JP2000092897A - 発電機の逆相電流抑止制御方法 - Google Patents
発電機の逆相電流抑止制御方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 不平衡電圧の系統電源と発電機との電力供給
システムにおいて、発電機に過度な逆相電流が流れても
発電機の運転を継続しつつ逆相電流を抑止することを実
現する発電機の逆相電流抑止制御方法を提供する。 【解決手段】 発電機の各相電流から逆相電流の大きさ
を演算して検出し、逆相電流の大きさが最も小さい値を
示す発電機出力端子電圧になるように電圧設定器の設定
電圧をマニュアルまたは自動的に変更する逆相電流抑止
制御装置１６を設けるように構成した。
システムにおいて、発電機に過度な逆相電流が流れても
発電機の運転を継続しつつ逆相電流を抑止することを実
現する発電機の逆相電流抑止制御方法を提供する。 【解決手段】 発電機の各相電流から逆相電流の大きさ
を演算して検出し、逆相電流の大きさが最も小さい値を
示す発電機出力端子電圧になるように電圧設定器の設定
電圧をマニュアルまたは自動的に変更する逆相電流抑止
制御装置１６を設けるように構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、系統電源と自家用
発電機設備との電力供給システムに用いられる発電機制
御方法の改良に関するものである。
発電機設備との電力供給システムに用いられる発電機制
御方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のもので、逆相電流対策が全くされ
ていないものも存在するが、その場合は発電機に逆相過
電流が流れた場合、発電機を損傷させる事故となり得る
ので、多くのものでは、逆相電流対策として、逆相過電
流継電器を備えている。図４は、このような逆相電流対
策を施した従来技術の系統電源と自家用発電機設備との
電力供給システムの基本構成を示すものである。同図に
おいて、１は発電機、２は界磁巻線、３は自動電圧調整
装置、４は電圧設定器、５、６及び１１は夫々遮断器、
７及び１２は夫々負荷Ｌ及びＬ1〜Ｌ3から成る負荷装
置、８は変流器８−１〜８−３とリレー回路８ａより成
る逆相過電流継電器、９は電圧フィードバックトラン
ス、１０は三相系統電源である。
ていないものも存在するが、その場合は発電機に逆相過
電流が流れた場合、発電機を損傷させる事故となり得る
ので、多くのものでは、逆相電流対策として、逆相過電
流継電器を備えている。図４は、このような逆相電流対
策を施した従来技術の系統電源と自家用発電機設備との
電力供給システムの基本構成を示すものである。同図に
おいて、１は発電機、２は界磁巻線、３は自動電圧調整
装置、４は電圧設定器、５、６及び１１は夫々遮断器、
７及び１２は夫々負荷Ｌ及びＬ1〜Ｌ3から成る負荷装
置、８は変流器８−１〜８−３とリレー回路８ａより成
る逆相過電流継電器、９は電圧フィードバックトラン
ス、１０は三相系統電源である。
【０００３】このような従来の電力供給システムにおい
ては、発電機の出力電力と、系統電源からの各電力は
ａ、ｂ及びｃで示す各受電端で合流し、遮断器６を通し
て負荷装置７に供給される。発電機１の出力端子電圧
は、ベクトル値で表わされる系統電源の線間電圧Ｖａ
ｂ、Ｖｂｃ、Ｖｃａに合致するよう自動電圧調整装置３
により制御する。自動電圧調整装置３は、電圧設定器４
（例えばポテンショメータが遠隔設定用リレー接点で
増、或いは、減方向に回転する電動設定式設定器）によ
り設定した電圧設定信号Ｅｒと、電圧フィードバックト
ランス９にて検出される発電機電圧フィードバック信号
Ｖｆを受け、発電機を設定した一定の電圧に調整するた
めに必要な界磁電流を界磁巻線２に供給する。
ては、発電機の出力電力と、系統電源からの各電力は
ａ、ｂ及びｃで示す各受電端で合流し、遮断器６を通し
て負荷装置７に供給される。発電機１の出力端子電圧
は、ベクトル値で表わされる系統電源の線間電圧Ｖａ
ｂ、Ｖｂｃ、Ｖｃａに合致するよう自動電圧調整装置３
により制御する。自動電圧調整装置３は、電圧設定器４
（例えばポテンショメータが遠隔設定用リレー接点で
増、或いは、減方向に回転する電動設定式設定器）によ
り設定した電圧設定信号Ｅｒと、電圧フィードバックト
ランス９にて検出される発電機電圧フィードバック信号
Ｖｆを受け、発電機を設定した一定の電圧に調整するた
めに必要な界磁電流を界磁巻線２に供給する。
【０００４】ところで、系統電源の受電端ａ、ｂ及びｃ
におけるベクトル値で表わされる各線間電圧Ｖａｂ、Ｖ
ｂｃ及びＶｃａは一般には全て大きさが揃った三相平衡
電圧であり、図２に示すベクトル図の三角形ａｂｃのよ
うな正三角形である。しかし、電力会社から受電端まで
の送電路における各種負荷１２の影響等により受電端で
は、例えば図２に示す三角形ａ1ｂ1ｃ1で示すようなベ
クトル値で表わされる線間電圧Ｖｃａだけが極端に低下
した三相不平衡電圧になる場合がある。このような、不
平衡電圧の系統電源に発電機を並列接続すると、発電機
には逆相電流が流入する。よく知られているように、ベ
クトル値で表わされる不平衡三相電流Ｉａ、Ｉｂ及びＩ
ｃはベクトル値で表わされる零相電流分Ｉ0と２組の平
衡三相電流であるベクトル値で表される正相電流分Ｉ1
及びベクトル値で表わされる逆相電流分Ｉ2に分解する
ことができる。前記発電機に流入する逆相電流は、この
ベクトル値で表わされる逆相電流分Ｉ2に相当するもの
であり、次のベクトル式にて算出される。
におけるベクトル値で表わされる各線間電圧Ｖａｂ、Ｖ
ｂｃ及びＶｃａは一般には全て大きさが揃った三相平衡
電圧であり、図２に示すベクトル図の三角形ａｂｃのよ
うな正三角形である。しかし、電力会社から受電端まで
の送電路における各種負荷１２の影響等により受電端で
は、例えば図２に示す三角形ａ1ｂ1ｃ1で示すようなベ
クトル値で表わされる線間電圧Ｖｃａだけが極端に低下
した三相不平衡電圧になる場合がある。このような、不
平衡電圧の系統電源に発電機を並列接続すると、発電機
には逆相電流が流入する。よく知られているように、ベ
クトル値で表わされる不平衡三相電流Ｉａ、Ｉｂ及びＩ
ｃはベクトル値で表わされる零相電流分Ｉ0と２組の平
衡三相電流であるベクトル値で表される正相電流分Ｉ1
及びベクトル値で表わされる逆相電流分Ｉ2に分解する
ことができる。前記発電機に流入する逆相電流は、この
ベクトル値で表わされる逆相電流分Ｉ2に相当するもの
であり、次のベクトル式にて算出される。
【０００５】Ｉ2＝１／３(Ｉａ＋α2Ｉｂ＋αＩｃ) 但し、α＝−１／２＋√３／２ｊ なお、Ｉ2、Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃは夫々ベクトル値で表
わされた値である。
わされた値である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ベクトル値で表わされ
る前記逆相電流Ｉ2は同じくベクトル値で表わされる他
の電流成分Ｉ0、Ｉ1と違って発電機にとって有害となる
もので、系統電源の三相電圧不平衡率が大きくなってベ
クトル値で表わされるＩ2が過度に増大すると発電機が
損傷する恐れがある。このため、従来のものでは図４に
示す逆相過電流継電器８を採用し、ベクトル値で表わさ
れる過度な逆相電流Ｉ2が流れた場合、逆相過電流継電
器を働かせて発電機を停止させるようにしていた。しか
し、このような場合にも発電機を停止させずに、逆相電
流を抑止することが求められていた。
る前記逆相電流Ｉ2は同じくベクトル値で表わされる他
の電流成分Ｉ0、Ｉ1と違って発電機にとって有害となる
もので、系統電源の三相電圧不平衡率が大きくなってベ
クトル値で表わされるＩ2が過度に増大すると発電機が
損傷する恐れがある。このため、従来のものでは図４に
示す逆相過電流継電器８を採用し、ベクトル値で表わさ
れる過度な逆相電流Ｉ2が流れた場合、逆相過電流継電
器を働かせて発電機を停止させるようにしていた。しか
し、このような場合にも発電機を停止させずに、逆相電
流を抑止することが求められていた。
【０００７】本発明は上述の課題を解決するためになさ
れたもので、ベクトル値で表わされる逆相電流Ｉ2が過
度に流れても発電機を停止することなく運転継続しつ
つ、逆相電流を抑止することを実現する発電機の逆相電
流抑止制御方法を提供することを目的とする。
れたもので、ベクトル値で表わされる逆相電流Ｉ2が過
度に流れても発電機を停止することなく運転継続しつ
つ、逆相電流を抑止することを実現する発電機の逆相電
流抑止制御方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の発電機の逆相電
流抑止制御方法は、ベクトル値で表わされる逆相電流Ｉ
2の大きさが発電機の出力端子電圧を変更することによ
り増・減することに着目し、ベクトル値で表わされる逆
相電流Ｉ2の大きさが最も小さい値を示す発電機出力端
子電圧になるよう電圧設定器の設定電圧をマニュアルま
たは自動的に変更するようにしたことを特徴とする。
流抑止制御方法は、ベクトル値で表わされる逆相電流Ｉ
2の大きさが発電機の出力端子電圧を変更することによ
り増・減することに着目し、ベクトル値で表わされる逆
相電流Ｉ2の大きさが最も小さい値を示す発電機出力端
子電圧になるよう電圧設定器の設定電圧をマニュアルま
たは自動的に変更するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面によって本発明の一実
施の形態を説明する。
施の形態を説明する。
【００１０】図１は本発明に係る発電機の逆相電流抑止
制御方法の一実施の形態を示す接続図である。本発明に
おいては、図１に示すように、図４における従来の系統
電源と自家用発電設備との電力供給システムの基本構成
に、三相電流を検出する変流器１３−１、１３−２及び
１３−３と、これらの電流信号から逆相電流の大きさ
（絶対値｜Ｉ2｜)を演算で検出する逆相電流検出回路１
４と、逆相電流｜Ｉ2｜が最小となるように発電機端子
電圧を制御する制御回路１５で構成する発電機の逆相電
流抑止制御装置１６を設けるようにした点に、その構成
上の特徴がある。この場合、発電機出力端子電圧を自動
的に制御する代りに、マニュアル制御する場合は、図１
に破線で示すように逆相電流｜Ｉ2｜の現在値を表示す
る逆相電流表示器１７を設けておくものとする。
制御方法の一実施の形態を示す接続図である。本発明に
おいては、図１に示すように、図４における従来の系統
電源と自家用発電設備との電力供給システムの基本構成
に、三相電流を検出する変流器１３−１、１３−２及び
１３−３と、これらの電流信号から逆相電流の大きさ
（絶対値｜Ｉ2｜)を演算で検出する逆相電流検出回路１
４と、逆相電流｜Ｉ2｜が最小となるように発電機端子
電圧を制御する制御回路１５で構成する発電機の逆相電
流抑止制御装置１６を設けるようにした点に、その構成
上の特徴がある。この場合、発電機出力端子電圧を自動
的に制御する代りに、マニュアル制御する場合は、図１
に破線で示すように逆相電流｜Ｉ2｜の現在値を表示す
る逆相電流表示器１７を設けておくものとする。
【００１１】図３は、系統電源が例えば前記ベクトル図
（図２）における三角形ａ1、ｂ1及びｃ1で示す不平衡
電圧となった場合に、電圧設定信号Ｅｒと発電機出力端
子電圧Ｖｇ及び、逆相電流｜Ｉ2｜との関係を示す特性
図である。同図に示すように、電圧設定信号Ｅｒと発電
機出力端子電圧Ｖｇとの関係は、例えばＥｒが−１０Ｖ
から＋１０Ｖまで変化したとき、Ｖｇが６．０ｋＶから
７．２ｋＶまで変化するものとし、通常運転はＥｒが０
ＶでＶｇが６．６ｋＶの状態で行っているものとする。
このような運転状態において系統電源が前述の不平衡電
圧となった場合、逆相電流｜Ｉ2｜が増大する。このと
き、同図に示すようにＥｒを０Ｖから下げてＶｇを下げ
るのに伴い｜Ｉ2｜が減少し、更にＶｇを下げ続けると
今度は｜Ｉ2｜が増加の方向に転じはじめる。同図に示
すように、Ｅｒが０Ｖより下げたＥの設定信号に対する
発電機出力端子電圧のとき逆相電流｜Ｉ2｜は最小値を
示す。このことを図２のベクトル図で説明すると、系統
電源電圧が平衡時の三角形ａｂｃから不平衡時の三角形
ａ1ｂ1ｃ1になったとき、発電機出力端子電圧を三角形
ａｂｃから三角形ａ2ｂ2ｃ2に変更することによって逆
相電流｜Ｉ2｜が減少でき、最小値を得ることができる
ことを意味する。
（図２）における三角形ａ1、ｂ1及びｃ1で示す不平衡
電圧となった場合に、電圧設定信号Ｅｒと発電機出力端
子電圧Ｖｇ及び、逆相電流｜Ｉ2｜との関係を示す特性
図である。同図に示すように、電圧設定信号Ｅｒと発電
機出力端子電圧Ｖｇとの関係は、例えばＥｒが−１０Ｖ
から＋１０Ｖまで変化したとき、Ｖｇが６．０ｋＶから
７．２ｋＶまで変化するものとし、通常運転はＥｒが０
ＶでＶｇが６．６ｋＶの状態で行っているものとする。
このような運転状態において系統電源が前述の不平衡電
圧となった場合、逆相電流｜Ｉ2｜が増大する。このと
き、同図に示すようにＥｒを０Ｖから下げてＶｇを下げ
るのに伴い｜Ｉ2｜が減少し、更にＶｇを下げ続けると
今度は｜Ｉ2｜が増加の方向に転じはじめる。同図に示
すように、Ｅｒが０Ｖより下げたＥの設定信号に対する
発電機出力端子電圧のとき逆相電流｜Ｉ2｜は最小値を
示す。このことを図２のベクトル図で説明すると、系統
電源電圧が平衡時の三角形ａｂｃから不平衡時の三角形
ａ1ｂ1ｃ1になったとき、発電機出力端子電圧を三角形
ａｂｃから三角形ａ2ｂ2ｃ2に変更することによって逆
相電流｜Ｉ2｜が減少でき、最小値を得ることができる
ことを意味する。
【００１２】本発明は逆相電流｜Ｉ2｜を最小にするよ
うに発電機出力端子電圧をマニュアル制御または自動的
に制御することを特徴とする。図１において、変流器１
３−１、１３−２及び１３−３によって検出するベクト
ル値で表わされる三相電流Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃを逆相電
流検出回路１４に入力し、ベクトル値で表わされる前記
逆相電流Ｉ2の算定式を用いて逆相電流の絶対値｜Ｉ2｜
を演算で検出する。マニュアルにて制御する場合は、現
在の逆相電流｜Ｉ2｜を目視できる逆相電流表示器１７
の表示値を定期的に確認し、電圧設定器４の設定値をマ
ニュアルにて増、或は減方向に変更し、表示器１６の表
示値が最小となる位置で設定値を固定する。この調整に
際して一時的に逆相電流が上昇するようなことがあって
も発電機に異常・損傷を与えることはない。
うに発電機出力端子電圧をマニュアル制御または自動的
に制御することを特徴とする。図１において、変流器１
３−１、１３−２及び１３−３によって検出するベクト
ル値で表わされる三相電流Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃを逆相電
流検出回路１４に入力し、ベクトル値で表わされる前記
逆相電流Ｉ2の算定式を用いて逆相電流の絶対値｜Ｉ2｜
を演算で検出する。マニュアルにて制御する場合は、現
在の逆相電流｜Ｉ2｜を目視できる逆相電流表示器１７
の表示値を定期的に確認し、電圧設定器４の設定値をマ
ニュアルにて増、或は減方向に変更し、表示器１６の表
示値が最小となる位置で設定値を固定する。この調整に
際して一時的に逆相電流が上昇するようなことがあって
も発電機に異常・損傷を与えることはない。
【００１３】次に、逆相電流｜Ｉ2｜を自動的に最小に
する場合は、マニュアル制御には必要であった図１で破
線で示した表示器１７を削除した発電機の逆相電流抑止
電流抑止制御装置１６によって制御する。この場合、制
御回路１５では、逆相電流｜Ｉ2｜の信号を受けて、電
圧設定器４内の設定値増・減用リレーの励磁信号Ｅｘに
て各リレーを働かせて、電圧設定信号Ｅｒをスキャニン
グし、発電機出力端子電圧を増・減して、逆相電流｜Ｉ
2｜を変化させ、｜Ｉ2｜が最小値となったことを検知し
た時点で電圧設定信号のスキャニングを停止するととも
に、最小値の｜Ｉ2｜を保持する。このため、逆相電流
｜Ｉ2｜を最小限に減少させた状態での発電機運転を行
うことができる。逆相電流｜Ｉ2｜は、系統電源の電圧
不平衡率の状態次第で変動するので、｜Ｉ2｜の変動が
発生する都度、上述の制御を行い、常に逆相電流｜Ｉ2
｜を最小限に抑止する発電機制御ができる。
する場合は、マニュアル制御には必要であった図１で破
線で示した表示器１７を削除した発電機の逆相電流抑止
電流抑止制御装置１６によって制御する。この場合、制
御回路１５では、逆相電流｜Ｉ2｜の信号を受けて、電
圧設定器４内の設定値増・減用リレーの励磁信号Ｅｘに
て各リレーを働かせて、電圧設定信号Ｅｒをスキャニン
グし、発電機出力端子電圧を増・減して、逆相電流｜Ｉ
2｜を変化させ、｜Ｉ2｜が最小値となったことを検知し
た時点で電圧設定信号のスキャニングを停止するととも
に、最小値の｜Ｉ2｜を保持する。このため、逆相電流
｜Ｉ2｜を最小限に減少させた状態での発電機運転を行
うことができる。逆相電流｜Ｉ2｜は、系統電源の電圧
不平衡率の状態次第で変動するので、｜Ｉ2｜の変動が
発生する都度、上述の制御を行い、常に逆相電流｜Ｉ2
｜を最小限に抑止する発電機制御ができる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る発電
機の逆相電流抑止制御方法においては、上記のように各
線間電圧が不揃いの三相不平衡系統電源に自家用発電機
を並列接続し、電力を供給するシステムにおいて、発電
機に流入する逆相電流を、発電機の出力相電流から演算
で算出し、逆相電流の大きさが最小値となるように発電
機出力端子電圧を調節するように制御を行うようにした
ので、次のような優れた効果を有する。 (１)系統電源電圧が不平衡になった場合に、発電機に流
入する逆相電流を最小限に抑止することができる。 (２)従って、逆相電流が過度に流れても、逆相過電流継
電器で発電を停止することなく継続発電が実施できる。
機の逆相電流抑止制御方法においては、上記のように各
線間電圧が不揃いの三相不平衡系統電源に自家用発電機
を並列接続し、電力を供給するシステムにおいて、発電
機に流入する逆相電流を、発電機の出力相電流から演算
で算出し、逆相電流の大きさが最小値となるように発電
機出力端子電圧を調節するように制御を行うようにした
ので、次のような優れた効果を有する。 (１)系統電源電圧が不平衡になった場合に、発電機に流
入する逆相電流を最小限に抑止することができる。 (２)従って、逆相電流が過度に流れても、逆相過電流継
電器で発電を停止することなく継続発電が実施できる。
【図１】本発明に係る発電機の逆相電流抑止制御方法を
実施する一実施の形態を示したブロック図である。
実施する一実施の形態を示したブロック図である。
【図２】従来のものの問題点と本発明に係る発電機の逆
相電流抑止制御方法の原理を説明する特性図である。
相電流抑止制御方法の原理を説明する特性図である。
【図３】本発明に係る発電機の逆相電流抑止制御方法を
説明するベクトル図である。
説明するベクトル図である。
【図４】従来技術の系統電源と発電機との電力供給シス
テムの構成を示すブロック図である。
テムの構成を示すブロック図である。
１：発電機 ２：界磁巻線 ３：自動電圧調整装置 ４：電圧設定器 ５：遮断器 ６：遮断器 ７：負荷装置 ８：逆相過電流継電器 ９：電圧フィードバックトランス １０：系統電源 １１：遮断器 １２：負荷装置 １３：電流検出変流器 １４：逆相電流検出回路 １５：制御回路 １６：逆相電流抑止制御装置 １７：逆相電流表示器
Claims (3)
- 【請求項１】 各線間電圧が不揃いの三相不平衡系統電
源に自家用発電機を並列接続し、電力を供給するシステ
ムにおいて、 発電機に流入する逆相電流を発電機の出力相電流から演
算で算出し、 逆相電流の大きさが最小値となるように発電機出力端子
電圧を調節するようにしたことを特徴とする発電機の逆
相電流抑止制御方法。 - 【請求項２】 逆相電流検出回路に現在の電流を目視で
きる表示機構を設け、この表示値を確認して電圧設定器
のマニュアル制御を基に逆相電流を低減させるようにし
たことを特徴とする請求項１記載の発電機の逆相電流抑
止制御方法。 - 【請求項３】 逆相電流をフィードバックして、逆相電
流の大きさを最小値に制御する制御回路を設け、電圧設
定器の自動修正制御を基に逆相電流を低減させるように
したことを特徴とする請求項１記載の発電機の逆相電流
抑止制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10257930A JP2000092897A (ja) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | 発電機の逆相電流抑止制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10257930A JP2000092897A (ja) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | 発電機の逆相電流抑止制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000092897A true JP2000092897A (ja) | 2000-03-31 |
Family
ID=17313181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10257930A Pending JP2000092897A (ja) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | 発電機の逆相電流抑止制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000092897A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013158155A (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-15 | Hitachi Ltd | 電力変換器、風力発電システムおよびその制御方法 |
| KR20160029233A (ko) * | 2014-09-04 | 2016-03-15 | 삼성중공업 주식회사 | 출력전류 평형을 위한 전류 응답성 조절 장치 및 방법 |
| CN116207758A (zh) * | 2023-04-28 | 2023-06-02 | 广东创辉电力工程有限公司 | 一种电力供应系统中发电设备控制系统及方法 |
-
1998
- 1998-09-11 JP JP10257930A patent/JP2000092897A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013158155A (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-15 | Hitachi Ltd | 電力変換器、風力発電システムおよびその制御方法 |
| KR20160029233A (ko) * | 2014-09-04 | 2016-03-15 | 삼성중공업 주식회사 | 출력전류 평형을 위한 전류 응답성 조절 장치 및 방법 |
| KR101635183B1 (ko) | 2014-09-04 | 2016-07-01 | 삼성중공업 주식회사 | 출력전류 평형을 위한 전류 응답성 조절 장치 및 방법 |
| CN116207758A (zh) * | 2023-04-28 | 2023-06-02 | 广东创辉电力工程有限公司 | 一种电力供应系统中发电设备控制系统及方法 |
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