JPS61128734A - 発電所運転方式 - Google Patents

発電所運転方式

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JPS61128734A
JPS61128734A JP24614084A JP24614084A JPS61128734A JP S61128734 A JPS61128734 A JP S61128734A JP 24614084 A JP24614084 A JP 24614084A JP 24614084 A JP24614084 A JP 24614084A JP S61128734 A JPS61128734 A JP S61128734A
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JP
Japan
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voltage
generator
phase
power plant
plant operation
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Pending
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JP24614084A
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English (en)
Inventor
永江 正臣
今泉 真一
昆野 康二
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、発電所の起動完了に伴い負荷系統に接続す
る場合の運転方式に係シ、特に負荷系統に接続されてい
る変圧器の励磁突入電流による通電無効電力の発生を抑
制する発電所運転方式だ関する。
〔従来の技術〕
一般に1発電機を含む電力系統として、第5図に示すよ
うに構成したものが知られている。
すなわち、第5図において、参照符号10は発電機を示
し、この発電機/θの出力ラインは遮断器/2を介して
負荷系統の電源側母線/グに接続される。しかるに、こ
の電源側母線/グに対し、それぞれ変圧器−〇、22.
−グを介して負荷3θ、、32 、JQが接続される。
このような電力系統において、発電機10の起動後に遮
断器/2を励磁投入した場合に生じる問題点として、変
圧器20.22 、J4tの励磁突入電流が挙けられる
。すなわち、発電機/θがディーゼル発電機や水車発電
機のように、ブラックスタートが可能な場合には、電源
側母線/グが死んでいても発電機/θの起動が可能であ
り、定格回転速度で励磁が得られ発電機/θには所定の
出力電圧が発生する。この時遮断器/λを投入すると、
無電圧であった変圧器−〇、ココ、2グに電圧が印加さ
れるため、変圧器には定格電流の数倍から十数程度の突
入電流が流れる。この変圧器励磁突入′e1.流は、発
電機10が複数台である場合に、7台の発電機に対して
のt流値は変圧器との容量比分だけ大きい値となる。ま
た、この電流は、発電機/θにとって突発短絡電流にも
相当する大きさであシ、その回数が重なると発電機の寿
命にも影響を及ぼすことになる。また、この電流には直
流分が含まれているため、変流器飽和等の影響で保護継
電器の不要な動作を起生じ、遮断器/2の投入直後のト
リップを惹き起し、負荷への給電が不可能となる。
一方、発電機/θが自励発電機の場合には。
突入電流による大きな無効電流が引き起こされる電圧降
下のために、充分な励磁電源が得られず、円滑な出力電
圧の立ち上げができない難点がある。
これらの問題点を克服する対策として、従来においては
、発電機/θの励磁機および励磁装置の容量を大きくし
たシ、遮断器/2を投入してから励磁を行う等の手段を
採用しているが、前者の場合高価となり、また後者の場
合変圧器の台数が多くなるとシーケンス制御回路が複雑
となる欠点を有している。
例えば、第5図に示す電力系統において、変圧器に交流
電圧e(りを印加した時の磁束密度B (t)は、一般
に次式で示される。
e(す=Em sin (ωt+ψ)    ・・・・
・・・・・ (1)B (t)= (Br +Bm a
osψ)、−(Xt−Bmaos(ωt+ψ)  ・・
・・・・・・・ (2)但し、ψ :交流電圧e(りの
印加位相角BrH残留磁束密度 Bm:jii犬磁束密度 前記式(2)よ)、交流111EEの印加初期において
は、磁束密度は最大、2Bm+BrK達し、この結果変
圧器鉄心飽和による突入電流が定格電流の70倍以上に
もなシ、発電機にかかる無効電力が70倍以上となり、
これに耐え得るような発電機並びに発電機の界磁巻線励
磁装置が必要となシ、製造コスト増大の要因となる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
そこで、本発明においては、発電所の起動後において負
荷系統との接続を行う場合、負荷系統に接続されている
変圧器の励磁突入を流による過大無効電力の発生を抑制
し、発電機および励磁装置の経済的な設計を可能とした
発電所運転方式を提供するにある。
すなわち、本発明においては、前記式(2)において、 を満足する位相ψで遮断器を投入すれば、前記式(2)
における第1項過渡分が零となり、励磁突入電流による
投入時の過大無効電力は発生しないとの知見に基づいて
従来の問題点を克服することができる。
〔問題点を解決するための手段〕
従って、本発明においては、電源側母線に対し複数の負
荷系統をそれぞれ変圧器を介して接続し、この電源側母
線に遮断器を介して起動完7後の発電機を接続する発電
所運転方式において、電源側母線の少くとも一相に短時
間直流電圧を印加し、発電機の出力周波数・電圧が確立
したことと、発電機の出力電圧の少くとも一相の電圧位
相が所定範囲内にあることを条件として遮断器の投入を
行うことを特徴とする。
前記の発電所運転方式【おいて、電源側母線に印加する
直流電圧は、母線に接続された3相3脚変圧器の一脚の
巻線に一脚の鉄心の残留磁束密度が同一で反対極性とな
るよう直流励磁電流値となるよう設定すれば好適である
また、発を機の出力電圧の電圧位相は、母線に接続され
た3相3脚変圧器の2脚の巻線に交流電圧を印加し九時
の交流磁束密度定常時の瞬時値が直流電圧を印加した場
合の残留磁束に略等しくなるような交流電圧の位相に設
定すれば好適である。
さらに、遮断器の投入を行うに際し、遮断器の投入コイ
ルに遮断器投入所要時間だけ早めに投入指令を出力する
よう構成すれば好適である。
〔作用〕
本発明によれば、発電機が起動した後遮断器の投入に先
立って、電源側母線の一相に短時間直流電圧を印加する
ことにより、変圧器の一相脚の残留磁束密度を同一値で
反対極性とすることができ、これによシ他の/相脚の残
留磁束密度を略零にすることができることから、前記λ
相脚の残留磁束密度に見合った交流磁束密度を与えるよ
うな位相関係の時に遮断器を投入すれば、変圧器励磁突
入電流の起生を防止し得ると共にこの突入電流による過
大無効電力の発生を有効に防止することができる。
〔実施例〕
次に1本発明に係る発電所運転方式の実施例につき添付
図面を参照しながら以下詳細に説明する。
第1図は1本発明による発電所運転方式の一実施例を示
す系統図でおる。なお、説明の便宜上、第5図に示す従
来の一般的な電力系統図と同一の構成部分については同
一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。すな
わち、第1図において、参照符号/θは発電機を示し、
この発電機10には駆動電動機/6と回転速度発電機/
lとが結合されている。また、発電機/θに対し界磁巻
線、26が設けられ、この界磁巻線コロには励磁装置、
2gが接続されている。
そして、発電機/θは、遮断器/2を介して負荷30.
3.2 、JIIの電源側母線/llに接続される。こ
の電源側母線/りは、U相、V相、W相からなる3相構
成を有し、この内一相の電源側母線itIに対し直流電
源36を開閉器3にを介して接続する。この場合、直流
電源36としては、バッテリまたは発電機/θの出力電
圧を整流したものを利用することができる。
また、発電機/θの出力ラインに対し電圧変成器グ0を
介して遮断器/2の投入位相角検別装置l12が接続さ
れ、さらに前記電圧変成器グθの2次側相電圧と回転速
度発電機/にの出力電圧とを入力し、発電機/θの周波
数と電圧を確立するための発電機周波数・電圧確立検出
装置4t4tを接続する。そして、前記投入位相角検別
装置q2と発電機周波数−電圧確立検出装置tieの各
出力のAND条件によシ、遮断器/2の投入所要時間だ
けの進み時間をとって投入コイル4tにへ励磁出力を送
出する遮断器投入指令回路q6が設けられる。
欠く、このように構成した本実施例系統における発電所
運転方式の動作につき、第2図乃至第9図を参照しなが
ら説明する。
発電機/θの起動後、まず遮断器/コを投入するに先立
って、負荷の電源側母線/グに対して設けた直流電源3
6を開閉器3gの短時間投入により接続し、母線/lI
のU相うインに正、W相うインに負の直流電圧を短時間
印加する。
この結果、変圧器、20 、.22 、コグの電源側巻
線には、第一図に示すように直流電源36よシ直流励磁
電流よりoが流れ、U相脚およびW相脚の巻線に励磁電
流を流す。これにより、変圧器−〇、2.!、Jグには
、第3図に示すような起磁力HPがU相脚とW相脚の鉄
心に加えられる。
そこで、前記磁界HPを充分大きくとれば、鉄心の初期
残留磁束密度13roの値に殆んど関係なく、変圧器2
θ、22.2’lのW相即およびU相即の磁束密1. 
Bru 、 B、yは、Bru=+BrおよびBry=
−Brとなる。一方、変圧器コθ。
2λ、24tのV相即は、3相脚の磁束和が零である条
件から、その残留磁束密度Brvは略零となる。
次に、変圧器−〇、、2.2.24tのU相即およびW
相即の磁束密度を所定値に保持した後、第9図に破線で
示す位相角すなわちψυ=、2/θ0、ψv=?θ0、
ψW=3300で遮断器/2を投入すれば、U相即、V
相即、W相即における磁束密度の過渡直流分Btu 、
 Btv 、 Btvは次式で示される。
ここで、過渡直流分Btu 、 Btvが零となるため
の条件は次式の通りである。
従って、前記式(5)から次式が成立する。
このように、母線/グへの印加直流電圧を設定すれば理
想的である。この場合、過渡直流分は、Btu = B
tv = Btw = 0  トfx リ、遮断器/2
の投入時に変圧器励磁突入電流による過大無効電力は発
生せず、発電機/θおよび励磁装置2gの経済的な設計
が可能となる。
なお、前述した電圧位相で遮断器/2を投入するに際し
、その投入位相角を決定する投入位相角積別装置グ2は
電子回路により容易に実現することができる。そして、
遮断器投入指令回路q6は、遮断器/、!の投入所要時
間だけ早めに投入指令を投入コイルatに対し出力する
この場合、投入時間変動を小さくするため、遮断器/2
は高速形のものを使用すれば好適である。
また、遮断器/コの投入時間に多少の変動があった)、
残留磁束密度Brが理想値〔前記式(5)〕と多少違っ
ても、前記式(2)で与えられる磁束密度B(りが飽和
領域に達しない範囲であれば、U相即、W相即の巻線の
初期直流励磁による残留磁束極性と交流電圧印加による
交流磁束定常時の極性とが少なくとも同極性となるよう
なU相、W相交流電圧の位相範囲で遮断器/2が投入さ
れれば、実用的には充分変圧器励磁電流による過大無効
電力の発生を防止することができるので、発電機10並
びに励磁装置、2にに対して特別の対策は不要となる。
なお、本実施例系統において、発電機周波数電圧確立検
出器ググは、速度検出継電器および電圧継電器等で容易
に構成することができる。
〔発明の効果〕
前述した実施例から明らかな通り、本発明によれば、比
較的簡単なシステム構成によシ、発電所を起動完了後負
荷系統に接続するに際し、負荷系統に接続されている変
圧器における励磁突入電流によシ起生ずる過大無効電力
の発生を防止することができるため、発電機並びにその
励磁装置の経済的な設計が達成される。
また、前記励磁突入電流が発電機に対し突発短絡電流に
近い値となることに基づく発電機の寿命消費を低減する
ことができると共に、保護継電器の誤動作による給電支
障等も防止することができる。
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更を
なし得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る発電所運転方式の一実施例を示す
系統図、第一図は第1図に示す負荷系統に接続した変圧
器の直流励磁状態を示す説四回、第3図は第2図に示す
変圧器鉄心の残留磁束密度特性曲線図、第9図は第1図
に示す電源側母線に発電機を接続した場合の電圧位相と
磁束密度の特性を示す波形図、第5図は発電機の接続を
行う一般的な電力系統図でりる。 10・・・発電機     /2・・・遮断器/グ・・
・電源側母線    /6・・・駆動原動機/に・・・
回転速度発電機 2θHn 1λグ・・・変圧器−6・
・・界磁巻線    2に・・・励磁装置3θ、3コ、
JII・・・負 荷  36・・・直流電源3に・・・
開閉器     グθ・・・電圧変成器グー・・・投入
位相角積別装置 ググ・・・発電機周波数・電圧確立検出装置グ6・・・
遮断器投入指令回路 4tに・・・投入コイル

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電源側母線に対し複数の負荷系統をそれぞれ変圧
    器を介して接続し、この電源側母線に遮断器を介して起
    動完了後の発電機を接続する発電所運転方式において、
    電源側母線の少なくとも2相に短時間直流電圧を印加し
    、発電機の出力周波数・電圧が確立したことと、発電機
    の出力電圧の少なくとも2相の電圧位相が所定範囲内に
    あることを条件として遮断器の投入を行うことを特徴と
    する発電所運転方式。
  2. (2)特許請求の範囲第1項記載の発電所運転方式にお
    いて、電源側母線に印加する直流電圧は、母線に接続さ
    れた3相3脚変圧器の2脚の巻線に2脚の鉄心の残留磁
    束密度が同一で反対極性となるよう直流励磁電流値とな
    るよう設定してなる発電所運転方式。
  3. (3)特許請求の範囲第1項記載の発電所運転方式にお
    いて、発電機の出力電圧の電圧位相は、母線に接続され
    た3相3脚変圧器の2脚の巻線に交流電圧を印加した時
    の交流磁束密度定常時の瞬時値が直流電圧を印加した場
    合の残留磁束に略等しくなるような交流電圧の位相から
    なる発電所運転方式。
  4. (4)特許請求の範囲第1項記載の発電所運転方式にお
    いて、遮断器の投入を行うに際し、遮断器の投入コイル
    に遮断器投入所要時間だけ早めに投入指令を出力するよ
    う構成してなる発電所運転方式。
JP24614084A 1984-11-22 1984-11-22 発電所運転方式 Pending JPS61128734A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008251282A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Asahi Kasei Chemicals Corp 変圧器励磁突入電流抑制制御方法及びその装置

Cited By (1)

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JP2008251282A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Asahi Kasei Chemicals Corp 変圧器励磁突入電流抑制制御方法及びその装置

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