JPS6277885A - 可変速ポンプ水車直結巻線形誘導発電電動機の起動方法 - 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】 ［発明の技術分野１ 本発明は可変速ポンプ水車に直結する巻線形誘導発電電
動機の起動方法に係り、特に２次巻線を交流励磁するこ
とにより可変速運転を行う巻線形誘導発ＴＬ電動機の起
動方法に関するものである。

［発明の技術的背碩とその問題点］ 揚水発電用可変速ポンプ水車（以下ポンプ水車と称す）
を発電電動機により可変速運転することにより、落差及
び揚程が変動しても常に最高効率で運転が可能である。

しかしながら上記発電電動機としては、巻礫形誘導発電
電′＃Ｊ機（以下誘′４磯と称す）を用いて、その２次
巻線にスリップ周波数に近い交流電源を接続し、上記２
次巻線を交流励磁して、商用周波数の電力系統との電力
のｉＸ受電を行う必要がある。その為の交流励磁電源と
しては、通常周波数を可変可能なサイクロコンバーター
が用いられる。

ところが、このサイクロコンバーターの励磁容量はほぼ
スリップ周波数に比例するので、大きな速度変ｔｊＪ範
囲に対応させる」１合、上記誘導機とはぼ同じく大容量
にしなければならない。そこで、経済性を考えてポンプ
水車の落差、揚程、出力、入力の運動範囲をある程度限
定して例えば１０％速度変動させるようにすれば、１０
０ＭＶＡ級の誘導機でも１０ＭＶＡ程度のサイクロコン
バーターでよく、十分な利益を生むことができる。この
場合、水車運転時は水車で起動するので問題ないが、ポ
ンプ運転時は誘導機で起動する必要があり、停止からサ
イクロコンバーターの可変速周波数節回までは別の方法
で加速しなければならない。このため、従来最も安易な
方法としては、液体抵抗器を接続して非同期起動する方
法が実施されている。しかしこの方法は液体抵抗器を使
用しているので、この液体抵抗器は温度変化によりその
抵抗値の変化が大きく、これによりエネルギー損失が大
きく、液体抵抗器の大きさも大きい為、発電所内の大き
な場所を占め、液体を取扱い抵抗値を制御する為の電極
制御装置があり、化学的、機械的に不具合を起こしやす
く、保守が困難である等多くの欠点があった。

［発明の目的］ 本発明は上記の欠点を解消する為なされたものであり、
サイクロコンバーターの容量を増すことなく、エネルギ
ー損失が少なく、保守が殆ど不要となる可変速ポンプ水
車直結巻線形誘導発電電動機の起動方法を提供すること
を目的とする。

［発明の概要コ 本発明は上記目的を達成するため、可変速ポンプ水車に
直結する巻線形誘導発電電動機の２次巻線の周波数をサ
イクロコンバーターにより制御可能に（だものにおいて
、上記巻線形誘導発電電動機を起動する場合、上記２次
巻線の２相を短絡して直流電流を流し、上記サイクロコ
ンバーターの交流出力を上記巻線形誘導発Ｎ電動機の回
転子の位置を検出する為の位置検出装置の信号により制
御して停止から同期速度まで同期起動゛を行なうことを
特徴とする可変速ポンプ水車直結巻線形誘導発電電動機
の起動方法である。

［発明の実施例］ 以下、本発明の一実施例について第１図の３相巻線形誘
導発電電動機（誘！！機と称す）の単線一部３線結線図
を参照して説明する。すなわち、誘導機１の１次巻線１
Ａには、母線２からの電力が主変圧器３及び主開閉装置
４を介して供給されるようになっている。上記誘導機１
の２次巻線には次の２系統から電力が供給されるように
なっている。すなわち、上記第１系統は所内低圧母線５
、開閉装置６、サイクロコンバーター用変圧器７、サイ
クロコンバーター８、交流励磁用開閉装置９が上記誘導
ＦＪＭ１の２次巻線１Ｂに順次接続されている。上記第
２系統は上記所内低圧母Ｐｉ１５、励磁装置用開閉装置
１０、励磁装置用変圧器１１、直流励磁袋Ｗ１２、直流
励磁回路用開閉装置１３が上記誘導ｌ１１１の２次巻１
！ＩＢに順次接続され、でいる。上記直流励磁回路用開
閉装置１３の１つは１相の巻線にのみ接続され、他の２
つは残りの２相の巻線が短絡されるように接続されてい
る。上記主開閉装置４の上記誘導機１の１次巻線１Ａと
の接続点と上記サイクロコンバーター８の出力側は接続
線により電気的に接続され、この途中に起動回路用開閉
装置１４が設けられている。一方上記訳導１１１の回転
子側にはこの回転子の位置を検出する位置検出装置１５
、および回転子の速度を検出する速度検出装置１６がそ
れぞれ設けられ、この位置および速度検出装！１５．１
６の出力はそれぞれ速度制御装置１７を介して上記サイ
クロコンバーター８のゲート回路（図示せず）に供給さ
れるようになっている。上記誘導機１の回転軸には可変
速ポンプ水車１８が直結されている。

このような構成のものにおいて、誘導１１１を起動させ
るにあたって、はじめに主開閉装置４および交流励磁用
開閉装＠９を開路させておき、励磁用開閉装置１０およ
び直流励磁回路用開閉装置１３を閉路させる。すると、
所内低圧母線５からの交流電力が、励磁変圧器１１を介
して直流励磁装置１２に加えられ、ここで直流に変換さ
れ、この直流電流が２次巻線１Ｂに流れる。この状態で
起動回路用開閉装置１４を閉路させるとともに、サイク
ロコンバーター８の通電モードを位置検出装置１５の信
号により制ｉｌｌ　して誘導機１の回転に同期した低周
波電流を誘導機１の２次巻線１Ａに通電することにより
同期起動ができる。

そして誘導６１１が同期速度になったらサイクロコンバ
ーター５のゲートブロックを行うのとほぼ同時に主開閉
装置４を閉じ、直流励磁回路用開閉装置１３および励磁
装置用開閉装置１０を開く。

続いてサイクロコンバーター８の周波数を速度検出装置
１６の信号に応じて制御することにより“、誘導１１１
１の回転速度を所定の値に調整することができる。

以上述べた起動方法によれば、同期起動時のサイクロコ
ンバーター８の容量が、水面押下げ時のポンプ水車１８
を起動する時は誘導機１の容量の約１０％程度ですむ口
とから、起動の為にサイクロコンバーター８の容量を増
す必要もない。また液体抵抗器を使用することに比べれ
ば、保守が殆んど不要で、エルネギ−損失も非常に少な
く所内据付面積も少なく故障も殆んど起らず、非常に信
頼性の高い起動ができる。

上記実施例ではサイクロコンバーター８の電源を所内低
圧母線５から得るようにしたが、系統母線に接続しても
本発明と同様な効果が得られる。

又、上記実施例では同期速度になってからサイクロコン
バーター８により可変速度運転に移１１１ノだが、系統
への影響を無視すれば、同期速度近くの可変速運転範囲
の回転速度になった時点で起動回路用及び直流励磁回路
用開閉装置１４．１３を開いて主開閉装置４及び交流励
磁用開閉装置９を閉じて可変゛速運転に移行することが
できる。この場合は制御が簡単となるばかりでなく、こ
れにり０えて上記実施例と同様な効果が得られる。

［発明の効果］ 以上述べた本発明によれば、サイクロコンバーターの容
量を増すことなく、エネルギー損失が少なく、保守が殆
んど不要となる可変速ポンプ水車直結巻線形誘導発電電
動機の起動方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するための単線一部３
１１１結線図である。 １・・・巻線形誘導発電電動別、２・・・母線、３・・
・主変圧器、４・・・主開閉装置、５・・・所内低圧母
線、６・・・サイクロコンバーター用開閉装置、７・・
・サイクロコンバーター用変圧器、８・・・サイクロコ
ンバーター、９・・・交流励磁用開閉装置、１０・・・
励磁装置用開閉装置、１１・・・励磁装置用変圧器、１
２・・・直流励磁装置、１３・・・直流励磁回路用開閉
装置、１４・・・起動回路用開閉ｉ置、１５・・・位置
検出装置、１６・・・速度検出装置、１７・・・速度検
出装置。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）可変速ポンプ水車に直結する巻線形誘導発電電動
   機の２次巻線の周波数をサイクロコンバーターにより制
   御可能にしたものにおいて、上記巻線形誘導発電電動機
   を起動する場合、上記２次巻線の２相を短絡して直流電
   流を流し、上記サイクロコンバーターの交流出力を上記
   巻線形誘導発電電動機の回転子の位置を検出する為の位
   置検出装置の信号により制御して停止から同期速度まで
   同期起動を行なうことを特徴とする可変速ポンプ水車直
   結巻線形誘導発電電動機の起動方法。
2. （２）サイクロコンバーターによる可変速運転範囲以内
   まで同期起動を行うことを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項記載の可変速ポンプ水車直結巻線形誘導発電電
   動機の起動方法。