generator, but it goes without saying that an exciter may be interposed therebetween.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は、従来の電力系統安定化装置のブロック図、第
２図は、この考案の一実施例による電力系統安定化装置
のブロック図、第３図は、その接点回路図である。 １・・・・・・発電機、２・・・・・・計器用変成器、
３・・・・・・自動電圧調整器（ＡＶＲ）、５・・・・
・・電力系統安定化装置（ＰＳＳ）、６・・・・・・界
磁巻線、８・・・・・・電力系統、１１・・・・・・制
御リレー １２・・・・・・変流器、１３・・・・・・
電流リレー、１４・・・・・・圧力スイッチ。FIG. 1 is a block diagram of a conventional power system stabilizing device, FIG. 2 is a block diagram of a power system stabilizing device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a contact circuit diagram thereof. 1... Generator, 2... Instrument transformer,
3... Automatic voltage regulator (AVR), 5...
... Power system stabilizer (PSS), 6 ... Field winding, 8 ... Power system, 11 ... Control relay 12 ... Change Ryuuki, 13...
Current relay, 14...pressure switch.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 電力系統に電力を供給する同期発電機の出力電圧を自動
的に調整する自動電圧調整器と、上記同期発電機の出力
行力の変化分を検出して、これを上記自動電圧調整器に
補助信号として供給する電力系統安定化装置と、上記同
期発電機の出力電流を検出し、その検出電流が所定の値
以上になった時に動作する電流検出リレーと、上記同期
発電機を駆動するタービンの蒸気圧力がある値以上とな
ったときに動作する圧カスインチと、上記電流検出リレ
ーが動作し、かつ上記圧カスインチが動作したときに動
作し、上記電力系統安定化装置の補助信号を上記自動電
圧調整器へ供給する制御リレーとからなる電力系統安定
化装置。An automatic voltage regulator that automatically adjusts the output voltage of the synchronous generator that supplies power to the power grid, and an automatic voltage regulator that detects changes in the output power of the synchronous generator and assists the automatic voltage regulator with this. A power system stabilizing device that supplies the signal as a signal, a current detection relay that detects the output current of the synchronous generator and operates when the detected current exceeds a predetermined value, and a turbine that drives the synchronous generator. The pressure gauge inch, which operates when the steam pressure exceeds a certain value, and the current detection relay operate, and the pressure gauge inch operates when the pressure gauge inch operates, and outputs the auxiliary signal of the power system stabilization device to the automatic voltage. A power system stabilization device consisting of a control relay that supplies the regulator.