JP2001057735A - 同期発電電動機の電動機モード始動時の事故検出及び保護方法、及び同期発電電動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発電電動機の電動機モード始動中における主
回路の事故を検出し、保護する。 【解決手段】 同期発電機又は同期発電電動機（１ｂ）
を親機とし、始動対象の同期発電電動機（１ａ）を子機
として、両者の電機子巻線(２ａ、２ｂ)を遮断器（８）
を介して連結し、親機により子機を始動する場合、親機
と子機の少なくとも一方の界磁電流に相当する物理量を
検出し(２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ)、その物理量
の検出量が予め定めた判定範囲を越えたときに、親機と
子機の主回路に事故が発生したことを検出し(２３ａ、
２３ｂ)、これに基づいて、界磁遮断器(１１ａ、１１
ｂ)を開放すると共に、開閉器(１３ａ、１３ｂ)を閉じ
て界磁回路を抵抗(１４ａ、１４ｂ)で短絡し、速やかに
事故電流を減衰させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同期発電電動機
(以下、単に発電電動装置という。)の電動機モード始動
方法及びその方法を適用してなる発電電動装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】発電電動装置は、一般に、揚水発電所に
広く用いられている。揚水発電所では運用計画に従っ
て、電力の使用量が大きい日中は上池から下池に水を流
して水車を駆動し、この水車によって発電電動機を発電
機モードで運転し、その発電電力を電力系統に供給す
る。逆に、夜間は電力系統の余剰電力を利用して発電電
動機を電動機モードで運転し、その軸出力によって水車
をポンプとして駆動して、下池から上池に水を揚水する
ことが行われる。

【０００３】他の発電電動装置の例としては、フライホ
イール発電電動装置や同期調相機が知られている。フラ
イホイール発電電動装置は、発電電動機を電動機モード
で運転して系統の余剰電力をフライホイールの回転エネ
ルギとして貯蔵したり、発電機モードで運転してフライ
ホイールの貯蔵電力を系統に放出する運用をする。

【０００４】このような発電電動機を電動機モードで使
用する場合、発電電動機は同期機であるから、いきなり
電力系統に接続して駆動することはできない。そこで、
通常、始動装置により発電電動機を駆動して、電力系統
の周波数に同期した同期回転数まで昇速した後に、電力
系統に併入又は投入するようにしている。この始動装置
としては、他の同期発電機又は発電電動機を始動装置と
して用いる同期始動方式と、サイリスタ電力変換器など
の静止型始動装置を用いる静止始動方式などが知られて
いる。

【０００５】同期始動方式は、例えば、揚水発電所に備
えられている複数の発電電動機の１つを水車で駆動して
発電モードで始動し、その発電電力により始動対象の発
電電動機を始動するものである。この同期始動方式にお
いては、発電モードで運転する発電電動機を親機と称
し、始動対象の発電電動機を子機と称する。そして、親
機の発電電圧と周波数を徐々に上昇させて子機を同期回
転数まで加速した後、子機を電力系統に併入して、始動
を完了する。

【０００６】一方、静止始動方式は、サイリスタ電力変
換器等により電力系統の電力を可変電圧及び可変周波数
の電力に変換し、その出力電圧と周波数を徐々に上昇さ
せて、発電電動機を同期回転数まで加速した後、電力系
統に併入して始動を完了する。

【０００７】また、その他の例として、ガスタービン発
電機を起動する場合、発電機を電動機として運用してガ
スタービンを始動させることが行われるが、この場合
は、一般に、サイリスタ始動方式により始動される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の技
術においては、始動時における発電電動機の主回路の地
絡又は短絡事故に対する保護について配慮されていない
という問題がある。

【０００９】まず、発電電動機の電機子側の主回路保護
としては、交流のＣＴ(電流変成器)により主回路の電流
を検出し、検出電流が設定値を超えた場合に保護動作を
行う過電流リレーが設置されている。この過電流リレー
は、系統に並列されている通常の商用周波数の運用時に
おける保護を主とするものであるから、交流ＣＴの特性
も商用周波数に合わせて設定されている。したがって、
始動中のような低い周波数における過電流を検知するこ
とができない。

【００１０】ところで、主回路における事故電流の大き
さは、発電機起電力を回路インピーダンスで除した値に
基本的に比例するが、発電機起電力と回路インピーダン
スはいずれも周波数に比例して増加するから、周波数成
分はキャンセルされる。その結果、始動中における事故
電流の大きさは、商用周波数における短絡事故等の事故
電流の大きさと同程度になることになる。

【００１１】しかしながら、発電電動機の加速開始直後
の低い周波数における始動時には、交流ＣＴでは過電流
を検知することができない。したがって、従来の過電流
リレーでは発電電動機の主回路の短絡事故等を保護でき
ず、電機子巻線や始動母線のケーブルが焼損するおそれ
がある。

【００１２】他方、発電電動機始動中の低周波の事故電
流を、例えば直流ＣＴを用いて検出することが考えられ
るが、直流ＣＴは高価であることなどから、実用的でな
い。また、例え、直流ＣＴで低周波の事故電流を検出し
たとしても、その検出に基づいて主回路に挿入された遮
断器をトリップさせて事故を除去する、従来と同様の保
護方式は適用できない。つまり、始動の初期における事
故電流は低周波電流であることから、遮断器の商用周波
数における遮断能力では遮断能力が足りず、遮断器が損
傷するおそれがある。

【００１３】本発明の課題は、上記の従来技術の問題を
解決することにあり、具体的には、発電電動機の電動機
モード始動中における主回路の事故を検出することにあ
る。

【００１４】また、本発明の他の課題は、上記課題に加
えて、発電電動機の電動機モード始動中における主回路
の事故による主回路の焼損を防止することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、基本的に、可
変周波数の可変電圧を発生する始動装置を用いて、始動
対象の同期発電電動機を停止状態から所定の回転数まで
昇速する電動機モード始動時において、前記同期発電電
動機の界磁電流に相当する物理量を検出し、該物理量の
検出量が予め定めた判定範囲を越えたときに、前記同期
発電電動機の主回路に事故が発生したことを検出するこ
とにより、上記課題を解決することを特徴とする。

【００１６】すなわち、電動機モード始動時において同
期発電電動機の電機子や、電機子に接続された主回路母
線などに地絡又は短絡事故が発生すると、同期始動方式
の場合は親機の同期発電機又は同期発電電動機及び子機
の同期発電電動機から、また静止型始動方式の場合は始
動対象の同期発電電動機から、事故点に大きな低周波の
事故電流が流れる。ところで、同期機は電機子巻線と界
磁巻線を備えており、それらの巻線は電磁的に結合され
た回転変圧器と考えることができる。したがって、電機
子巻線に低周波の大きな事故電流が流れると、界磁巻線
にも事故電流に応じた電流が流れるから、同期発電電動
機の界磁電流が所定の変動範囲を越えた場合に、主回路
母線などに地絡又は短絡事故が発生したことを検出でき
るのである。

【００１７】ここで、同期発電電動機の界磁電流は、直
流ＣＴにより直接検出できるが、直流ＣＴはあまり実用
的でないことから、これに代えて、界磁電流に相当する
物理量、例えば、界磁電流を供給する励磁装置が、半導
体スイッチ素子の点弧角を制御して交流を所定の界磁電
流に変換して界磁巻線に出力する電力変換器の場合は、
励磁装置の入力交流電流、その入力交流電流に基づいて
演算により求めた換算界磁電流又は励磁装置の点弧角の
いずれか１つの物理量を用いることができる。

【００１８】本発明は、同期始動方式及び静止型始動方
式のいずれにも適用できる。特に、同期始動方式に適用
する場合、すなわち同期発電機又は同期発電電動機を親
機とし、始動対象の同期発電電動機を子機として、両者
の電機子巻線を遮断器を介して連結し、親機により子機
を始動する場合、親機と子機の少なくとも一方の界磁電
流に相当する物理量を検出し、その物理量の検出量が予
め定めた判定範囲を越えたときに、親機と子機の主回路
に事故が発生したことを検出することができる。

【００１９】また、上記の事故検出法により事故を検出
した場合、同期発電電動機の界磁回路を抵抗を介して短
絡することにより、励磁が解かれると共に、事故電流に
相当するエネルギが抵抗により消費されて、速やかに事
故電流を減衰させることができる。

【００２０】上記の事故検出方法及び保護方法を適用し
てなる同期発電電動装置は、電機子巻線と界磁巻線とを
備えた同期発電電動機と、前記界磁巻線に界磁電流を供
給する励磁装置と、前記界磁巻線と前記励磁装置との間
に挿入された界磁遮断器と、前記界磁巻線に開閉器を介
して並列接続された抵抗器と、前記界磁巻線の界磁電流
に相当する物理量を検出する界磁電流検出手段と、前記
物理量の検出量と予め定めた判定範囲とを比較し、前記
検出量が前記判定範囲を越えたときに、前記界磁遮断器
を開放し、かつ前記開閉器を投入する指令信号を出力す
る保護手段とを備えて構成される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図を用
いて説明する。図１は、同期始動方式の揚水発電システ
ムに、本発明の事故検出方法及び保護方法を適用した発
電電動装置の実施形態である。図示のように、揚水発電
システムは、複数の発電電動機１ａ，１ｂを備えてお
り、図では２機のみを示している。それらの発電電動機
１ａ、１ｂは、電機子巻線２ａ、２ｂと界磁巻線３ａ、
３ｂを備えている。電機子巻線２ａ、２ｂは、同期遮断
器４ａ、４ｂと主変圧器５ａ、５ｂを介して電力系統６
に接続されている。また、界磁巻線が巻回された発電電
動機１ａ、１ｂの回転子は、原動機である水車７ａ、７
ｂに連結されている。発電電動機１ａ、１ｂの電機子巻
線２ａ、２ｂは、同期始動用遮断器８を介して互いに接
続されている。電機子巻線２ａ、２ｂに流れる電流（発
電電動機の入出力電流）は交流ＣＴ９ａ、９ｂによりそ
れぞれ検出され、過電流リレー１０ａ、１０ｂに入力さ
れている。

【００２２】一方、界磁巻線３ａ，３ｂは、界磁遮断器
１１ａ、１１ｂを介して、それぞれ励磁装置１２ａ、１
２ｂに接続されるとともに、それぞれ開閉器１３ａ、１
３ｂを介して短絡抵抗器１４ａ、１４ｂが並列に接続さ
れている。励磁装置１２ａ、１２ｂは、それぞれ交直電
力変換器を用いて構成されている。すなわち、所内電力
系統１５ａ、１５ｂから励磁変圧器１６ａ、１６ｂと遮
断器１７ａ、１７ｂを介して交流電力を取りこみ、半導
体スイッチ素子の点弧角制御により交流を所定の界磁電
流に変換して出力するように構成されている。半導体ス
イッチ素子の点弧角は界磁電流制御回路１８ａ、１８ｂ
により、一般に界磁電流を一定の値に保持するように行
われる。

【００２３】ここで、本発明の特徴部に係る構成につい
て説明する。励磁装置１２ａ、１２ｂの入力交流電流が
交流ＣＴ２１ａ、２１ｂにより検出され、界磁電流検出
回路２２ａ、２２ｂに入力されている。界磁電流検出回
路２２ａ、２２ｂは、励磁装置１２ａ、１２ｂの入力交
流電流と出力界磁電流との関係に基づいて、励磁装置１
２ａ、１２ｂから出力される界磁電流を換算して求める
ものである。この入力交流電流と出力界磁電流との関係
は、周知のように理論的に定まるものであるから、詳細
な説明は省略する。このようにして求めた界磁電流の検
出値は、界磁過電流検出回路２３ａ、２３ｂに入力され
る。事故検出回路２３ａ、２３ｂは、入力される界磁電
流の検出値を、予め定められた事故判定に係る判定値又
は一定に不感帯を設けた判定範囲と比較し、判定値又は
判定範囲を越えた場合に、事故と判断するようになって
いる。界磁過電流検出回路２３ａ、２３ｂが事故と判断
した場合は、界磁遮断器１１ａ、１１ｂに開放指令を出
力すると共に、開閉器１３ａ、１３ｂに投入指令を出力
するようになっている。

【００２４】次に、図１のように構成される揚水発電シ
ステムの動作について説明する。発電電動機１ａ、１ｂ
を発電モードで運転する場合は、同期遮断器４ａ、４ｂ
及び同期始動用遮断器８を開放状態にして、水車７ａ、
７ｂのガイドベーンを徐々に開き、回転数を商用周波数
に対応する同期速度まで徐々に上昇させる。そして、励
磁装置１２ａ、１２ｂにより界磁電流を供給し、発電電
動機１ａ、１ｂの発電電圧と周波数が電力系統６の電圧
と周波数に一致し、かつ位相が一致したときに同期遮断
器４ａ、４ｂを投入して並列が完了する。

【００２５】次に、発電電動機１ａを電動機モードで運
転する場合の動作を説明する。前述したように、発電電
動機１ａは同期機であるから、同期遮断器４ａをいきな
り投入して電力系統６の電力により駆動することはでき
ないから、本実施形態の場合は、同期始動方式を採用し
ている。すなわち、他の発電電動機１ｂを親機とし、こ
れにより子機の発電電動機１ａを駆動して、同期回転数
まで昇速した後に同期遮断器４ａを投入して電力系統６
に並列する。具体的には、まず同期始動用遮断器８を投
入して親機と子機を始動母線で接続し、親機の水車のガ
イドベーンを徐々に開いて昇速を開始する。これによ
り、子機は親機と同期しながら加速される。子機が同期
運転に到達した後、同期遮断器４ａを閉じて電力系統６
と並列する。同時に、同期始動用遮断器８を開放した
後、親機である発電電動機１ｂを切り離して停止する。
なお、同期始動対象の子機である発電電動機１ａは、始
動時の負荷を最小又は無負荷にするため、水車７ａに内
圧をかけ、水面を羽根車以下のレベルに押し下げて始動
する。

【００２６】ここで、本発明の特徴に係る事故時の事故
検出及び保護動作について説明する。いま、同期始動母
線の図示Ａ点において事故が発生した場合を例に説明す
る。発電電動機１ａ、１ｂが電動機モードで通常の状態
で運転されている場合に、Ａ点で事故が発生すると、同
期始動用遮断器８は開放されているから、発電電動機１
ａと電力系統６から事故点に事故電流が供給される。こ
の事故電流は商用周波数の電流であるから、交流ＣＴ９
ａによって検出され、過電流リレー１０ａが動作して、
同期遮断器４を開放すると共に、界磁遮断器１１ａを開
放して励磁を停止し、さらに開閉器１３ａを閉じて短絡
抵抗器１４ａを介して界磁巻線３ａを短絡して、事故電
流を速やかに減衰させて、電機子巻線や同期始動母線な
どの主回路を焼損から保護する。事故が同期始動母線の
Ｂ点で発生した場合は、過電流リレー１０ａが動作し
て、同様に保護される。

【００２７】ここで、本発明の特徴である発電電動機の
電動機モード始動時の事故検出及び保護方法について説
明する。同期始動時は、同期遮断機４ａ、４ｂを開放し
た状態で同期始動用遮断機８を投入し、発電電動機１ｂ
を親機として同期発電機１ａを子機として同期始動を開
始したときにＡ点で事故が発生すると、前述したように
親機及び子機から通常時と同等の大きさの事故電流が供
給される。ところで、始動初期は回転周波数が低いため
事故電流も低周波であるから、交流ＣＴ９ａ、９ｂはそ
の事故電流を検出できず、過電流リレー１０ａによる保
護は動作しない。しかし、電機子巻線２ａ、２ｂに低周
波の事故電流が流れると、回転変圧器の原理によって界
磁巻線３ａ、３ｂに、図２に示したように、電流一定制
御により一定の界磁電流Ｉｅに重畳して、事故電流に対
応した低周波電流Ｉｆが過電流として流れる。つまり、
３相の電機子巻線（U、V、W相巻線）２ａ、２ｂに対
し、界磁巻線（d軸巻線）３ａ、３ｂは回転子の回転座
標系で回転している。したがって、電機子電流と界磁電
流に関して、相互インダクタンスを介した回転変圧器の
モデルを考えることができる。ここで、低周波電流Ｉｆ
の周波数は、事故時の発電機周波数と同一の周波数成
分、および同一の周波数成分とその２倍の周波数成分が
支配的である。２倍の周波数成分が発生するのは、Ａ点
の事故が不平衡事故の場合である。本発明は、こような
電機子電流と界磁電流の関係に鑑み、界磁電流の変化に
より事故を検出するものである。

【００２８】ここで、事故電流に対応した低周波電流を
含む界磁電流は直流ＣＴで直接検出してもよいが、直流
ＣＴの精度やコストを考慮すると実用的でない。そこ
で、図１の実施形態では、界磁電流検出回路２２ａ、２
２ｂは、交流ＣＴ２１a、２１ｂによって検出される励
磁装置１２a、１２bの一次側の交流入力電流を取り込ん
で、界磁電流ｉｅに換算して、事故検出回路２３ａ、２
３ｂに出力する。事故検出回路２３ａ、２３ｂは、入力
される界磁電流ｉｅを電流一定制御されている界磁電流
に相当する判定値ｉrefと比較して、ｉｅがｉrefを越え
たときに事故発生と判断する。ここで、判定値ｉrefに
一定の不感帯を設けて範囲として設定してもよい。界磁
過電流検出回路２３ａ、２３ｂが事故と判断した場合
は、界磁遮断器１１ａ、１１ｂに開放指令を出力すると
共に、開閉器１３ａ、１３ｂに投入指令を出力する。こ
れにより、発電電動機１ａ、１ｂの界磁電流は、短絡抵
抗器１４ａ、１４ｂを有する界磁短絡回路に流れて速や
かに減衰する。このときの減衰定数は、界磁巻線の抵抗
をRf、界磁回路短絡用抵抗器の抵抗をRdrとすれば、通
常の回路時定数に比べて Rf/(Rf+Rdr) に短縮される。
この結果、系統事故時の発電電動機の電機子側の事故電
流が減衰し、始動母線や電機子巻線を焼損から保護す
る。なお、事故の判定値ｉrefを、始動母線や電機子巻
線の過電流耐量と協調させることにより、発電電動機の
主回路の保護が可能となる。

【００２９】以上説明したように、図１実施形態によれ
ば、発電電動機の始動中における低周波運転時の事故検
出を、直流ＣＴ等の追加設備を設けることなく、迅速に
かつ的確に検出することができ、発電電動機の電機子巻
線や始動母線等の主回路の焼損を未然に防止することが
できる。

【００３０】なお、界磁電流検出回路２２ａ、２２ｂに
おける界磁電流への換算は、入力交流電流の平均値や実
効値に、予め定めた換算係数を乗じて界磁電流に換算す
る方法の他、３相１２０°通電方式の交流入力電流か
ら、励磁装置の直流側の電流を合成して界磁電流求めて
もよい。

【００３１】図３に、本発明をサイリスタ始動装置を備
えた発電電動機システムに適用した実施形態の構成図を
示す。図において、図１と同一の構成要素には同一の符
号を付して説明を省略する。図１の実施形態と異なる点
は、始動対象の発電電動機１ａを他の発電電動機により
始動する同期始動方式に代えて、サイリスタ電力変換器
からなるサイリスタ始動装置を用いる方式にしたことに
ある。すなわち、図示のように、主変圧器５ａと同期遮
断器４ａの接続母線から分岐し、始動回路の入力遮断器
３１と始動用変圧器３２を介して、電力系統６の電力を
サイリスタ電力変換器３３に供給する。サイリスタ電力
変換器３３の出力は、出力遮断器３４を介して発電電動
機１ａの電機子の主回路母線に接続されている。サイリ
スタ電力変換器３３は、コンバータとインバータから構
成され、始動変圧器３２から供給される交流を一旦直流
に変換し、その直流を所望の周波数及び所望の電圧の交
流に変換して、発電電動機１ａの電機子巻線２ａに供給
するようになっている。発電電動機１ａの界磁励磁回路
及び電動機モード始動時の事故検出・保護回路は図１と
同一である。

【００３２】このように構成される図３実施形態の動作
を説明する。発電電動機１ａを電動機モードで始動する
ときは、同期遮断器４ａを開放した状態で、始動回路の
入力遮断器３１と出力遮断器３４を投入し、サイリスタ
電力変換器３３を起動する。そして、サイリスタ電力変
換器３３を制御して、発電電動機１ａに供給する電圧と
周波数を徐々に上昇して、発電電動機１ａを停止状態か
ら徐々に同期回転数まで昇速する。発電電動機１ａの速
度がほぼ同期速度に達したとき、発電電動機１ａの電機
子と電力系統６の電圧、位相及び周波数を合わせ、入力
遮断器３１と出力遮断器３４を開放すると共に、同期遮
断器４ａを投入して始動を完了する。

【００３３】この実施形態において、始動中に始動母線
のＡ点に短絡等の事故が生じた場合には、図１の場合と
同様に、界磁電流の変化に基づいて事故を検出し、界磁
遮断器１１ａに開放指令を出力すると共に、開閉器１３
ａに投入指令を出力する。これにより、発電電動機１ａ
の界磁電流は、短絡抵抗器１４ａを有する界磁短絡回路
に流れて速やかに減衰し、始動母線や電機子巻線等を焼
損から保護する。

【００３４】図４に、本発明のさらに他の実施形態の構
成図を示す。本実施形態は、図１の場合と同様の同期始
動方式に本発明を適用したものである。図１と異なる点
は、界磁電流を検出することに代えて、界磁電流に相当
する物理量である励磁装置の制御角αを検出し、その検
出したαに基づいて電動機モード始動中の事故検出と保
護を行うことにある。

【００３５】すなわち、一般に、始動中は、界磁電流制
御回路１８ａ、１８ｂによって、界磁励磁装置１２ａ、
１２ｂの半導体スイッチ素子のゲートパルスの制御角α
を制御し、実際の界磁電流と設定値との偏差が零になる
ようにしている。したがって、制御角αはほぼ一定の値
となっている。この状態において、始動母線側で事故が
発生した場合には、その影響を受けて界磁電流にも動揺
が生じ、その結果、制御角αにも変動が生じる。そこ
で、本実施形態では、界磁電流制御回路１８ａ、１８ｂ
から出力される制御角αを事故検出回路３５ａ、３５ｂ
に取り込み、通常の界磁電流に対応する制御角αrefと
比較して、制御角が所定の設定範囲を超えた場合に、事
故と判定するようにしたのである。この判定結果に基づ
く保護動作は、図１の場合と同一である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発電電動機の電動機モード始動中における主回路の事故
を検出することができ、これに基づいて保護動作を行わ
せることにより、発電電動機の電機子巻線や始動母線等
の主回路の焼損を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を同期始動方式により発電電動機を始動
する揚水発電システムに適用した一実施形態の構成図で
ある。

【図２】低周波事故電流の対応する界磁電流の波形を示
す図である。

【図３】本発明をサイリスタ始動方式により発電電動機
を始動する発電電動機システムに適用してなる一実施形
態の構成図である。

【図４】図１の変形例を示す揚水発電システムの一実施
形態の構成図である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ 発電電動機 ２ａ、２ｂ 電機子巻線 ３ａ、３ｂ 界磁巻線 ４ａ、４ｂ 同期遮断器 ７ａ、７ｂ 水車 ８ 始動用遮断器 １１ａ、１１ｂ 界磁遮断器 １２ａ、１２ｂ 励磁装置 １３ａ、１３ｂ 開閉器 １４ａ、１４ｂ 短絡抵抗器 １８ａ、１８ｂ 励磁制御回路 ２１ａ、２１ｂ 交流ＣＴ ２２ａ、２２ｂ 界磁電流検出回路 ２３ａ、２３ｂ 事故検出回路 ３３ サイリスタ電力変換器 ３５ 事故検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 澤 秀典 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか事業所内 (72)発明者 岡 潔 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立事業所内 (72)発明者 中川 博人 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 萩原 春樹 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 Ｆターム(参考） 5G044 AA01 AB05 AC01 AC09 AE01 BA02 BA03 BA10 5H590 AA30 AB02 CA08 CA11 CA12 CA28 CC01 CC05 CC18 CC24 CE01 DD23 EA01 EA05 EA07 EA10 FA01 FA06 FA08 FB05 FC21 FC25 GA05 HA02 HA04 HA05 HA09 HA10 HB03 JA05

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可変周波数の可変電圧を発生する始動装
   置を用いて、始動対象の同期発電電動機を停止状態から
   所定の回転数まで昇速する過程において、前記同期発電
   電動機の界磁電流に相当する物理量を検出し、該物理量
   の検出量が予め定めた判定範囲を越えたときに、前記同
   期発電電動機の主回路に事故が発生したことを検出する
   同期発電電動機の電動機モード始動時の事故検出方法。
2. 【請求項２】 同期発電機又は同期発電電動機を親機と
   し、始動対象の同期発電電動機を子機として、両者の電
   機子巻線を遮断器を介して連結し、親機を加速して可変
   周波数の可変電圧を発生し、親機の発電出力により子機
   を停止状態から所定の回転数まで昇速する過程におい
   て、親機と子機の少なくとも一方の界磁電流に相当する
   物理量を検出し、該物理量の検出量が予め定めた判定範
   囲を越えたときに、親機と子機の主回路に事故が発生し
   たことを検出する同期発電電動機の電動機モード始動時
   の事故検出方法。
3. 【請求項３】 可変周波数の可変電圧を発生する始動装
   置を用いて、始動対象の同期発電電動機を停止状態から
   所定の回転数まで昇速する過程において、前記同期発電
   電動機の界磁電流に相当する物理量を検出し、該物理量
   の検出量が予め定めた判定範囲を越えたときに、前記同
   期発電電動機の主回路に事故が発生したことを検出し、
   該事故の検出に基づいて前記同期発電電動機の界磁回路
   を抵抗を介して短絡する同期発電電動機の電動機モード
   始動時の保護方法。
4. 【請求項４】 同期発電機又は同期発電電動機を親機と
   し、始動対象の同期発電電動機を子機として、両者の電
   機子巻線を遮断器を介して連結し、親機を加速して可変
   周波数の可変電圧を発生し、親機の発電出力により子機
   を停止状態から所定の回転数まで昇速する過程におい
   て、親機と子機の少なくとも一方の界磁電流に相当する
   物理量を検出し、該物理量の検出量が予め定めた判定範
   囲を越えたときに、親機と子機の主回路に事故が発生し
   たことを検出し、該事故の検出に基づいて親機と子機の
   界磁巻線を抵抗を介して短絡する同期発電電動機の電動
   機モード始動時の保護方法。
5. 【請求項５】 電機子巻線と界磁巻線とを備えた同期発
   電電動機と、前記界磁巻線に界磁電流を供給する励磁装
   置と、前記界磁巻線と前記励磁装置との間に挿入された
   界磁遮断器と、前記界磁巻線に開閉器を介して並列接続
   された抵抗器と、前記界磁巻線の界磁電流に相当する物
   理量を検出する界磁電流検出手段と、前記物理量の検出
   量と予め定めた判定範囲とを比較し、前記検出量が前記
   判定範囲を越えたときに、前記界磁遮断器を開放し、か
   つ前記開閉器を投入する指令信号を出力する保護手段と
   を備えてなる同期発電電動装置。
6. 【請求項６】 前記励磁装置は、半導体スイッチ素子の
   点弧角を制御し、交流を所定の界磁電流に変換して出力
   する電力変換器であり、 前記物理量は、前記励磁装置の入力交流電流、該交流入
   力電流に基づいて演算により求めた換算界磁電流又は前
   記励磁装置の点弧角のいずれか１つであることを特徴と
   する請求項５に記載の同期発電電動装置。