JP2000032796A - 原動機発電装置及びその原動機停止操作方法 - Google Patents

原動機発電装置及びその原動機停止操作方法

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JP2000032796A
JP2000032796A JP10192553A JP19255398A JP2000032796A JP 2000032796 A JP2000032796 A JP 2000032796A JP 10192553 A JP10192553 A JP 10192553A JP 19255398 A JP19255398 A JP 19255398A JP 2000032796 A JP2000032796 A JP 2000032796A
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Katsuhiko Tatsumi
勝彦 辰巳
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 原動機の停止過程においても、共振回転数R
を短時間で通過させ、原動機および発電機の軸系に振動
や過大応力が長時間加わることを阻止し得る原動機発電
装置とその発電装置における原動機停止操作方法を提供
する。 【解決手段】 原動機により駆動される発電機からの発
電電力を発電機遮断器を介して給電される給電経路に送
電する原動機発電装置において、前記発電機より発電遮
断機に至る発電経路途中を分岐した分岐経路に遮断器を
介して抵抗装置若しくは蓄電装置等の発電電力を吸収す
る電気的吸収装置を設け、前記発電機と連結した原動機
の停止操作の際に、前記発電遮断器が切に、前記吸収遮
断器が入に操作されて、前記発電機に残留する回転エネ
ルギを吸収装置側に吸収されながら原動機が停止される
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼル機関、
ガソリン機関、ガスタービン、スチームタービン等の原
動機の回転力を受けて所望の発電を行なう発電装置(プ
ラント)に係り、特に該原動機発電装置とその発電装置
における原動機停止操作方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ディーゼル機関、ガソリン機
関、ガスタービン、スチームタービン等の原動機の回転
力を受けて所望の発電を行なう発電プラントは周知であ
り、図4にかかる従来の発電プラントの送電線図を表
す。
【0003】図4において、1は調速機により回転数の
制御が可能な原動機、2は該原動機1に軸系を介して連
結された発電機で、前記原動機1は発電機2よりの発電
出力を給電後においては、電気の周波数を一定に維持す
るために原動機1の回転数が一定になるようにガバナ3
で調整している。発電出力が減少すると、原動機1の負
荷が下がるので、該原動機1では回転数が増加する方向
に働くが、ガバナにより原動機1に投入される燃料又は
蒸気(蒸気タービンの場合)を減らして原動機1及び発
電機2の回転数を一定に制御している。
【0004】そして前記発電機2により発電された発電
出力は発電機遮断器4、メイン遮断器5及びメイントラ
ンス10を介して商用電力系統に送電する給電経路21
と、前記発電機遮断器4とメイン遮断器5間の経路を分
岐して遮断器6、ユニットトランス11、遮断器7、遮
断器8を介して所内設備13に給電する所内用給電経路
22と、前記発電機1の発電出力が起動前、停止若しく
は定格値以下の場合に、スタートトランス12、遮断器
9及び遮断器8を介して商用電源を所内設備に給電する
所内設備受電経路23とを設け、発電プラントを構成し
ている。尚図4中の遮断機4〜9の“入”“切”状態は
発電・送電状態を表している。
【0005】図5は前記原動機1と発電機2との軸系の
応答図を示す。図5に示す如く、原動機1と発電機2と
の軸系において、回転数零から定格回転数Nまでに共振
点Rがある場合、原動機1を起動し発電機2の回転数を
定格回転数Nまで上昇する際に、共振回転数R通過時に
原動機1及び発電機2の軸系に生じる振動や過大応力を
さけるため区間“A”は調速機3によりクイックパスを
行なう。
【0006】図4に示すごとく発電機2の回転数が定格
回転数Nに達したら発電機2を励磁して、発電を始め、
同期の後に発電機遮断器4を“入”、遮断機9を“切”
とした後、メイン遮断機5を“入”としてメイントラン
ス10を介して送電する。原動機1及び発電機2を停止
する場合、定格回転数Nを保った状態で発電機2の出力
(原動機負荷)を下げ、発電機遮断器4を“切”として
発電機2の励磁を切って発電を止めその後、定格回転数
Nから回転数を徐々に下げて停止することになる。
【0007】この停止操作時における、定格回転数Nか
ら停止までは、原動機1と発電機2とを合わせた回転体
の慣性と、機械的摩擦に従って徐々に回転数が減少する
のであり、原動機1と発電機2との回転体の慣性が大き
いほど停止までの時間を要する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従って前記従来の発電
プラントにあっては、図5のように定格回転数Nから停
止時までに共振点(回転数)Rが存在していると、停止
過程は回転体の慣性と機械的摩擦に従って減速されてい
るためにクイックパスができず、共振回転数Rを通過す
るのに時間を要し、原動機1および発電機2の軸系に振
動や過大応力が長時間加わることになり、この結果該発
電プラントの発停回数の多数回の繰り返しにより軸系の
疲労破壊に至り得る。
【0009】更に、前記従来の発電プラントにあって
は、原動機1と発電機2との回転体の慣性と機械的摩擦
に従って減速させながら停止操作を行なうために、危急
停止の場合、危急の場合に速やかに停止させることが出
来ず、問題があった。即ち、前記従来の発電プラントに
あっては図5のような共振回転数Rが存在しない原動機
1および発電機2の軸系であっても、危急停止の場合に
速やかに停止させることが出来ないという問題があっ
た。
【0010】本発明は、かかる技術的課題に鑑み、原動
機1の停止過程においても、共振回転数Rを短時間で通
過させ、原動機1および発電機2の軸系に振動や過大応
力が長時間加わることを阻止し、この結果該発電プラン
トの発停回数の多数回の繰り返しにより軸系の疲労破壊
の恐れを防止し得る原動機発電装置とその発電装置にお
ける原動機停止操作方法を提供することを目的とする。
【0011】本発明の他の目的は、原動機および発電機
の危急停止の場合に速やかに停止させることが出来る原
動機発電装置とその発電装置における原動機停止操作方
法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
かかる発明の課題を解決するために、原動機により駆動
される発電機からの発電電力を発電機遮断器を介して給
電される給電経路に送電する原動機発電装置において、
前記発電機より発電遮断機に至る発電経路途中を分岐し
た分岐経路に遮断器を介して抵抗装置若しくは蓄電装置
等の発電電力を吸収する電気的吸収装置を設け、前記発
電機の発電エネルギを吸収する際に、前記発電遮断器が
切に、前記吸収遮断器が入に操作されて前記吸収装置に
導かれることを特徴とする。
【0013】請求項2記載の発明は、前記発明をより具
体化したもので、前記発電機より発電遮断機に至る発電
経路途中を分岐した分岐経路に遮断器を介して抵抗装置
若しくは蓄電装置等の発電電力を吸収する電気的吸収装
置を設け、前記発電機と連結した原動機の停止操作の際
に、前記発電遮断器が切に、前記吸収遮断器が入に操作
されて、前記発電機に残留する回転エネルギを吸収装置
側に吸収されながら原動機が停止されることを特徴とす
る。
【0014】かかる発明によれば、前記発電機に残留す
る回転エネルギを吸収する吸収経路を発電遮断機より上
流側に分岐して設けたために、前記停止操作の際に、発
電遮断機下流側の送電経路と無関係に前記発電機に残留
する回転エネルギを吸収装置側に吸収させることが出来
る。この結果、前記送電経路に悪影響を与えることなく
前記発電機に残留する回転エネルギを円滑に吸収出来
る。
【0015】そして前記回転エネルギーの吸収により、
原動機1および発電機2の定格回転数Nからの停止時間
を短くするように制動をかけることが出来、図5のよう
に共振回転数Rが存在しても、停止時に共振回転数Rを
通過する時間が短くなる。したがって振動や過大応力の
加わる時間が短くなり、発停回数が多くとも原動機1お
よび発電機2の軸系の寿命を延ばすことができるととも
に、危急停止時の場合であっても円滑な危急停止が可能
である。
【0016】さらに本発明の吸収装置は、電気ヒータ等
の抵抗装置若しくは蓄電装置等の電気的吸収装置である
ために、機械的制動装置のような摩擦部材がなく、摩耗
や騒音の発生がなく、実質的にメンテナンスフリーとな
る。又吸収装置に、抵抗装置で電力を消費吸収する代わ
りに充電装置を介して蓄電池18に充電することによ
り、停止操作時の余剰電力を有効利用できる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る構成部品の寸法、形状、その相対配置などは特に特定
的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定
する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【0018】図1及び図2は、本発明の実施形態にかか
る発電プラントの送電線図で、原動機1および発電機2
の停止操作時の余剰電力を吸収する吸収装置として、電
気ヒータ等の抵抗装置15を設けた場合を表す。図4に
示す従来技術との差異を中心に説明するに、本実施形態
は前記発電機2より発電遮断機に至る発電経路24途中
を分岐し、該分岐経路25に分岐遮断器14を介して電
気ヒータ等の抵抗装置15とともに、該抵抗装置15に
より加熱した熱を回収する冷却装置16を設けている。
【0019】先ず、かかる装置における各動作毎の遮断
機の入り切り状態を説明しながら、本装置の流れを図1
に基づいて説明する。尚、図1は発電・送電中、図2は
停止操作中の遮断機の入り切り状態を表す。先ず所内設
備13に電力を供給する場合を図6に基づいて説明す
る。ここで所内設備13とは原動機1を運転するために
必要な潤滑油ポンプや冷却水ポンプのモ−タ、コンプレ
ッサ等の補機類、発電制御装置関係、及び照明エアコン
等のユーテリテイ関係の各種電装装置で、所内で使用さ
れる電気設備をいう。
【0020】ここで、原動機1及びこれに連結された発
電機2の起動前若しくは停止中に、前記所内設備13に
メイントランス10側より電力を供給する場合は、遮断
機4、9、14を“切”、遮断機5〜8を“入”として
商用電力側より、メイントランス10、遮断機5,6、
ユニットトランス11、遮断機7,8を介して所内設備
13に供給される。
【0021】この状態でメイントランス10側より発電
機2を起動する場合は、遮断機4を“切”から“入”に
切換えた後、発電機2により発電された発電出力は発電
機遮断器4、メイン遮断器5及びメイントランス10の
給電経路21を介して商用電力系統に送電するととも
に、前記発電機遮断器4とメイン遮断器5間の経路を分
岐して遮断器6、ユニットトランス11、遮断器7、遮
断器8の所内用給電経路22を介して所内設備13に給
電する。
【0022】一方、原動機1及びこれに連結された発電
機2の起動前若しくは停止中に、前記所内設備13にス
タートトランス12側より電力を供給する場合は、遮断
機4〜7、14を“切”、遮断機9、8を“入”として
商用電力側より、スタートトランス12、遮断機9,8
を介して所内設備13に供給される。
【0023】この状態でスタートトランス12側より発
電機2を起動する場合は、遮断機4を“切”から“入”
に切換えた後、遮断機9を“入”から“切”に、その後
遮断機5を“切”から“入”に切換えて、前記と同様に
発電機2により発電された発電出力は発電機遮断器4、
メイン遮断器5及びメイントランス10の給電経路21
を介して商用電力系統に送電するとともに、前記発電機
遮断器4とメイン遮断器5間の経路を分岐して遮断器
6、ユニットトランス11、遮断器7、遮断器8の所内
用給電経路22を介して所内設備13に給電する。従っ
て、発電・送電中は遮断機9、14を“切”、遮断機4
〜8を“入”とする。(図1参照)
【0024】図1の発電状態から停止操作をする場合、
回転数は定格回転数Nを保ったまま原動機1の負荷を下
げつつ発電機2の出力を下げ、図2に表すように発電機
遮断器4を“切”として送電を止めたと同時に、発電機
2の励磁をかけたままで、分岐遮断機14を“入”と
し、原動機1および発電機2が停止するまでのあいだ
に、発電機2にて継続して発電された電力を遮断機14
を介して抵抗装置15に導いて抵抗装置15で電力を消
費することにより、原動機1および発電機2の回転エネ
ルギーを吸収しながらその制動をかける。そして該抵抗
装置15により加熱した熱は冷却装置16で回収して所
内の暖房に用いるか若しくは該冷却装置16を暖冷房用
ヒートポンプサイクルの蒸発器として使用して熱回収を
図る。
【0025】従って本実施形態によれば、遮断器14を
介して発電機2側の出力が抵抗装置15側に導かれて発
電エネルギーの吸収による制動が図れるために、図4に
示すような従来技術のように、分岐遮断機14や抵抗装
置15がない場合に比べ原動機1および発電機2の定格
回転数Nから停止までの時間が短縮され、図5のように
その間に共振点(回転数)Rが存在しても、停止操作時
に共振点Rを含む区間“A”を通過する時間が短くな
る。したがって振動や過大応力の加わる時間が短くな
り、発停回数が多くとも原動機1および発電機2の軸系
の寿命を延ばすことができる。また、危急停止時におい
ても速やかな停止時間を確保できる。
【0026】図3は、本発明の他の実施形態にかかる発
電プラントの送電線図で、原動機1および発電機2の停
止操作時の余剰電力を吸収する吸収装置として、充電装
置と蓄電池を設けた場合を表す。図1に示す第1実施形
態との差異を中心に説明するに、本実施形態は前記発電
機2より発電遮断機4に至る発電経路途中を分岐し、該
分岐経路に分岐遮断器14を設けたまでは、前記実施形
態と同様であるが、抵抗装置15と冷却装置16の代り
に充電装置17と該充電装置17により充電される蓄電
池18を設けている。
【0027】かかる実施形態は、原動機1および発電機
2の定格回転数Nから停止する場合、第1実施形態と同
様に、発電機2に励磁をかけたまま分岐遮断器14を
“入”とし、分岐遮断機14を介して充電装置17から
蓄電池18へ充電することにより原動機1および発電機
2の回転の制動をかける。従って本実施形態によれば、
発電機2の停止操作時の余剰電力を充電装置17を介し
て蓄電池18に蓄電することにより、余剰電力の有効利
用を図れる。
【0028】
【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、前記
発電機に残留する回転エネルギを吸収する吸収経路を発
電遮断機より上流側に分岐して設けたために、発電機の
停止操作の際に、発電遮断機下流側の送電経路に悪影響
を与えることなく前記発電機に残留する回転エネルギを
円滑に吸収出来、原動機および発電機の定格回転数Nか
らの停止時間を短くするように制動をかけることが出来
る。この結果、図5のように共振回転数Rが存在して
も、停止時に共振回転数Rを通過する時間が短くなる。
したがって振動や過大応力の加わる時間が短くなり、発
停回数が多くとも原動機および発電機の軸系の寿命を延
ばすことができるとともに、危急停止時の場合であって
も円滑な危急停止が可能である。
【0029】さらに本発明の吸収装置は、電気ヒータ等
の抵抗装置若しくは蓄電装置等の電気的吸収装置である
ために、機械的制動装置のような摩擦部材がなく、摩耗
や騒音の発生がなく、実質的にメンテナンスフリーとな
る。又吸収装置に、抵抗装置で電力を消費吸収する代わ
りに充電装置を介して蓄電池に充電することにより、停
止操作時の余剰電力を有効利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1及び図2は、本発明の実施形態にかかる
発電プラントの送電線図で、原動機1および発電機の停
止操作時の余剰電力を吸収する吸収装置として、電気ヒ
ータ等の抵抗装置を設けた場合を表す。そして図1は発
電・送電中の遮断機の入り切り状態を示す全体図であ
る。
【図2】 図1の要部を示す送電線図で、停止操作中の
遮断機の入り切り状態を表す。
【図3】 図1の抵抗装置で電力を消費する代わりに充
電装置を介して蓄電池を充電する方法を表した本発明の
他の実施形態の要部を示す送電線図で、停止操作中の遮
断機の入り切り状態を表す。
【図4】 従来技術の発電プラントの送電線図で、発電
・送電発電・送電中の遮断機の入り切り状態を示す全体
図である。
【図5】 原動機と発電機との軸系の応答図を示す。
【図6】 図1の発電プラントの各動作毎の遮断機の入
り切り状態を説明する表図である。
【符号の説明】
1 原動機 2 発電機 3 調速機 4〜9、14 遮断器 10 メイントランス 11 ユニットトランス 12 スタートトランス 13 所内設備 15 抵抗装置 16 冷却装置 17 充電装置 18 蓄電池
フロントページの続き Fターム(参考) 5H530 AA19 BB04 BB35 CC08 CC30 CE15 EE01 EE05 5H590 AA06 AA07 AA30 BB02 CA01 CA07 CA08 CE01 CE05 CE08 EA01 EA05 EB21 FA01 FC21 GA06 GA09 HA06 JB18 5H607 AA00 AA04 BB02 BB06 CC01 EE43 FF22 FF29 FF30

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原動機により駆動される発電機からの発
    電電力を発電機遮断器を介して給電される給電経路に送
    電する原動機発電装置において、 前記発電機より発電遮断機に至る発電経路途中を分岐し
    た分岐経路に遮断器を介して抵抗装置若しくは蓄電装置
    等の発電電力を吸収する電気的吸収装置を設け、 前記発電機の発電エネルギを吸収する際に、前記発電遮
    断器が切に、前記吸収遮断器が入に操作されて前記吸収
    装置に導かれることを特徴とする原動機発電装置。
  2. 【請求項2】 原動機により駆動される発電機からの発
    電電力を発電機遮断器を介して給電される給電経路に送
    電する原動機発電装置において、 前記発電機より発電遮断機に至る発電経路途中を分岐し
    た分岐経路に遮断器を介して抵抗装置若しくは蓄電装置
    等の発電電力を吸収する電気的吸収装置を設け、 前記発電機と連結した原動機の停止操作の際に、前記発
    電遮断器が切に、前記吸収遮断器が入に操作されて、前
    記発電機に残留する回転エネルギを吸収装置側に吸収さ
    れながら原動機が停止されることを特徴とする原動機発
    電装置における原動機停止操作方法。
JP10192553A 1998-07-08 1998-07-08 原動機発電装置及びその原動機停止操作方法 Withdrawn JP2000032796A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002315395A (ja) * 2001-04-06 2002-10-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風力発電装置
JP2015518103A (ja) * 2012-03-29 2015-06-25 アルストム テクノロジー リミテッドALSTOM Technology Ltd 失火後のタービンエンジンの動作方法

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Effective date: 20051004