CN104937218A - 动力机的异常检测方法、控制装置及具该装置的发电设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种动力机的异常检测方法、执行该方法的动力机的控制装置及具备该装置的发电设备。本发明的控制装置(100)具备:异常判断部(160),根据由输出计(26)测量到的发电机(20)的输出的变动幅度是否在容许输出变动幅度的范围之外来判断作为动力机的燃气涡轮机(10)是否发生异常;及校正部(150),利用由转速计(25)测量到的转速,以容许输出变动幅度随着转速变动幅度增大而增大的方式校正容许输出变动幅度。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械连接于发电机的动力机的异常检测方法、执行该方法的动力机的控制装置及具备该控制装置的发电设备。本申请主张基于2013年3月28日于日本申请的日本专利申请2013-070571号的优先权,并将其内容援用于此。
背景技术
作为机械连接于发电机的动力机有燃气涡轮机、蒸汽涡轮机及风车等。若能够测量这些动力机的急剧的输出变化即变动,则能够实现动力机的安全运行。
因此,专利文献1中提出有如下技术,即求出作为动力机或发电机的当前的输出与规定时间之前的动力机或发电机的输出之差的输出变化量或输出变化率,通过比较这些值与基准值,从而测量动力机的急剧的输出变化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利公开平11-64127号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
发电机的输出与燃气涡轮机和蒸汽涡轮机等动力机的输出基本相等。因此,只要能够测量动力机与发电机中的其中一个的输出,就能够将其当作另一个的输出。
然而,直接测量动力机的输出是很困难的。另一方面,对于发电机的输出,通过在发电机上设置输出计(电功率计),能够轻松地测量该输出。因此,测量动力机或发电机的输出时,通常测量发电机的输出并用该输出来代替。
如此,在发电机上设置输出计来管理该发电机及动力机的输出时,即使在动力机的输出恒定时,发电机的转速和发电机的输出也会随着电力系统的变动而发生变动。一般而言,燃气涡轮机和蒸汽涡轮机等动力机中具备有检测负载变动,并在发生急剧变化时使其跳闸的功能。此时,在专利文献1中记载的技术中,即使动力机的输出恒定,也会测量到动力机的输出急剧变化,且为了动力机的安全运行而使该动力机跳闸的可能性较高。
即,现有技术中存在电力系统发生变动时误检测为动力机发生异常等问题点。
因此,本发明的目的在于提供一种能够减少动力机异常的误检测的动力机的异常检测方法、执行这些方法的动力机的控制装置及具备该装置的发电设备。
用于解决技术课题的手段
作为用于解决上述问题点的发明所涉及的一方式的动力机的异常检测方法,其中,在机械连接于发电机的动力机的异常检测方法中执行如下工序:异常判断工序,根据由输出计测量到的所述发电机的输出的变动幅度是否在容许输出变动幅度的范围之外来判断所述动力机是否发生异常;及校正工序,利用由转速计测量到的所述发电机与所述动力机中的其中一个的转速,对成为所述异常判断工序中的判断基准的所述容许输出变动幅度与成为所述异常判断工序中的判断对象的由所述输出计测量到的所述输出中的其中一个进行校正。
即使动力机的输出恒定时,若电力系统发生变动,则随之发电机的转速与发电机的输出发生变动。此时,在该异常检测方法中,利用转速对成为异常判断工序中的判断基准的容许输出变动幅度与成为异常判断工序中的判断对象的由输出计测量到的输出中的其中一个进行校正。因此,在该异常检测方法中,即使发电机的输出根据伴随电力系统的变动的发电机的转速的变动而发生变动,在容许输出变动幅度与输出之间的相对关系中,当作没有伴随电力系统的变动的输出的变动。
因此,在该异常检测方法中能够减少电力系统发生变动时的动力机异常的误检测。
在此,所述动力机的异常检测方法中,在所述校正工序中执行如下工序:转速变动幅度计算工序,利用所述一个转速来求出所述转速的转速变动幅度;及容许变动幅度校正工序,以所述容许输出变动幅度随着所述转速变动幅度增大而增大的方式校正所述容许输出变动幅度,在所述异常判断工序中,也可根据由所述输出计测量到的所述输出的变动幅度是否在所述容许变动幅度校正工序中校正的所述容许输出变动幅度的范围之外来判断所述动力机是否发生异常。
在该异常检测方法中,容许输出变动幅度随着转速变动幅度增大而增大。因此,在该异常检测方法中,即使发电机的输出因伴随电力系统的变动的发电机的转速的变动而发生变动,由于容许输出变动幅度增大,能够减少动力机异常的误检测。
并且,在执行所述容许变动幅度校正工序的所述动力机的异常检测方法中,在所述转速变动幅度计算工序中也可执行如下工序:上限参考转速运算工序,求出上限参考转速,即当所述转速在高于额定转速时下降的情况下,利用所述动力机及所述发电机在正常运行中时所容许的转速下降率求出的转速;下限参考转速运算工序,求出与所述上限参考转速相同时刻下的下限参考转速,即当所述转速为额定转速以下时上升的情况下,利用所述动力机及所述发电机在正常运行中时所容许的转速上升率求出的转速;及偏差运算工序,求出所述上限参考转速与所述下限参考转速之差,将所述差作为所述转速变动幅度进行输出。
并且,在执行所述容许变动幅度校正工序的任一所述动力机的异常检测方法中,在所述异常判断工序中,也可执行将由所述输出计测量到的所述输出与相对于所述输出的基准输出之差设为所述输出的变动的输出变动计算工序。
并且,在作为所述一方式的所述动力机的异常检测方法中,在所述校正工序中,可利用所述一个转速、作为所述转速的每单位时间的变化率的转速变化率及所述动力机和所述发电机中的旋转系统的惯性力矩,求出所述动力机的外观上的输出变动,将从由所述输出计测量到的所述发电机的输出减去所述外观上的输出变动量的值设为被校正的输出,在所述异常判断工序中,也可根据通过所述校正工序校正的所述输出的变动幅度是否在所述容许输出变动幅度的范围之外来判断所述动力机是否发生异常。
如上所述,即使在动力机的输出恒定时,若电力系统发生变动,则随之发电机的转速与发电机的输出发生变动。此时的发电机的输出变动对动力机而言成为外观上的输出变动。因此,在该异常检测方法中,利用转速等来求出动力机的外观上的输出变动,从由输出计测量到的输出减去该外观上的输出变动,并从由输出计测量到的输出除去伴随电力系统的变动的输出的变动。因此,在该异常检测方法中,即使发电机的输出因伴随电力系统的变动的发电机的转速的变动而发生变动,也能够基于去除该输出的变动的输出来判断动力机有无异常,因此能够减少动力机异常的误检测。
在此,在求出动力机的外观上的输出变动的所述动力机的异常检测方法中,在所述校正工序中也可从自所述输出计输出的所述输出减去延迟了来自所述输出计的输出相对于来自所述转速计的输出的延迟时间的量的所述外观上的输出变动。
在多个发电设备中,对由转速计测量到的转速的相位和由输出计测量到的实际输出的相位进行比较的结果,明确可知相对于来自某一时刻的转速的转速计的输出时刻,输出计在相同的某一时刻的发电机的输出的输出时刻延迟。
若从延迟了延迟时间的量的发电机的输出减去从转速等求出的未延迟的外观上的输出变动来求出校正值,则无法得到适当的校正值。因此,在该异常检测方法中,在校正工序中通过如下得到适当的校正值,即从自输出计输出的输出减去延迟了来自输出计的输出相对于来自所述转速计的输出的延迟时间的量的外观上的输出变动。
并且,在求出动力机的外观上的输出变动的任一所述动力机的异常检测方法中,在所述异常判断工序中,也可执行将通过所述校正工序校正的所述输出与相对于由所述输出计测量到的所述输出的基准输出之差设为所述输出的变动的输出变动计算工序。
并且,在执行所述输出变动计算工序的任一所述动力机的异常检测方法中,在所述输出变动计算工序中,也可将作为利用所述动力机及所述发电机在正常运行中时所容许的输出变化率来求出的输出的参考输出设为所述基准输出。
作为用于解决上述问题点的发明所涉及的一方式的动力机的控制装置,其中,在机械连接于发电机的动力机的控制装置中,具备:异常判断部,根据由输出计测量到的所述发电机的输出的变动幅度是否在容许输出变动幅度的范围之外来判断所述动力机是否发生异常;校正部,利用由转速计测量到的所述发电机与所述动力机中的其中一个转速,对成为在所述异常判断部中的判断基准的所述容许输出变动幅度与成为在所述异常判断部中的判断对象的由所述输出计测量到的所述输出中的其中一个进行校正;及跳闸信号输出部,若在所述异常判断部判断出所述动力机发生异常,则向能够使所述动力机跳闸的操作部输出跳闸信号而使所述动力机跳闸。
在该控制装置中,与以上的异常检测方法相同,能够减少电力系统发生变动时的动力机异常的误检测。其结果,在该控制装置中能够减少动力机的误跳闸。
并且,在所述动力机的控制装置中,所述校正部具有:转速变动幅度计算部,利用所述一个转速求出所述转速的转速变动幅度;及容许变动幅度校正部,以所述容许输出变动幅度随着所述转速变动幅度增大而增大的方式校正所述容许输出变动幅度,所述异常判断部也可根据由所述输出计测量到的所述输出的变动幅度是否在由所述容许变动幅度校正部校正的所述容许输出变动幅度的范围之外来判断所述动力机是否发生异常。
并且,在具有所述容许变动幅度校正部的所述动力机的控制装置中,所述转速变动幅度计算部也可具有:上限参考转速运算部,求出上限参考转速,即当所述转速在高于额定转速时下降的情况下,利用所述动力机及所述发电机在正常运行中时所容许的转速下降率求出的转速;下限参考转速运算部,求出与所述上限参考转速相同时刻下的下限参考转速,即当所述转速为额定转速以下时上升的情况下,利用所述动力机及所述发电机在正常运行中时所容许的转速上升率求出的转速;及偏差运算部,求出所述上限参考转速与所述下限参考转速之差,将所述差作为所述转速变动幅度进行输出。
并且,在具有所述容许变动幅度校正部的任一所述动力机的控制装置中,所述异常判断部也可具有输出变动计算部,其将由所述输出计测量到的所述输出与相对于所述输出的基准输出之差设为所述输出的变动。
并且,作为所述一方式的所述动力机的控制装置中,所述校正部也可具有:外观输出变动计算部,利用所述一个转速、作为所述转速的每单位时间的变化率的转速变化率及所述动力机和所述发电机中的旋转系统的惯性力矩,求出所述动力机的外观上的输出变动;及输出运算部,将从由所述输出计测量到的所述发电机的输出减去所述外观上的输出变动量的值设为被校正的输出,所述异常判断部也可根据所述校正部所校正的所述输出的变动幅度是否在所述容许输出变动幅度的范围之外来判断所述动力机是否发生异常。
并且,在具有所述外观输出变动计算部的所述动力机的控制装置中,所述校正部也可具有延迟时间调节部,其使输入到所述输出运算部的所述外观上的输出变动延迟来自所述输出计的输出相对于来自所述转速计的输出的延迟时间的量。
并且,在具有所述容许变动幅度校正部的任一所述动力机的控制装置中,所述异常判断部也可具有输出变动计算部,其将所述校正部校正的所述输出与相对于由所述输出计测量到的所述输出的基准输出之差设为所述输出的变动。
并且,在具有所述输出变动计算部的任一所述动力机的控制装置中,所述输出变动计算部也可将作为利用所述动力机及所述发电机在正常运行中时所容许的输出变化率来求出的输出的参考输出设为所述基准输出。
作为用于解决上述问题点的发明所涉及的一方式的发电设备具备以上任一所述控制装置、所述动力机、所述发电机及所述操作部。
发明效果
根据本发明的一方式,即使在电力系统变得不稳定且发电机的输出发生变动时,能够更加准确地进行动力机是否发生异常的判断,并能够减少动力机异常的误检测。
附图说明
图1是本发明所涉及的第一实施方式中的发电设备的系统图。
图2是用于说明本发明所涉及的第一实施方式中的伴随发电机输出的变动的燃气涡轮机的跳闸的说明图。
图3是表示本发明所涉及的第一实施方式中的转速变动幅度的计算方法的说明图。
图4是表示本发明所涉及的第一实施方式中的转速变动幅度与校正量之间的关系的曲线图。
图5是表示本发明所涉及的第一实施方式中的控制装置的动作的流程图。
图6是表示发电机或燃气涡轮机的转速的变动与发电机输出的变动之间的关系的说明图。
图7是表示现有技术中的转速变动幅度与容许输出变动幅度之间的关系的说明图。
图8是表示本发明所涉及的第一实施方式中的转速变动幅度与容许输出变动幅度之间的关系的说明图。
图9是本发明所涉及的第二实施方式中的控制装置的功能框图。
图10是表示发电机或燃气涡轮机的转速与发电机及燃气涡轮机的输出之间的关系的说明图。
图11是表示本发明所涉及的第二实施方式中的控制装置的动作的流程图。
图12是用于对本发明所涉及的第二实施方式中的伴随燃气涡轮机输出的变动的燃气涡轮机的跳闸进行说明的说明图。
图13是本发明所涉及的第三实施方式中的控制装置的功能框图。
图14是表示本发明所涉及的第三实施方式中的转速变化率的计算方法的说明图。
图15是本发明所涉及的第四实施方式中的控制装置的功能框图。
具体实施方式
以下,参考附图对本发明所涉及的发电设备的各种实施方式进行详细说明。
“第一实施方式”
首先,利用图1~图8对作为第一实施方式的发电设备进行说明。
如图1所示,本实施方式的发电设备具备作为动力机的燃气涡轮机10、通过燃气涡轮机10的驱动发电的发电机20及控制装置100。
燃气涡轮机10具备:空气压缩机11,通过压缩大气来生成压缩空气;燃烧器13,使燃料在压缩空气中燃烧并生成高温的燃烧气体;及涡轮14,通过燃烧气体进行驱动。该涡轮14的转子15与发电机20的转子21机械连接。因此,若涡轮14的转子15进行旋转,则发电机20的转子21也进行旋转。涡轮14的转子15或发电机20的转子21上设置有检测其中一个转子15、转子21的转速的转速计25。燃烧器13上连接有向该燃烧器13供给燃料的燃料管路16。该燃料管路16上设置有燃料切断阀17。
发电机20与电力系统29通过电源线22电连接。该电源线22上设置有断路器23、变压器24及检测发电机20的输出的输出计26。
控制装置100具备:异常判断部160,根据由输出计26测量到的输出的变动幅度是否在容许输出变动幅度的范围之外来判断燃气涡轮机10是否发生异常;校正部150,利用由转速计25测量到的转速校正容许输出变动幅度;跳闸信号输出部170,若异常判断部160判断发生异常,则对作为操作部的燃料切断阀17及断路器23输出跳闸信号。作为操作部之一的燃料切断阀17一旦接收该跳闸信号就会关闭,并停止向燃烧器13的燃料供给。并且,作为另一操作部的断路器23,一旦接收该跳闸信号就会打开,且发电机20与电力系统29之间的电连接被切断。
控制装置100的异常判断部160具有:输出变动计算部167,求出来自输出计26的输出的变动幅度ΔPg;容许幅度判断器163,判断输出变动幅度ΔPg是否在容许输出变动幅度ΔPs的范围之外;及容许外时间判断器166,用于判断输出变动幅度ΔPg在容许输出变动幅度ΔPs的范围之外的时间是否为规定时间以上。
输出变动计算部167具有:参考输出发生器161,基于来自输出计26的输出来输出参考输出Pr;及减法器162,求出作为参考输出Pr与来自输出计26的发电机20的输出Pg之差的输出变动幅度ΔPg。
如图2所示,参考输出Pr是基于燃气涡轮机10及发电机20在正常运行中时所容许的输出变化率而求出的现时点tb的输出。参考输出发生器161输出输出增加时的增加时参考输出Pri(Pr)和输出减少时的减少时参考输出Prd(Pr)。减法器162求出作为发电机20的输出Pg与增加时参考输出Pri之差的增加时输出变动幅度ΔPi(ΔPg)、及作为发电机20的输出Pg与减少时参考输出Prd之差的减少时输出变动幅度ΔPd(ΔPg)。
另外,在此,将参考输出Pr作为基准,将该参考输出Pr与来自输出计26的发电机20的输出Pg之差设为输出变动幅度ΔPg,但也可将规定时间之前的发电机20的输出作为基准,而将成为该基准的发电机20的输出与现时点的发电机20的输出之差设为输出变动幅度ΔPg。
容许幅度判断器163具有:上限判断器164,判断来自减法器162的输出变动幅度ΔPg是否超出输出增加时的上限容许变动幅度ΔPsi;及下限判断器165,来自减法器162的输出变动幅度ΔPg是否超出输出减少时的下限容许变动幅度ΔPsd。若来自减法器162的输出变动幅度ΔPg在容许输出变动幅度ΔPs的范围之外,则容许幅度判断器163输出表示处于异常状态的异常信号。具体而言,来自减法器162的输出变动幅度ΔPg超出上限容许变动幅度ΔPsi时上限判断器164输出异常信号,来自减法器162的输出变动幅度ΔPg向负侧超出下限容许变动幅度ΔPsd时下限判断器165输出异常信号。
容许外时间判断器166具有定时器,若输入来自容许幅度判断器163的异常信号则开始基于定时器的倒计时,若该异常信号的输入持续规定时间Tp(参考图2)以上,即,若定时器变成0,则对跳闸信号输出部170输出异常信号。
若输入来自容许外时间判断器166的异常信号,则跳闸信号输出部170向作为操作部的燃料切断阀17和断路器23等输出跳闸信号。
如图1所示,控制装置100的校正部150具有:转速变动幅度计算部151,求出由转速计25测量到的转速的变动幅度;校正量运算部155,根据转速变动幅度求出容许输出变动幅度的校正量;容许变动幅度校正部156,根据校正量校正容许输出变动幅度。
转速变动幅度计算部151具有:上限参考转速运算器152,求出现时点的上限参考转速;下限参考转速运算器153,求出现时点的下限参考转速;及减法(偏差运算)器154,输出上限参考转速与下限参考转速之差作为转速变动幅度。
如图3所示,上限参考转速Nru是当转速在高于额定转速时下降的情况下,利用燃气涡轮机10及发电机20在正常运行中时所容许的转速下降率求出的转速。并且,下限参考转速Nrd是当转速为额定转速以下时上升的情况下,利用燃气涡轮机10及发电机20在正常运行中时所容许的转速上升率求出的转速。减法器154求出现时点的上限参考转速Nru与现时点的下限参考转速Nrd之差,并将这些作为现时点的转速变动幅度ΔNp来输出。
另外,在此的额定转速为根据电力系统29的频率确定的转速。并且,作为现时点的转速变动幅度ΔNp,例如,也可采用在从现时点经过预先确定的规定时间为止的时间的最大转速与最小转速之差。
校正量运算部155具有将转速变动幅度转换为校正量的函数F。如图4所示,该函数F例如为输出与转速变动幅度的大小成比例的校正量的函数。因此,若输入的转速变动幅度的大小增大,则校正量运算部155与其成比例地输出较大的校正量。
如图1所示,容许变动幅度校正部156具有:上限校正器157,在异常判断部160的上限判断器164所拥有的上限容许变动幅度ΔPsi上添加校正量;及下限校正器158,从下限判断器165所拥有的下限容许变动幅度ΔPsd减去校正量。因此,若转速变动幅度的大小增大,则上限判断器164所拥有的上限容许变动幅度ΔPsi进一步增大,且下限判断器165所拥有的下限容许变动幅度ΔPsd向负侧进一步增大。
接着,根据图5所示的流程图对控制装置100的处理流程进行说明。
控制装置100的容许变动幅度校正部156接受来自转速计25的转速,并对基于该转速对异常判断部160的容许幅度判断器163所拥有的容许输出变动幅度进行校正(校正工序(S1))。在该校正工序(S1)中,首先,转速变动幅度计算部151求出来自转速计25的转速的变动幅度(转速变动幅度计算工序(S2))。接着,校正量运算部155求出与转速变动幅度的大小成比例的校正量,容许变动幅度校正部156对异常判断部160的容许幅度判断器163所拥有的容许变动幅度ΔPs进行校正(容许变动幅度校正工序(S3))。具体而言,如前述,容许变动幅度校正部156与转速变动幅度的大小成比例而使容许幅度判断器163的上限判断器164所拥有的上限容许变动幅度ΔPsi增大,且使容许幅度判断器163的下限判断器165所拥有的下限容许变动幅度ΔPsd向负侧增大。
以上,校正工序(S1)结束。
并且,与以上的校正工序(S1)并行,异常判断部160判断燃气涡轮机10是否发生异常(异常判断工序(S4))。在该异常判断工序(S4)中,首先,参考输出发生器161接受来自输出计26的输出,并基于该输出而输出参考输出Pr。减法器162求出作为该参考输出Pr与来自输出计26的发电机20的输出Pg之差的输出变动幅度ΔPg(输出变动幅度计算工序(S5))。并且,基于该输出变动幅度ΔPg进行各判断器163、166是否异常的判断(判断工序(S6))。
在该判断工序(S6)中,容许幅度判断器163从减法器162接受输出变动幅度ΔPg,并判断该输出变动幅度ΔPg是否在由校正部150校正的容许输出变动幅度ΔPs的范围之外。并且,若输出变动幅度ΔPg在容许输出变动幅度ΔPs的范围之外,则容许幅度判断器163输出表示处于异常状态的异常信号。若输出该异常信号,则容许外时间判断器166判断输出变动幅度ΔPg在容许输出变动幅度ΔPs的范围之外的时间是否为规定时间Tp以上,若为规定时间Tp以上,则向跳闸信号输出部170输出异常信号。即,在该判断工序(S6)中,输出变动幅度ΔPg在容许输出变动幅度ΔPs的范围之外,并且若该状态持续规定时间Tp,则向跳闸信号输出部170输出异常信号。另一方面,输出变动幅度ΔPg不在容许输出变动幅度ΔPs的范围之外,或者输出变动幅度ΔPg在容许输出变动幅度ΔPs的范围之外的状态未持续规定时间Tp时,返回步骤1。
若异常判断部160输出异常信号(在S6中为Yes时),如前述,跳闸信号输出部170向操作部输出跳闸信号(S7)。其结果,燃气涡轮机10跳闸。
如图6所示,即使燃气涡轮机10的输出恒定,若电力系统29发生变动则发电机20的转速和发电机20的输出发生变动。该转速与输出具有极高的关联性,若转速发生较大的变动则输出也发生较大变动。其中,转速与输出中存在轻微的相移。
“背景技术”一栏中叙述的专利文献1中记载的技术中,比较发电机20的当前的输出与规定时间之前的发电机20的输出之差及作为固定值的基准值,从而判定燃气涡轮机10的状态。即,如图7所示,作为基准值的发电机20的输出的容许输出变动幅度ΔPs与转速变动幅度ΔNp的变化无关,是恒定的。因此,即使燃气涡轮机10的输出恒定,若电力系统29发生变动而发电机20的输出发生较大的变动,例如,有在图6中的时刻tx使燃气涡轮机10跳闸的可能性。
另一方面,如图8所示,在本实施方式中,由于以与转速变动幅度ΔNp的大小成比例的方式增大容许输出变动幅度ΔPs,更具体而言,以与转速变动幅度ΔNp的大小成比例的方式增大上限容许变动幅度ΔPsi,并且使下限容许变动幅度ΔPsd向负侧增大。因此,如图6所示,即使根据电力系统29的较大变动,发电机20的转速发生较大的变动,发电机20的输出也发生较大的变动,此时的输出变动幅度ΔPg在容许输出变动幅度ΔPs的范围内,且不会使燃气涡轮机10跳闸。换言之,在本实施方式中,例如,燃气涡轮机10的输出恒定时,即使电力系统29发生较大变动而发电机20的输出也发生较大的变动,也无法判断燃气涡轮机10发生异常,燃气涡轮机10持续运行。
如上所述,在本实施方式中,能够减少电力系统29发生变动时的燃气涡轮机异常的误检测及燃气涡轮机10的误跳闸。
“第二实施方式”
接着,利用图9~图12,对作为第二实施方式的发电设备进行说明。
本实施方式及以下实施方式的发电设备均为对第一实施方式的控制装置100进行变更的设备,其他结构与第一实施方式的发电设备相同。因此,关于本实施方式及以下实施方式,主要对第一实施方式的控制装置100的变更内容进行说明。
如图9所示,本实施方式的控制装置100a具备:异常判断部160a,根据输出的变动幅度是否在容许输出变动幅度的范围之外来判断燃气涡轮机10是否发生异常;校正部110,校正由输出计26测量到的输出;及与第一实施方式相同的跳闸信号输出部170。
异常判断部160a具有求出来自校正部110的输出Pt的变动幅度ΔP的输出变动计算部167a及与第一实施方式相同的容许幅度判断器163及容许外时间判断器166。
输出变动计算部167a具有:参考输出发生器161,基于来自输出计26的输出而输出参考输出Pr;减法器162a,求出作为参考输出Pr与来自校正部110的输出Pt之差的输出变动幅度ΔPg。
与第一实施方式相同,参考输出发生器161输出当输出增加时的增加时参考输出Pri(Pr)和当输出减少时的减少时参考输出Prd(Pr)。减法器162a求作为出来自校正部110的输出Pt与增加时参考输出Pri之差的增加时输出变动幅度ΔPi及作为来自校正部110的输出Pt与减少时参考输出Prd之差的减少时输出变动幅度ΔPd。
另外,在此,将参考输出Pr作为基准,将该参考输出Pr与来自校正部110的输出Pt之差设为输出变动幅度ΔPg,但也可将规定时间之前的来自校正部110的输出Pt作为基准,将成为该基准的来自校正部110的输出与现时点的来自校正部110的输出之差设为输出变动幅度ΔPg。
如前述,容许幅度判断器163及容许外时间判断器166与第一实施方式的设备相同。
控制装置100a的校正部110具有:外观输出变动计算部111,利用由转速计25测量到的转速来求出燃气涡轮机10的外观上的输出变动;及输出运算部118,利用外观输出变动计算部111所求出的燃气涡轮机10的外观上的输出变动和由输出计26测量到的发电机20的输出Pg来求出燃气涡轮机10的输出Pt。即,该校正部110通过校正由输出计26测量到的发电机20的输出Pg输出燃气涡轮机10的输出Pt作为校正后的输出。
如以下公式(1)所示,燃气涡轮机10的输出Pt是从由输出计26测量到的发电机20的输出Pg减去基于燃气涡轮机10及发电机20中的旋转系统的惯性力的燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δp的值。
Pt=Pg-Δp·······················(1)
因此,输出运算部118是求出由输出计26测量到的发电机20的输出Pg与外观输出变动计算部111所求出的燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δp之间的偏差的偏差运算器。
基于燃气涡轮机10及发电机20中的旋转系统的惯性力的燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δp能够通过以下公式(2)表示。
Δp=Tr×ω
=-I×dω/dt×ω
=-I×(2π/60)2×dN/dt×N··········(2)
Tr:加速转矩(=-I×dω/dt)[N·m]
ω:角速度(=2πN/60)[rad/s]
I:惯性力矩[kg·m2]
t:时间[s]
N:转速[rpm]
另外,公式(2)中的惯性力矩I是燃气涡轮机10及发电机20中的旋转系统的惯性力矩。因此,该惯性力矩I是将燃气涡轮机10中的空气压缩机11的转子12、涡轮14的转子15及发电机20的转子21加起来的惯性力矩。并且,在公式(2)中,伴随时间变化的变动参数仅为转速N,其他参数为固定值。因此,以公式(2)表示的燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δp能够通过测量转速N来求出。
如图10所示,即使燃气涡轮机10的输出Pt恒定,若电力系统29发生变动则发电机20的转速与发电机20的输出Pg发生变动。伴随这种电力系统29的变动的发电机20的输出变动相对于燃气涡轮机10的净输出Pt,成为上述公式(2)中示出的燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δp。因此,即使电力系统29发生变动时,如公式(1)所示,通过从由输出计26测量到的发电机20的输出Pg减去燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δp,能够求出燃气涡轮机10的净输出Pt。另外,燃气涡轮机10、发电机20及电力系统29稳定时,燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δp实质上成为“0”。因此,此时,从公式(1)可以理解,燃气涡轮机10的输出Pt与发电机20的输出Pg实质上相等。
因此,当燃气涡轮机10及发电机20的转速N以恒定周期T发生变动时,相对于该转速的相位,发电机20的输出的相位理论上仅偏移T/4。然而,在多个发电设备中,若比较由转速计测量到的转速的相位与由输出计测量到的实际输出的相位,判明由输出计测量到的输出的相位相对于由转速计测量到的转速的相位延迟量大于T/4。即,判明由输出计测量到的实际的输出的相位相对于理论上的输出的相位延迟了延迟时间Td的量。换言之,判明相对于某一时刻的转速的来自转速计的输出时刻,输出计在相同的某一时刻的发电机的输出的输出时刻延迟了延迟时间Td的量。
该延迟时间Td的发生原因虽不明确,但认为输出计的硬件造成了延迟时间的发生。输出计基本上具有电流表、电压表、将由电流表测量到的电流值和由电压表测量到的电压值相乘的运算器而构成。如此,认为由于输出计经过多个阶段获得输出,因此由输出计测量到的输出的相位相对于理论上的输出相位延迟。
使用公式(1),求燃气涡轮机10的输出Pt时,使用公式(2)如前述,只要测量出转速就能够求出公式(1)中的燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δp。因此,从转速求出的外观上的输出变动Δp的相位与理论上的输出变动的相位实质上相一致,相对于该理论上的输出变动实质上没有延迟。另一方面,公式(1)中的发电机20的输出Pg是由输出计26测量出的,因此该发电机20的输出Pg的相位相对于理论上的输出的相位延迟了延迟时间Td的量。
假如,从相位延迟了延迟时间Td的量的发电机20的输出Pg减去相位没有延迟的外观上的输出变动Δp来求出燃气涡轮机10的输出Pt。此时,若延迟时间Td为相对较短的时间,则不成问题,但若延迟时间Td为相对较长的时间,则所求出的燃气涡轮机10的输出Pt中将会包含较大的误差。尤其,当延迟时间Td为转速的变动周期T的1/2时,尽管本来应从输出的正峰值减去输出变动的正峰值,但变成从输出的正峰值减去输出变动的负峰值,从而导致燃气涡轮机10的输出的变动变得比外观上的变动大得多。
因此,在本实施方式的外观输出变动计算部111中,基于以上见解,从由转速计25测量到的转速N求出调节了延迟时间Td的燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δp。具体而言,如图9所示,本实施方式的外观输出变动计算部111具有:输出变动运算部120,利用由转速计25测量到的转速N求出未考虑延迟时间Td的燃气涡轮机10的外观上的输出变动;及延迟时间调节部112,使该外观上的输出变动仅延迟预先确定的延迟时间Td的量。
输出变动运算部120具有:转速变化率运算部130,利用在相互不同的采样时间采样的两个转速求出转速变化率(dN/dt)惯性力矩发生器121,输出燃气涡轮机10及发电机20中的旋转系统的惯性力矩I;常数发生器122,输出公式(2)中的常数即〔-(2π/60)2〕;及多个乘法器123、乘法器124、乘法器125。作为乘法器123、乘法器124、乘法器125具有将惯性力矩I与常数〔-(2π/60)2〕相乘的第一乘法器123,在来自第一乘法器123的输出〔-I×(2π/60)2〕上乘以转速变化率(dN/dt)的第二乘法器124及在来自第二乘法器124的输出〔-I×(2π/60)2×dN/dt〕上乘以转速N的第三乘法器125。即,该输出变动运算部120执行公式(2)的运算。
转速变化率运算部130具有:延时器133,使来自转速计25的转速延迟规定时间Ts而输出;减法器134,求出来自转速计25的转速与来自延时器133的转速之差;时间发生器132,输出规定时间Ts;除法器139,将来自减法器134的输出除以来自时间发生器132的规定时间Ts。即,转速变化率运算部130将现时点的转速与从现时点经过规定时间Ts的转速的平均转速变化率设为现时点的转速变化率。
接着,根据图11中示出的流程图,对控制装置100a的处理的流程进行说明。
控制装置100a的校正部110接受来自转速计25的转速N和来自输出计26的发电机20的输出Pg来校正该输出Pg,从而输出燃气涡轮机10的输出Pt(校正工序(S10))。
在该校正工序(S10)中,首先,校正部110的输出变动运算部120求出燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δp(外观输出变动运算工序(S12))。此时,输出变动运算部120的转速变化率运算部130通过前述的方法求出转速变化率。输出变动运算部120根据公式(2)利用该转速变化率、转速及旋转系统的惯性力矩等来求出燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δp。
在校正工序(S10)中,接着,延迟时间调节部112将由输出变动运算部120求出的燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δp调节成延迟时间Td前的外观上的输出变动Δp(延迟时间调节工序(S13))。具体而言,延迟时间调节部112为延时器,且延迟时间调节部112使由输出变动运算部120求出的燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δp仅延迟延迟时间Td后进行输出。
其结果,从延迟时间调节部112输出的外观上的输出变动Δp成为考虑了输出计26的延迟时间Td的外观上的输出变动。另外,组合外观输出变动运算工序(S12)和延迟时间调节工序(S13)的工序构成求出考虑了输出计26的延迟时间Td的外观上的输出变动的外观输出变动计算工序(S11)。
在校正工序(S10)中,另外,根据公式(1),输出运算部118从来自输出计26的发电机20的输出Pg减去由外观输出变动计算部111求出的燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δp而求出燃气涡轮机10的输出Pt(输出运算工序(S14))。来自输出计26的发电机20的输出Pg为从现时点实质上延迟了延迟时间Td的输出,但来自外观输出变动计算部111的燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δp也是从现时点实质上延迟了延迟时间Td的外观上的输出变动。因此,输出运算部118所处理的发电机20的输出Pg与燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δp之间,不存在基于延迟时间Td的相移。因此,输出运算部118能够求出准确的燃气涡轮机10的输出。
以上,校正工序(S10)结束。
异常判断部160a判断燃气涡轮机10是否发生异常(异常判断工序(S4a))。在该异常判断工序(S4a)中,首先,参考输出发生器161接受来自输出计26的输出,并基于该输出而输出参考输出Pr。减法器162a求出作为该参考输出Pr与来自校正部110的燃气涡轮机10的输出Pt之差的输出变动幅度ΔPg(输出变动幅度计算工序(S5a))。并且,基于该输出变动幅度ΔPg进行各判断器163、166是否发生异常的判断(判断工序(S6a))。
在该判断工序(S6a)中,容许幅度判断器163从减法器162a接受输出变动幅度ΔPg,判断该输出变动幅度ΔPg是否在预先确定的容许输出变动幅度ΔPs的范围之外。并且,若输出变动幅度ΔPg在容许输出变动幅度ΔPs的范围之外,则容许幅度判断器163输出表示处于异常状态的异常信号。若该异常信号被输入,则容许外时间判断器166判断输出变动幅度ΔPg在容许输出变动幅度ΔPs的范围之外的时间是否为规定时间Tp以上,若为规定时间Tp以上,则向跳闸信号输出部170输出异常信号。
与第一实施方式相同,若异常判断部160a输出异常信号(在S6a中为Yes时),如前述,跳闸信号输出部170相对于操作部输出跳闸信号(S7)。其结果,燃气涡轮机10跳闸。
例如,如图12所示,设为燃气涡轮机10的输出Pt从时刻ta开始相对急剧地减少。另外,图12中示出的燃气涡轮机10的输出Pt为不包含燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δp的净输出。其结果,产生减少时参考输出Prd(Pr)与燃气涡轮机10的输出Pt之差即减少时输出变动幅度ΔPd(ΔP)。若燃气涡轮机10的输出Pt之后也相对急剧地减少,则减少时输出变动幅度ΔPd也随之向负侧增大。该减少时输出变动幅度ΔPd若在时刻tb时向负侧超出预先确定的下限容许变动幅度ΔPsd(ΔPs),则下限判断器165向容许外时间判断器166输出异常信号。若异常信号的输入持续规定时间Tp,则容许外时间判断器166在从时刻tb经过规定时间Tp之后的时刻tc向跳闸信号输出部170输出异常信号。其结果,如前述,跳闸信号输出部170相对于操作部输出跳闸信号,燃气涡轮机10跳闸。
如上所述,本实施方式中,例如,即使电力系统29变得不稳定,燃气涡轮机10与发电机20之间的输出平衡被打破时,能够从发电机20的输出求出准确的燃气涡轮机10的输出。
并且,本实施方式中,燃气涡轮机10的输出Pt恒定时,即使因电力系统29的不稳定而导致发电机20的输出Pg发生变动,根据如以上准确求出的燃气涡轮机10的输出Pt,也能够进行燃气涡轮机10是否发生异常的判断,因此能够减少燃气涡轮机异常的误检测及燃气涡轮机10的误跳闸。
“第三实施方式”
接着,使用图13及图14,对作为第三实施方式的发电设备进行说明。
本实施方式的控制装置100b是对第二实施方式的控制装置100a中的转速变化率运算部130进行变更的装置,其他结构与第二实施方式的控制装置100a基本相同。因此,以下主要对该变更内容进行说明。
首先,参考图14对通过本实施方式的转速变化率运算部130b的转速变化率的计算方法进行说明。
求出在第一时刻t1的转速变化率时,首先,利用在第一时刻t1从转速计25输出的第一转速N1及在从第一时刻t1相隔规定时间Ts之前的第二时刻t2从转速计25输出的第二转速N2求出两个转速N1、转速N2之差即第一转速变化量ΔN1。接着,利用在从第一时刻t1经过规定时间Ts之后的第三时刻t3从转速计25输出的第三转速N3和第一转速N1求出两个转速N3、转速N1之差即第二转速变化量ΔN2。
接着,求出第一转速变化量ΔN1与第二转速变化量ΔN2的平均值即平均变化量ΔNa。接着,将该平均变化量ΔNa除以规定时间Ts,并将该值设为在第一时刻t1的转速变化率。
即,在此,将在第一时刻t1与第二时刻t2之间的第一平均转速变化率和在第一时刻t1与第三时刻t3之间的第二平均转速变化率的平均值设为在第一时刻t1的转速变化率。
第一时刻t1与第二时刻t2之间的规定时间Ts及第一时刻t1与第三时刻t3之间的规定时间Ts为预想的延迟时间Td以下的时间。
因此,如上所述求出在第一时刻t1的转速变化率时,需要在第三时刻t3的第三转速N3,该第三时刻t3相对于第一时刻t1是未来的时刻。
并且,在输出运算部118中,利用在第一时刻t1的转速变化率求出的外观上的输出变动量被减去的对象为在第一时刻t1的发电机20的输出。由于规定时间Ts为预想的延迟时间Td以下的时间,因此在该第一时刻t1的发电机20的输出是,在比第三时刻t3进一步未来的时刻即在从第一时刻t1仅经过延迟时间Td的量的未来的第四时刻t4从输出计26输出的输出,该第三时刻t3是相对于第一时刻t1仅经过规定时间Ts的未来的时刻。因此,从可得到在第一时刻t1的发电机20的输出的第四时刻t4来看第三时刻t3是过去的时刻。因此,在输出运算部118中,求在第一时刻t1的燃气涡轮机10的输出时,第三时刻t3相对于第四时刻t4是过去的时刻,因此能够得到在相对于第一时刻t1为未来的时刻的第三时刻t3的第三转速N3。
本实施方式的转速变化率运算部130b通过以上方法求出转速变化率。因此,如图13所示,该转速变化率运算部130b具有:常数发生器131,输出作为常数的“2”;时间发生器132,输出规定时间Ts;第一延时器133,使来自转速计25的转速延迟规定时间Ts而输出;第一减法器134,求出来自转速计25的转速与来自第一延时器133的转速之差;第二延时器135,使来自第一延时器133的转速进一步延迟规定时间Ts而输出;第二减法器136,求出来自第一延时器133的转速与来自第二延时器135的转速之差;加算器137,在来自第一减法器134的输出上加上来自第二减法器136的输出;第一除法器138,将来自加算器137的输出除以来自常数发生器131的“2”;及第二除法器139,将来自第一除法器138的输出除以来自时间发生器132的规定时间Ts。
在此,在该转速变化率运算部130b中,设为从转速计25输出在前述第三时刻t3的第三转速N3。此时,第一延时器133输出在从第三时刻t3相隔规定时间Ts之前的第一时刻t1的第一转速N1。第一减法器134输出作为第一转速N1与第三转速N3之差的第二转速变化量ΔN2。并且,此时,第二延时器135输出在从第一时刻t1相隔规定时间Ts之前的第二时刻t2的第二转速N2。第二减法器136输出第一转速变化量ΔN1,即作为来自第一延时器133的输出的第一转速N1与作为来自第二延时器135的输出的第二转速N2之差。在通过加算器137及第一除法器138求出作为第一转速变化量ΔN1与第二转速变化量ΔN2的平均值的平均变化量ΔNa。第二除法器139将平均变化量ΔNa除以规定时间Ts而输出在第一时刻t1的转速变化率。
另外,以上,求出平均变化量ΔNa以后将该平均变化量ΔNa除以规定时间Ts来求出转速变化率,但也可以求出第一转速变化量ΔN1及第二转速变化量ΔN2之后,求出这些变化量的变化率,并将各变化率的平均值设为在第一时刻t1的转速变化率。
然而,如上使用图14进行叙述,在输出运算部118中,利用在第一时刻t1的转速变化率求出的外观上的输出变动量被减去的对象为在第一时刻t1的发电机20的输出。在该第一时刻t1的发电机20的输出为在从第一时刻t1仅经过延迟时间Td的量的未来的第四时刻t4从输出计26输出的输出。
另一方面,在第一时刻t1的转速变化率利用在从第一时刻t1仅经过规定时间Ts的量的未来的第三时刻t3从转速计25输出的转速而求出。因此,在第一时刻t1的转速变化率被求出的时刻成为从第一时刻t1仅经过规定时间Ts的量的未来的第三时刻t3以后。
因此,输出变动运算部120b输出在第一时刻t1的燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δp的时刻也成为从第一时刻t1仅经过规定时间Ts的量的未来的第三时刻t3以后。因此,来自输出变动运算部120b的输出即外观上的输出变动Δp已经延迟规定时间Ts,因此仅通过使该外观上的输出变动Δp延迟(Td-Ts)的量,该外观上的输出变动Δp与来自输出计26的发电机20的输出之间的延迟时间Td差被消除。
因此,与第二实施方式不同,本实施方式的延迟时间调节部112b使来自输出变动运算部120b的输出即外观上的输出变动Δp延迟(Td-Ts)的量。
通过延迟时间调节部112b延迟(Td-Ts)的量的外观上的输出变动Δp作为外观输出变动计算部111b的输出送入校正部110b的输出运算部118。与第二实施方式相同,在输出运算部118中,从来自输出计26的输出Pg减去来自外观输出变动计算部111b的外观上的输出变动Δp,作为相减结果的燃气涡轮机10的净输出被输出至异常判断部160a。
以上,在本实施方式中,从3个时刻求出转速变化率,因此能够求出更准确的转速变化率。如图14所示,在本实施方式中,以时刻t1为基准,不仅使用该时刻t1与过去的时刻t2之间的平均转速变化率,还使用该时刻t1与未来的时刻t3之间的平均转速变化率,将这些平均转速变化率的平均值设为在时刻t1的转速变化率。因此,在本实施方式中,在求转速变化率的时刻t1的转速取极大值或极小值时,能够求出比第二实施方式更准确的转速变化率。
“第四实施方式”
接着,利用图15对作为第四实施方式的发电设备进行说明。
本实施方式的控制装置100c是对第二实施方式的控制装置100a中的延迟时间调节部112的位置进行变更的装置,其他结构与第二实施方式的控制装置100a基本相同。因此,以下主要对该变更内容进行说明。
第二实施方式的延迟时间调节部112配置于外观输出变动运算部120与输出运算部118之间。另一方面,本实施方式的延迟时间调节部112c配置于转速计25与外观输出变动运算部120之间。
在本实施方式中,由转速计25测量到的转速通过延迟时间调节部112c被延迟外观时间Td之后输入至外观输出变动运算部120。其结果,通过外观输出变动运算部120求出的燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δp已经延迟外观时间Td的量。因此,在本实施方式中,如第二实施方式,来自外观输出变动运算部120的外观上的输出变动Δp无需调节延迟时间而输入至输出运算部118。
如上所述,相对于来自输出计26的输出的延迟的输出变动的延迟时间调节,如第一实施方式,可以对作为外观输出变动运算部120的输出的燃气涡轮机10的外观上的输出变动进行,如本实施方式,也可对作为外观输出变动运算部120的输入值的转速进行。因此,在第三实施方式中,与本实施方式相同,也可将延迟时间调节部配置于转速计25与外观输出变动运算部120b之间。并且,在第三实施方式中,将通过外观输出变动运算部120b中的第一延时器133及第二延时器135使转速延迟的规定时间Ts设定为延迟时间Td,由此也能够执行延迟时间调节。
另外,以上的实施方式中均是燃气涡轮机为动力机的发电设备,但动力机并不限定于燃气涡轮机,例如,也可以是蒸汽涡轮机和风车等。
产业上的可利用性
根据本发明的一方式,能够实现燃气涡轮机中的高温部的冷却,并且有效利用从压缩机抽出的压缩空气的热量。
符号说明
10-燃气涡轮机,11-空气压缩机,13-燃烧器,14-涡轮,17-燃料切断阀,20-发电机,23-断路器,25-转速计,26-输出计,100、100a、100b、100c-控制装置,110、110b-校正部,111、111b-外观输出变动计算部,112、112a、112b、112c-延迟时间调节部,120、120b-输出变动运算部,130、130b-转速变化率运算部,160、160a-异常判断部,170-跳闸信号输出部。
Claims (17)
1.一种机械连接于发电机的动力机的异常检测方法,其中,所述动力机的异常检测方法执行如下工序:
异常判断工序,根据由输出计测量到的所述发电机的输出的变动幅度是否在容许输出变动幅度的范围之外来判断所述动力机是否发生异常;及
校正工序,利用由转速计测量到的所述发电机与所述动力机中的其中一个的转速,对成为所述异常判断工序中的判断基准的所述容许输出变动幅度与成为所述异常判断工序中的判断对象的由所述输出计测量到的所述输出中的其中一个进行校正。
2.根据权利要求1所述的动力机的异常检测方法,其中,
在所述校正工序中执行如下工序:转速变动幅度计算工序,利用所述一个转速来求出所述转速的转速变动幅度;及容许变动幅度校正工序,以所述容许输出变动幅度随着所述转速变动幅度增大而增大的方式校正所述容许输出变动幅度,
在所述异常判断工序中,根据由所述输出计测量到的所述输出的变动幅度是否在所述容许变动幅度校正工序中校正的所述容许输出变动幅度的范围之外来判断所述动力机是否发生异常。
3.根据权利要求2所述的动力机的异常检测方法,其中,
在所述转速变动幅度计算工序中执行如下工序:
上限参考转速运算工序,求出上限参考转速,即当所述转速在高于额定转速时下降的情况下,利用所述动力机及所述发电机在正常运行中时所容许的转速下降率求出的转速;
下限参考转速运算工序,求出与所述上限参考转速相同时刻下的下限参考转速,即当所述转速为额定转速以下时上升的情况下,利用所述动力机及所述发电机在正常运行中时所容许的转速上升率求出的转速;及
偏差运算工序,求出所述上限参考转速与所述下限参考转速之差,将所述差作为所述转速变动幅度进行输出。
4.根据权利要求2或3所述的动力机的异常检测方法,其中,
在所述异常判断工序中,执行将由所述输出计测量到的所述输出与相对于所述输出的基准输出之差设为所述输出的变动的输出变动计算工序。
5.根据权利要求1所述的动力机的异常检测方法,其中,
在所述校正工序中,利用所述一个转速、作为所述转速的每单位时间的变化率的转速变化率及所述动力机和所述发电机中的旋转系统的惯性力矩,求出所述动力机的外观上的输出变动,将从由所述输出计测量到的所述发电机的输出减去所述外观上的输出变动量的值设为被校正的输出,
在所述异常判断工序中,根据通过所述校正工序校正的所述输出的变动幅度是否在所述容许输出变动幅度的范围之外来判断所述动力机是否发生异常。
6.根据权利要求5所述的动力机的异常检测方法,其中,
在所述校正工序中,从由所述输出计输出的所述输出减去所述外观上的输出变动,所述外观上的输出变动延迟了来自所述输出计的输出相对于来自所述转速计的输出的延迟时间的量。
7.根据权利要求5或6所述的动力机的异常检测方法,其中,
在所述异常判断工序中,执行将通过所述校正工序校正的所述输出与相对于由所述输出计测量到的所述输出的基准输出之差设为所述输出的变动的输出变动计算工序。
8.根据权利要求4或7所述的动力机的异常检测方法,其中,
在所述输出变动计算工序中,将作为利用所述动力机及所述发电机在正常运行中时所容许的输出变化率求出的输出的参考输出设为所述基准输出。
9.一种机械连接于发电机的动力机的控制装置,其具备:
异常判断部,根据由输出计测量到的所述发电机的输出的变动幅度是否在容许输出变动幅度的范围之外来判断所述动力机是否发生异常;
校正部,利用由转速计测量到的所述发电机与所述动力机中的其中一个转速,对成为在所述异常判断部中的判断基准的所述容许输出变动幅度与成为在所述异常判断部中的判断对象的由所述输出计测量到的所述输出中的其中一个进行校正;及
跳闸信号输出部,若在所述异常判断部判断出所述动力机发生异常,则向能够使所述动力机跳闸的操作部输出跳闸信号而使所述动力机跳闸。
10.根据权利要求9所述的动力机的控制装置,其中,
所述校正部具有:转速变动幅度计算部,利用所述一个转速求出所述转速的转速变动幅度;及容许变动幅度校正部,以所述容许输出变动幅度随着所述转速变动幅度增大而增大的方式校正所述容许输出变动幅度,
所述异常判断部根据由所述输出计测量到的所述输出的变动幅度是否在由所述容许变动幅度校正部校正的所述容许输出变动幅度的范围之外来判断所述动力机是否发生异常。
11.根据权利要求10所述的动力机的控制装置,其中,
所述转速变动幅度计算部具有:
上限参考转速运算部,求出上限参考转速,即当所述转速在高于额定转速时下降的情况下,利用所述动力机及所述发电机在正常运行中时所容许的转速下降率求出的转速;
下限参考转速运算部,求出与所述上限参考转速相同时刻下的下限参考转速,即当所述转速为额定转速以下时上升的情况下,利用所述动力机及所述发电机在正常运行中时所容许的转速上升率求出的转速;及
偏差运算部,求出所述上限参考转速与所述下限参考转速之差,将所述差作为所述转速变动幅度进行输出。
12.根据权利要求10或11所述的动力机的控制装置,其中,
所述异常判断部具有输出变动计算部,其将由所述输出计测量到的所述输出与相对于所述输出的基准输出之差设为所述输出的变动。
13.根据权利要求9所述的动力机的控制装置,其中,
所述校正部具有:
外观输出变动计算部,利用所述一个转速、作为所述转速的每单位时间的变化率的转速变化率及所述动力机和所述发电机中的旋转系统的惯性力矩,求出所述动力机的外观上的输出变动;及
输出运算部,将从由所述输出计测量到的所述发电机的输出减去所述外观上的输出变动量的值设为被校正的输出,
所述异常判断部根据所述校正部所校正的所述输出的变动幅度是否在所述容许输出变动幅度的范围之外来判断所述动力机是否发生异常。
14.根据权利要求13所述的动力机的控制装置,其中,
所述校正部具有延迟时间调节部,其使输入到所述输出运算部的所述外观上的输出变动延迟来自所述输出计的输出相对于来自所述转速计的输出的延迟时间的量。
15.根据权利要求13或14所述的动力机的控制装置,其中,
所述异常判断部具有输出变动计算部,其将所述校正部校正的所述输出与相对于由所述输出计测量到的所述输出的基准输出之差设为所述输出的变动。
16.根据权利要求12或15所述的动力机的控制装置,其中,
所述输出变动计算部将作为利用所述动力机及所述发电机在正常运行中时所容许的输出变化率来求出的输出的参考输出设为所述基准输出。
17.一种发电设备,其具备:
权利要求9至16中任一项所述的动力机的控制装置;
所述动力机;
所述发电机;及
所述操作部。
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