JP2001238495A - 励磁制御装置及び励磁制御方法 - Google Patents

励磁制御装置及び励磁制御方法

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JP2001238495A JP2000050569A JP2000050569A JP2001238495A JP 2001238495 A JP2001238495 A JP 2001238495A JP 2000050569 A JP2000050569 A JP 2000050569A JP 2000050569 A JP2000050569 A JP 2000050569A JP 2001238495 A JP2001238495 A JP 2001238495A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 送電母線の電圧を検出することなく、発電機
端子電圧を定格付近に、送電母線の電圧を一定に制御す
ることが可能な励磁制御装置及び励磁制御方法を提供す
ること。 【解決手段】 本発明に係る励磁制御装置は、負荷時タ
ップ切替付変圧器２を介して送電系統６に接続された同
期機１が出力する無効電流を検出する無効電流検出器９
と、同期機１の端子電圧に応じて負荷時タップ切替付変
圧器２のタップ比を設定するタップ比設定器４と、負荷
時タップ切替付変圧器２の送電系統６側の目標電圧、タ
ップ比設定器４で設定されたタップ比、及び無効電流検
出器９で検出された無効電流に基づいて、負荷時タップ
切替付変圧器２の同期機１側の設定電圧を設定する電圧
設定器１０と、電圧設定器１０で設定された設定電圧に
基づいて、同期機１の励磁系１４を制御する制御器１
２、１３とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力系統における
電圧の安定化を図る励磁制御装置及び励磁制御方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の励磁制御装置では、例えば、特開
平４−７９７９８号公報に記載されているように、電力
系統の安定性の向上に寄与するため、変圧器の高圧側電
圧を検出し、この検出結果に基づいて、変圧器の高圧側
電圧が一定になるように制御していた。
【０００３】図２３は上記特開平４−７９７９８号公報
に記載された従来の励磁制御装置を含む電力システムを
示す構成図である。図に示すように、同期機１０１の出
力端子電圧ＶGを計器用変圧器（ＰＴ）１０２により検
出し、電圧設定器１０３により設定された目標電圧ｒG
からこの検出された出力端子電圧ＶGを減算器１０４で
減算する。そして、低減ゲイン回路１０５によりこの減
算結果にゲインβを乗算する。
【０００４】一方、送電母線１０６の送電電圧ＶH（遮
断器１０７を介して送電母線１０６に接続された変圧器
１０８の高圧側電圧）を電圧変成器（ＰＤ）１０９によ
り検出し、高圧側電圧設定器１１０により設定された目
標電圧ｒHからこの検出された送電電圧ＶHを減算器１１
１で減算する。そして、高圧側ゲイン回路１１２により
この減算結果にゲインＫHを乗算する。
【０００５】次に、加算器１１３で、低減ゲイン回路１
０５の乗算結果と高圧側ゲイン回路１１２の乗算結果を
加算し、この加算結果に基づいて、ＡＶＲ１１４が励磁
機１１５の整流タイミングを制御するタイミング信号を
生成し、励磁機１１５がこのタイミング信号を受ける
と、そのタイミング信号にしたがって、同期機１０１の
界磁巻線１１６に界磁電流を供給する。
【０００６】このように、変圧器の高圧側電圧を検出
し、この検出した高圧側電圧に基づいて、送電母線５の
電圧が一定になるように制御している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の励磁制御装置
は、上記のようになされていたので、変圧器の高圧側電
圧を一定にするのには適しているが、通常、ＡＶＲや加
算器を搭載する励磁制御盤とは別に、高圧側電圧設定
器、電圧検出器、基準値補正回路等を搭載する制御盤を
配置する必要があり、制御盤を２つ配置する必要があっ
た。
【０００８】また、送電母線は発電所建屋の遠方にある
ため、その発電所に配置される励磁制御盤と送電母線近
傍に設置されるＰＤを接続するケーブルのケーブル長が
長くなり、その結果、ノイズを受け易く、信頼性が低下
するという問題点があった。
【０００９】さらに、送電母線の送電電圧を検出する必
要があるため、高価なＰＤを設置しなければならず、製
造コストが上昇するという問題点があった。
【００１０】また、自動タップ制御機能を有する負荷時
タップ切替付変圧器を用いた場合には、負荷時タップ切
替付変圧器のタップを変更すると変圧比が変化するため
に、発電機端子電圧を定格付近に、送電母線の電圧を一
定に制御することが困難になるという問題点があった。
【００１１】また、変圧器のタップの変更に伴って変圧
器のリアクタンスＸtが変化し、変圧器のリアクタンス
Ｘtに対して横流の抑制分に対応するリアクタンスＸDR
の割合が変化するために、複数の発電機を並列して運転
する際に個々の変圧比が異なると横流が流れるという問
題点もあった。
【００１２】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、送電母線の電圧を検出することな
く、発電機端子電圧を定格付近に、送電母線の電圧を一
定に制御することが可能な励磁制御装置及び励磁制御方
法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明に係る励磁制御装
置は、負荷時タップ切替付変圧器を介して送電系統に接
続された同期機が出力する無効電流を検出する無効電流
検出器と、上記同期機の端子電圧に応じて上記負荷時タ
ップ切替付変圧器のタップ比を設定するタップ制御装置
と、上記負荷時タップ切替付変圧器の送電系統側の目標
電圧、上記タップ制御装置で設定されたタップ比、及び
上記無効電流検出器で検出された無効電流に基づいて、
上記負荷時タップ切替付変圧器の同期機側の設定電圧を
設定する電圧設定器と、上記電圧設定器で設定された設
定電圧に基づいて、上記同期機の励磁系を制御する制御
器とを備えている。
【００１４】また、電圧設定器において、目標電圧をタ
ップ比で除算し、無効電流に応じて求まるタップ切替付
変圧器の電圧降下分を上記除算結果に加算して設定電圧
を求めるようにしてもよい。
【００１５】また、送電系統は、他の同期機を接続し、
電圧設定器において、負荷時タップ切替付変圧器のリア
クタンス値と横流防止用リアクタンス値とに基づいて上
記負荷時タップ切替付変圧器の電圧降下分を求めるよう
にしていもよい。
【００１６】また、電圧設定器において、目標電圧をタ
ップ比に対応した昇圧比で除算し、上記タップ比に対応
したリアクタンス変化比に基づいて算出した負荷時タッ
プ切替付変圧器の電圧降下分を上記除算結果に加算して
設定電圧を求めるようにしてもよい。
【００１７】また、送電系統は、他の同期機を接続し、
電圧設定器において、昇圧比、リアクタンス変化比、及
び横流防止用リアクタンス値とに基づいて上記負荷時タ
ップ切替付変圧器の電圧降下分を求めるようにしてもよ
い。
【００１８】さらに、電圧設定器において、無効電流が
０以外の所定の基準値になったときに、横流防止用リア
クタンスによる電圧降下分が０になるように設定電圧を
設定してもよい。
【００１９】また、本発明に係る励磁制御方法は、負荷
時タップ切替付変圧器を介して送電系統に接続された同
期機が出力する無効電流と、上記負荷時タップ切替付変
圧器のタップ比と、上記負荷時タップ切替付変圧器の送
電系統側の目標電圧とに基づいて、上記負荷時タップ切
替付変圧器の同期機側の設定電圧を設定し、この設定電
圧に基づいて上記同期機の励磁系を制御するようにして
いる。
【００２０】また、目標電圧をタップ比で除算し、無効
電流に応じて求まるタップ切替付変圧器の電圧降下分を
上記除算結果に加算して設定電圧を求めるようにしても
よい。
【００２１】また、負荷時タップ切替付変圧器のリアク
タンス値と横流防止用リアクタンス値とに基づいて上記
負荷時タップ切替付変圧器の電圧降下分を求めるように
してもよい。
【００２２】また、タップ比に対応した昇圧比とリアク
タンス変化比を求め、目標電圧を上記昇圧比で除算し、
上記リアクタンス変化比に基づいて算出した負荷時タッ
プ切替付変圧器の電圧降下分を上記除算結果に加算して
設定電圧を求めるようにしてもよい。
【００２３】また、昇圧比、リアクタンス変化比、及び
横流防止用リアクタンス値とに基づいて上記負荷時タッ
プ切替付変圧器の電圧降下分を求めるようにしてもよ
い。
【００２４】また、無効電流が０以外の所定の基準値に
なったときに、横流防止用リアクタンスによる電圧降下
分が０になるように設定電圧を設定するようにしてもよ
い。
【００２５】また、負荷時タップ切替付変圧器の送電系
統側の電圧値に応じて基準値を設定するようにしてもよ
い。
【００２６】また、変更前及び変更後の目標電圧の偏差
と送電系統側の送電線のリアクタンス値とに応じて基準
値を設定するようにしてもよい。
【００２７】さらに、送電系統側の送電線のリアクタン
ス値を推定した値にしてもよい。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。 実施の形態１．図１はこの実施の形態１による励磁制御
装置を含む電力システムを示す構成図である。図２は図
１に示した電力システムの系統図である。図において、
１は同期機、２は同期機１の端子電圧に応じてタップ比
の切り替えが可能な負荷時タップ切替付変圧器、３は同
期機１の出力端子電圧ＶGを検出する計器用変圧器（以
下、ＰＴという）、４はＰＴ３により検出した出力端子
電圧ＶGに応じて負荷時タップ切替付変圧器２のタップ
比ｎを制御するタップ制御装置、５は遮断器、６は送電
線、７は発電所の送電母線、８は同期機１の出力端子電
圧ＶGを検出する計器用変圧器（以下、ＰＴという）、
９は同期機１が出力する無効電流ＩQを検出する無効電
流検出器である計器用変成器（以下、ＣＴという）であ
る。
【００２９】１０はＣＴ９により検出された無効電流Ｉ
Qとタップ制御装置４により制御されたタップ比ｎと負
荷時タップ切替付変圧器２の送電系統側（高圧側）の目
標電圧ＶHrefとに基づいて、負荷時タップ切替付変圧器
２の同期機１側の設定電圧Ｖ Gref（同期機１の出力端子
の設定電圧ＶGref）を設定する電圧設定器である。
【００３０】１１は電圧設定器１０により設定された設
定電圧ＶGrefからＰＴ８により検出された出力端子電圧
ＶGを減算して、その偏差信号を出力する減算器、１２
は減算器１１が出力する偏差信号を入力条件にして、励
磁機１３の整流タイミングを制御する自動電圧調整装置
であるＡＶＲ、１３はＡＶＲ１２の指示にしたがって同
期機１の界磁巻線１４に界磁電流を供給する励磁機で、
これらＡＶＲ１２、励磁機１３により同期機の励磁系を
制御するようになっている。１４は同期機１の界磁巻線
である。なお、図２におけるＸtは負荷時タップ切替付
変圧器２のリアクタンス、ＸLは送電線のリアクタン
ス、Ｖｓは無限大母線電圧である。
【００３１】図３は図１に示した電圧設定器１０の構成
を示す図である。図において、１０ａは演算器、１０ｂ
はメモリで、このメモリ１０ｂには目標電圧ＶHref、負
荷時タップ切替付変圧器のリアクタンス値Ｘt等が記憶
され、演算器１０ａで設定電圧ＶGrefを演算するように
なっている。
【００３２】なお、電圧設定器１０は、図３に示したも
のに限定するものではなく、図４に示すように、除算器
１０ｃ、乗算器１０ｄ、加算器１０ｅ等でハード的に構
成してもよい。
【００３３】次に動作について説明する。図５はこの実
施の形態１による励磁制御方法を示すフローチャートで
ある。まず、ＰＴ８が同期機１の出力端子電圧ＶGを検
出するとともに（ステップＳＴ１１）、ＣＴ９により同
期機１が出力する無効電流ＩQを検出する（ステップＳ
Ｔ１２）。そして、電圧設定器１０は、検出した無効電
流ＩQ、タップ制御装置４により制御されたタップ比
ｎ、及び負荷時タップ切替付変圧器２の高圧側の目標電
圧ＶHrefから同期機１の出力端子の設定電圧ＶGrefを式
（１）に従って計算し、設定電圧ＶGrefを設定する（ス
テップＳＴ１３）。なお、目標電圧ＶHrefは、従来と同
様に発電所毎の所望の運転条件に応じて設定するように
すればよい。
【００３４】 ＶGref＝ＶHref／ｎ＋Ｘt・ＩQ … （１） ただし、Ｘtは負荷時タップ切替付変圧器２のリアクタ
ンス値である。
【００３５】このようにして、電圧設定器１０が同期機
１の出力端子の設定電圧ＶGrefを設定すると、減算器１
１が電圧設定器１０により設定された設定電圧ＶGrefか
らＰＴ８により検出された同期機１の出力端子電圧ＶG
を減算して、その減算結果である偏差信号を出力する
（ステップＳＴ１４）。
【００３６】ＡＶＲ１２は、減算器１１の出力である偏
差信号を入力信号として、励磁機１３の整流タイミング
を制御するタイミング信号を生成する（ステップＳＴ１
５）。励磁機１３は、ＡＶＲ１２からタイミング信号を
受けると、そのタイミング信号にしたがって同期機１の
界磁巻線１４に界磁電流を供給する（ステップＳＴ１
６）。
【００３７】なお、減算器１１が出力する偏差信号が正
値であれば、界磁巻線１４に供給する界磁電流が増加し
て、同期機１の出力端子電圧ＶGが高くなり、減算器１
１が出力する偏差信号が負値であれば、界磁巻線１４に
供給する界磁電流が減少して、同期機１の出力端子電圧
ＶGが低くなる。これにより、同期機１の出力端子電圧
ＶGが設定電圧ＶGrefと一致するように制御される。
【００３８】また、図２に示す系統図において、負荷時
タップ切替付変圧器２のタップ比がｎである時には、同
期機１の出力端子電圧ＶGと負荷時タップ切替付変圧器
２の高圧側電圧ＶHとは式（２）の関係があることか
ら、同期機１の出力端子電圧ＶGと、負荷時タップ切替
付変圧器２の高圧側電圧ＶHとは、高圧側の目標電圧Ｖ
Hre fを用いてそれぞれ式（３）、式（４）のように表わ
される。
【００３９】 ＶH＝ｎ（ＶG−Ｘt・ＩQ） … （２） ＶG＝ＶHref／ｎ＋Ｘt・ＩQ … （３） ＶH＝ＶHref … （４）
【００４０】したがって、ある運転状態において同期機
１の出力端子電圧ＶGが高い時にはタップ制御装置４に
よりタップ比ｎを大きく（ｎ＞１）設定することで同期
機１の出力端子電圧ＶGを定格値付近に制御し、かつタ
ップ比が変化した時にも負荷時タップ切替付変圧器２の
高圧側電圧ＶHは設定電圧ＶHrefと一致するように制御
できる。
【００４１】以上で明らかなように、この実施の形態１
によれば、同期機１が出力する無効電流ＩQと、負荷時
タップ切替付変圧器２のタップ比ｎと、負荷時タップ切
替付変圧器２の高圧側の目標電圧ＶHrefとから同期機１
の出力端子の設定電圧ＶGrefを設定し、その設定電圧Ｖ
Grefと出力端子電圧ＶGの偏差に基づいて同期機１の界
磁巻線１４に供給する界磁電流を制御するように構成し
たので、負荷時タップ切替付変圧器のタップを変更する
ことで変圧比が変化しても、同期機１の出力端子電圧Ｖ
Gを定格値付近に維持するとともに、送電母線７の電圧
を一定に維持することができるようになり、その結果、
系統事故時や負荷の急激な増加時にも発電機の能力を十
分に生かすことができるため、電圧安定性を大幅に向上
させることができる効果が得られる。
【００４２】また、変圧器の高圧側電圧を検出する必要
がないので、同期機近傍に励磁制御盤を１つ設けるだけ
でよく、従来のように制御盤を２つ配置する必要がなく
なり、省スペース化が図られる。
【００４３】また、変圧器の高圧側電圧を検出する必要
がないので、ＡＶＲや加算器を搭載する励磁制御盤と送
電母線とをケーブル等で接続する必要がなくなる。その
ため、このケーブルによるノイズの影響がなくなり、信
頼性が向上する。
【００４４】さらに、変圧器の高圧側電圧を検出するた
めの高価なＰＤを設置しなくともよいので、製造コスト
を抑えることができる。
【００４５】実施の形態２．実施の形態１では、送電系
統に１つの同期機のみが接続された場合について説明し
たが、この実施の形態では、送電系統に複数の同期機が
接続された場合について説明する。
【００４６】図６はこの実施の形態２による励磁制御装
置を含む電力システムを示す構成図である。図７は図６
に示した電力システムの系統図である。図において、１
ａは送電系統６に接続された、同期機１ａとは異なる他
の同期機、２ａは負荷時タップ切替付変圧器２とは異な
る他の負荷時タップ切替付変圧器、５ａは遮断器であ
る。その他は、電圧設定器１０において同期機１の出力
端子の設定電圧ＶGrefを設定する手法が異なる以外は図
１に示した励磁制御装置と同様であるので説明は省略す
る。
【００４７】なお、電圧設定器１０をハード的に構成す
る場合には、図８に示すように、図３の構成に、除算器
１０ｆ、減算器１０ｇを加えた構成のものにすればよ
い。
【００４８】次に動作について説明する。図９はこの実
施の形態２による励磁制御方法を示すフローチャートで
ある。なお、図５に示したステップＳＴ１３をステップ
ＳＴ２３に変更している点以外は図５に示した各ステッ
プと同様であるので説明は省略する。
【００４９】ステップＳＴ２３において、電圧設定器１
０は、検出した無効電流ＩQ、タップ制御装置４により
制御されたタップ比ｎ、及び負荷時タップ切替付変圧器
２の高圧側の目標電圧ＶHrefから同期機１の出力端子の
設定電圧ＶGrefを式（５）に従って計算し、設定電圧Ｖ
Grefを設定する。
【００５０】 ＶGref＝ＶHref／ｎ＋（Ｘt−ＸDR／ｎ）・ＩQ … （５） ただし、式（５）におけるＸtは負荷時タップ切替付変
圧器２のリアクタンス値、ＸDRは複数の同期機１が送電
系統に接続されている場合に流れる横流の抑制分に対応
するリアクタンス値である。
【００５１】式（５）に示すように、横流の抑制分に対
応するリアクタンス値ＸDRを考慮して設定電圧ＶGrefを
設定するようにしているので、送電系統に複数の同期機
が接続されても、同期機に横流が流れることがなく、端
子電圧ＶGが設定電圧ＶGrefと一致するように制御され
る。
【００５２】また図７に示す系統図において、負荷時タ
ップ切替付変圧器２のタップ比がｎである時には、同期
機１の出力端子電圧ＶGと負荷時タップ切替付変圧器２
の高圧側電圧ＶHは式（６）の関係があることから、同
期機１の出力端子電圧ＶGと、負荷時タップ切替付変圧
器２の高圧側電圧ＶHは、高圧側の目標電圧ＶHrefを用
いてそれぞれ式（７）、式（８）のように表わされる。
【００５３】 ＶH＝ｎ（ＶG−Ｘt・ＩQ） … （６） ＶG＝ＶHref／ｎ＋（Ｘt−ＸDR／ｎ）・ＩQ … （７） ＶH＝ＶHref−ＸDR・ＩQ … （８）
【００５４】したがって、ある運転状態において同期機
１の出力端子電圧ＶGが高い時にはタップ制御装置４に
よりタップ比ｎを大きく（ｎ＞１）設定することで同期
機１の出力端子電圧ＶGを定格値付近に制御し、かつタ
ップ比が変化した時にも負荷時タップ切替付変圧器２の
高圧側電圧ＶHは目標電圧ＶHrefと一致するように制御
できる。
【００５５】以上で明らかなように、この実施の形態２
によれば、横流の抑制分に対応するリアクタンスＸDRを
考慮して設定電圧を設定しているので、複数の発電機を
並列して運転する際に個々の変圧比が異なる場合にで
も、横流が流れるのを防止することができる。
【００５６】実施の形態３．実施の形態２では、同期機
１が出力する無効電流ＩQと、負荷時タップ切替付変圧
器２のタップ比ｎと、負荷時タップ切替付変圧器２の高
圧側の目標電圧ＶHr efとから式（５）を用いて同期機１
の出力端子の設定電圧ＶGrefを計算するようにしてい
る。このように、式（５）を用いて同期機１の出力端子
の設定電圧ＶGr efを計算する場合には、横流防止用リア
クタンス値ＸDRを考慮しているため、無効電流ＩQが０
の時に負荷時タップ切替付変圧器２の高圧側電圧ＶHが
目標電圧Ｖ Hrefに一致することになる（式（８）参
照）。しかし、通常、発電機が運転状態にあるときには
ＩQ≠０であることから、負荷時タップ切替付変圧器２
の高圧側電圧ＶHは目標電圧ＶHrefに完全には一致しな
いことになる。
【００５７】そこで、この実施の形態３では、発電機が
通常運転状態にあるときに、高圧側電圧ＶHと目標電圧
ＶHrefとを完全に一致させることができるように、同期
機１が出力する無効電流ＩQが０以外の基準値ＩQ0と一
致するときに、負荷時タップ切替付変圧器２の高圧側電
圧ＶHが目標電圧ＶHrefと一致するように同期機１の出
力端子の設定電圧ＶGrefを設定するものである。
【００５８】この実施の形態３の励磁制御装置を含む電
力システムを示す構成図は図６と同様であるので説明は
省略する。なお、電圧設定器１０をハード的に構成する
場合には、図１０に示すように、図８の構成に、減算器
１０ｈ、乗算器１０ｉを加えた構成のものにすればよ
い。
【００５９】次に動作について説明する。図１１はこの
実施の形態３による励磁制御方法を示すフローチャート
である。なお、図５に示したステップＳＴ１３をステッ
プＳＴ３３に変更している点以外は図５に示した各ステ
ップと同様であるので説明は省略する。
【００６０】具体的には式（９）に同期機１が出力する
無効電流ＩQと、０以外の基準値ＩQ 0と、負荷時タップ
切替付変圧器２のタップ比ｎと、負荷時タップ切替付変
圧器２の高圧側の目標電圧ＶHrefとを代入して同期機１
の出力端子の設定電圧ＶGrefを計算するようにする。こ
こで、基準値ＩQ0は、高圧側の目標電圧をＶHrefとする
ような運転状態での発電機電圧Ｖgと無効電力ＱgよりＩ
Q0＝Ｑg／Ｖgとして求めるようにする。なお、Ｖg、Ｑg
は、発電機の運転状態・系統条件等から定まるものであ
る。
【００６１】 ＶGref＝ＶHref／ｎ＋Ｘt・ＩQ−ＸDR／ｎ・（ＩQ−ＩQ0） … （９）
【００６２】ここで、電圧設定器１０において、式
（９）により同期機１の出力端子の設定電圧ＶGrefを決
定して制御を行うと、同期機１の出力端子電圧ＶG及び
負荷時タップ切替付変圧器２の高圧側電圧ＶHはそれぞ
れ以下の式で表わされる。
【００６３】 ＶG＝ＶHref／ｎ＋Ｘt・ＩQ−ＸDR／ｎ・（ＩQ−ＩQ0） … （１０） ＶH＝ＶHref−ＸDR（ＩQ−ＩQ0） … （１１）
【００６４】図１２は同期機１が出力する無効電流ＩQ
と負荷時タップ切替付変圧器２の高圧側電圧ＶHとの関
係を示す図である。図において、２１は式（８）により
求まる負荷時タップ切替付変圧器２の高圧側電圧ＶH、
２２は式（１１）により求まる負荷時タップ切替付変圧
器２の高圧側電圧ＶHを示すものである。なお、横軸は
無効電流ＩQを、縦軸は負荷時タップ切替付変圧器２の
高圧側電圧ＶHを示している。
【００６５】図に示すように、２１（式（８））では、
無効電流ＩQが０のときに、負荷時タップ切替付変圧器
２の高圧側電圧ＶHが目標電圧ＶHrefと一致するように
なっているが、２２（式（１１））では、無効電流ＩQ
が０以外の基準値ＩQ0と一致するときに、負荷時タップ
切替付変圧器２の高圧側電圧ＶHが目標電圧ＶHrefと一
致するようになっている。すなわち、無効電流が０以外
の所定の基準値になったときに、横流防止用リアクタン
スによる電圧降下分が０になるように設定されることに
なる。
【００６６】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、同期機１が出力する無効電流ＩQが０以外の基準値
ＩQ0と一致するとき、負荷時タップ切替付変圧器２の高
圧側電圧ＶHが目標電圧ＶHrefと一致するように同期機
１の出力端子の設定電圧ＶGrefを設定するように構成し
たので、上記実施の形態２よりも精度よく、負荷時タッ
プ切替付変圧器２の高圧側電圧ＶHを目標電圧ＶHrefに
一致させることができ、かつ同期機１の出力端子電圧Ｖ
Gを定格値付近に制御できる効果を奏する。
【００６７】実施の形態４．実施の形態３では、負荷時
タップ切替付変圧器２の高圧側の目標電圧ＶHrefに対応
する基準値ＩQ0を使用するものについて示したが、基準
値がＩQ0＝ＩQ01で、負荷時タップ切替付変圧器２の高
圧側の目標電圧がＶHref＝ＶHref1の運転状態において
目標電圧ＶHrefをＶHref1からＶHref2に変更すると無効
電流ＩQもＩQ 1からＩQ2に変化するので、負荷時タップ
切替付変圧器２の高圧側電圧ＶH2は、下記の式（１２）
にようになる。
【００６８】 ＶH2＝ＶHref2−ＸDR（ＩQ2−ＩQ01） … （１２）
【００６９】しかし、式（１２）において、ＩQ2≠Ｉ
Q01であるため、負荷時タップ切替付変圧器２の高圧側
電圧ＶH2は、変更後の目標電圧ＶHref2と一致しない。
【００７０】そこで、この実施の形態４では、負荷時タ
ップ切替付変圧器２の高圧側電圧Ｖ H2を変更後の目標電
圧ＶHref2と一致させるため、変更前、変更後の目標電
圧の偏差と送電線のリアクタンス値とに基づいて、変更
後の目標電圧ＶHref2に対応する基準値ＩQ0を求めるよ
うにする。
【００７１】この実施の形態４の励磁制御装置を含む電
力システムを示す構成図は図６と同様であるので説明は
省略する。なお、電圧設定器１０をハード的に構成する
場合には、図１０の構成を用い、基準値IQ0を、下記の
ように順次変更するものにすればよい。
【００７２】次に動作について説明する。図１３はこの
実施の形態４による励磁制御方法を示すフローチャート
である。なお、ＳＴ４１、ＳＴ４２、ＳＴ４５〜ＳＴ４
７は、図５のＳＴ１１、ＳＴ１２、ＳＴ１４〜ＳＴ１６
と同じであるので、説明は省略する。
【００７３】具体的には、下記に示すように、変更後の
目標電圧ＶHref2から変更前の目標電圧ＶHref1を減算し
て、その減算結果を送電線６のリアクタンス値ＸLで除
算し、変更前の基準値ＩQ01から当該除算結果を加算し
て、その加算結果を変更後の基準値ＩQ0とする（ステッ
プＳＴ４３）。
【００７４】 ＩQ0＝ＩQ01＋（ＶHref2−ＶHref1）／ＸL … （１３）
【００７５】これにより、変更後の同期機１における出
力端子の設定電圧ＶGrefを、下記の式（１４）のように
設定する（ステップＳＴ４４）。
【００７６】 ＶGref＝ＶHref2／ｎ＋Ｘt・ＩQ−ＸDR／ｎ・（ＩQ−ＩQ0） … （１４）
【００７７】従って、電圧設定器１０において、式（１
４）により同期機１の出力端子の設定電圧ＶGrefを計算
し、制御を行うと、同期機１の出力端子電圧ＶG及び負
荷時タップ切替付変圧器２の高圧側電圧ＶHはそれぞれ
以下の式で表わされる。
【００７８】 ＶG＝ＶHref2／ｎ＋Ｘt・ＩQ −ＸDR／ｎ・［ＩQ−｛ＩQ01＋（ＶHref2−ＶHref1）／ＸL｝］ … （１５） ＶH＝ＶHref2 −ＸDR・［ＩQ−｛ＩQ01＋（ＶHref2−ＶHref1）／ＸL｝］ … （１６）
【００７９】この実施の形態４によれば、負荷時タップ
切替付変圧器の高圧側の目標電圧Ｖ Hrefに対応する基準
値ＩQ0を使用することができるので、その目標電圧Ｖ
Hrefが変更されても、送電系統の電圧を一定に維持する
ことができ、かつ同期機の出力端子電圧ＶGを定格値付
近に制御できる効果を奏する。
【００８０】実施の形態５ 実施の形態４は、送電線のリアクタンス値ＸL が既値で
あることを前提にして説明したが、送電線のリアクタン
ス値ＸLは時々刻々と変化するので、送電線のリアクタ
ンス値ＸLを逐次推定するようにしてもよい。
【００８１】具体的には、同期機の有効電力をＰ、無効
電力をＱ、同期リアクタンスをＸd及び背後電圧をＥfd
とすると、有効電力Ｐ及び無効電力Ｑは下式で表すこと
ができるので、式（１７）、式（１８）から位相角δを
消去すれば、送電線のリアクタンス値ＸLを求めること
ができる。
【００８２】 Ｐ＝ＶG・Ｅfd・ｓｉｎδ／（Ｘd＋ＸL） … （１７） Ｑ＝Ｅfd 2・ＸL／（Ｘd＋ＸL）2−（ＸL−Ｘd）・Ｅfd ・ｃｏｓδ／（Ｘd＋ＸL）2−Ｘd／（Ｘd＋ＸL）2 … （１８）
【００８３】この実施の形態５によれば、常に正確なリ
アクタンス値ＸLを用いて基準値ＩQ 0を決定することが
できるので、負荷時タップ切替付変圧器の高圧側電圧Ｖ
Hを精度よく目標電圧ＶHrefに一致させることができ、
かつ同期機の出力端子電圧ＶGを定格値付近に制御でき
る効果を奏する。
【００８４】実施の形態６．実施の形態４では、変更
前、変更後の目標電圧ＶHref1、ＶHref2を用いて、式
（１３）より変更後の基準値ＩQ0を計算するものについ
て示したが、この実施の形態６では、負荷時タップ切替
付変圧器２の高圧側電圧ＶHを検出し、この検出結果に
基づいて基準値ＩQ0を求めるようにしたものである。
【００８５】図１４はこの実施の形態６による励磁制御
装置を含む電力システムを示す構成図である。図におい
て、１５は負荷時タップ切替付変圧器２の高圧側電圧Ｖ
Hを計測する電圧変成器（ＰＤ）、１６はＰＤ１５の計
測結果により高圧側電圧ＶHを検出するＶH検出装置であ
る。その他は、設定器１０における基準値ＩQ0の算出方
法以外は実施の形態４と同様であるので説明は省略す
る。
【００８６】次に、動作について説明する。図１５はこ
の実施の形態６による励磁制御方法を示すフローチャー
トである。なお、ＳＴ６１、ＳＴ６２、ＳＴ６５〜ＳＴ
６８は、図１３のＳＴ４１、ＳＴ４２、ＳＴ４４〜ＳＴ
４７と同じであるので、説明は省略する。
【００８７】具体的には、ＶH検出装置１６により、負
荷時タップ切替付変圧器２の高圧側電圧ＶHを計測し
（ステップＳＴ６３）、電圧設定器１０において、変更
後の目標電圧ＶHref2、高圧側電圧ＶH、同期機１が出力
する無効電流ＩQ、横流防止用のリアクタンスＸDRを用
いて、下記の式（１９）より、変更後の基準値ＩQ0を計
算する（ステップＳＴ６４）。
【００８８】 ＩQ0＝ＩQ−（ＶHref2−ＶH）／ＸDR … （１９）
【００８９】なお、高圧側電圧ＶHを目標値に一致させ
る制御のフィードバック信号として用いる場合には、高
圧側電圧ＶHの信号は連続信号の必要があるが、この実
施の形態のように、基準値を求めるために高圧側電圧Ｖ
Hを用いる場合には、連続信号である必要がないので、
例えば電話回線を使用した通信等により高圧側電圧Ｖ H
を得ることができる。
【００９０】この実施の形態６によれば、計測した負荷
時タップ切替付変圧器２の高圧側電圧ＶH及び同期機１
の出力する無効電流ＩQを用いて基準値ＩQ0を決定して
いるので、負荷時タップ切替付変圧器２の高圧側電圧Ｖ
Hを精度よく目標電圧ＶHrefに一致させることができ、
かつ同期機１の出力端子電圧ＶGを定格値付近に制御で
きる効果を奏する。
【００９１】実施の形態７．実施の形態１では、負荷時
タップ切替付変圧器のタップ比ｎの変化に対して昇圧比
ｎvとリアクタンス変化比ｎrが同じ値になる場合を説明
したが、この実施の形態７では、同期機が負荷時タップ
切替付スプリット巻線形変圧器を介して系統に接続され
る構成において、負荷時タップ切替付スプリット巻線変
圧器が内鉄型の場合のように、タップ比ｎの変化に対し
て昇圧比ｎvとリアクタンス変化比ｎrが異なった値とな
る場合について説明する。
【００９２】図１６はこの実施の形態７による励磁制御
装置を含む電力システムを示す構成図である。図におい
て、２ｂは同期機１に接続された負荷時タップ切替付ス
プリット巻線変圧器で、タップ比ｎの変化に対して昇圧
比ｎvとリアクタンス変化比ｎr1が異なる値となるもの
である。その他は、図１と同様であるので説明は省略す
る。
【００９３】次に動作について説明する。図１７はこの
実施の形態７による励磁制御方法を示すフローチャート
である。なお、図５に示したステップＳＴ１３をステッ
プＳＴ７３に変更している点以外は図５に示した各ステ
ップと同様であるので説明は省略する。
【００９４】具体的には、同期機の出力端子の設定電圧
ＶGrefを、検出した無効電流ＩQ、昇圧比ｎv、リアクタ
ンス変化比ｎr、高圧側目標電圧ＶHrefを用いて、式
（２０）により計算して設定する（ステップＳＴ７
３）。
【００９５】 ＶGref＝ＶHref／ｎv＋（ｎr／ｎv・Ｘt）・ＩQ … （２０）
【００９６】これにより、同期機１の出力端子電圧ＶG1
が目標電圧ＶHrefと一致するように制御される。また、
負荷時タップ切替付変圧器２ｂの高圧側電圧ＶHと同期
機１の出力端子電圧ＶGとの間には式（２１）の関係が
あることから、同期機１の出力端子電圧ＶGと、負荷時
タップ切替付変圧器２ｂの高圧側電圧ＶHとは、高圧側
の目標値ＶHrefを用いて、それぞれ式（２２）、式（２
３）のように表される。
【００９７】 ＶH＝ｎv・ＶG−ｎr・Ｘt・ＩQ … （２１） ＶG＝ＶHref／ｎv＋（ｎr／ｎv・Ｘt）・ＩQ … （２２） ＶH＝ＶHref … （２３）
【００９８】したがって、ある運転状態において同期機
１の出力端子電圧ＶGが高い時にはタップ制御装置４に
よりタップ比ｎを大きく（ｎ＞１）設定する（リアクタ
ンス変化比ｎvを大きく設定する）ことで同期機１の出
力端子電圧ＶGを定格値付近に制御し、かつタップ比が
変化した時にも負荷時タップ切替付変圧器２ｂの高圧側
電圧ＶHは目標電圧ＶHrefと一致するように制御でき
る。
【００９９】以上のようにこの実施の形態７によれば、
昇圧比ｎvとリアクタンス変化比ｎrが異なる場合におい
て、同期機が出力する無効電流ＩQ、昇圧比ｎv、リアク
タンス変化比ｎr、及び負荷時タップ切替付変圧器の高
圧側の目標電圧ＶHrefから同期機の出力端子の設定電圧
ＶGrefを設定し、その設定電圧ＶGrefと出力端子電圧Ｖ
Gの偏差に基づいて、同期機の界磁巻線に供給する界磁
電流を制御するように構成したので、タップ比に対して
昇圧比ｎrとリアクタンス変化比ｎvとが異なる場合で
も、同期機の出力端子電圧ＶGを定格値付近に、送電母
線の電圧を一定に維持することができる。
【０１００】実施の形態８．実施の形態２では、複数の
同期機が負荷時タップ切替付変圧器を介して系統に接続
される構成において、負荷時タップ切替付変圧器のタッ
プ比ｎの変化に対して昇圧比ｎvとリアクタンス変化比
ｎrが同じ値になる場合を説明したが、この実施の形態
８では、複数（例えば２台）の同期機が負荷時タップ切
替付スプリット巻線形変圧器を介して系統に接続される
構成において、負荷時タップ切替付スプリット巻線変圧
器が内鉄型の場合のように、タップ比ｎの変化に対して
昇圧比ｎ vとリアクタンス変化比ｎrが異なった値となる
場合について説明する。
【０１０１】このように、タップ比ｎの変化に対して昇
圧比ｎvとリアクタンス変化比ｎrが異なるような場合に
は、高圧側電圧ＶHと各同期機の出力端子電圧ＶG1、Ｖ
G2の間には、式（２４）、式（２５）の関係がある。
【０１０２】 ＶH＝ｎv・ＶG1−ｎr 1・Ｘt・ＩQ1 … （２４） ＶH＝ｎv・ＶG2−ｎr 2・Ｘt・ＩQ2 … （２５） ただし、ｎvは昇圧比、ｎr 1、ｎr 2はリアクタンス変化
比、ＩQ1、ＩQ2は各同期機がそれぞれ出力する無効電流
である。
【０１０３】ここで、同期機の出力端子の設定電圧を、
例えば実施の形態２で説明したような式（５）に従って
計算すれば、各同期機に各々接続される負荷時タップ切
替付スプリット巻線変圧器の高圧側電圧ＶH1、ＶH2は、
各同期機のリアクタンス変化比をｎr1、ｎr2とすれば、
下記式（２６）、式（２７）のようになる。
【０１０４】 ＶH1＝ＶHref−｛ＸDR−（ｎv−ｎr 1）・Ｘt｝・ＩQ 1 … （２６） ＶH2＝ＶHref−｛ＸDR−（ｎv−ｎr 2）・Ｘt｝・ＩQ 2 … （２７）
【０１０５】従って、例えばｎr1＞ｎr2である時には、
各同期機に各々接続される負荷時タップ切替付スプリッ
ト巻線変圧器の高圧側電圧ＶHと無効電流ＩQとの関係
は、図１８のように表される。図１８からわかるよう
に、ｎr1≠ｎr2であれば、無効電流の分担に偏りが生じ
るだけでなく、負荷時タップ切替付スプリット巻線変圧
器の高圧側電圧ＶHを目標電圧ＶHrefと一致するように
精度良く制御できないという問題点がある。
【０１０６】そこで、この実施の形態８では、図６に示
した負荷時タップ切替付変圧器を、タップ比ｎの変化に
対して昇圧比ｎrとリアクタンス変化比ｎrとがそれぞれ
異なる負荷時タップ切替付スプリット巻線変圧器に代え
た場合においても適切な制御が可能な手法について説明
する。
【０１０７】図１９はこの実施の形態８による励磁制御
装置を含む電力システムを示す構成図である。図におい
て、２ｂは同期機１に接続された負荷時タップ切替付ス
プリット巻線変圧器で、タップ比ｎの変化に対して昇圧
比ｎvとリアクタンス変化比ｎr1が異なる値となるもの
である。２ｃは同期機１ａに接続された負荷時タップ切
替付スプリット巻線変圧器で、タップ比ｎの変化に対し
て昇圧比ｎvとリアクタンス変化比ｎr2が異なる値とな
るものである。その他は、図６と同様であるので説明は
省略する。
【０１０８】次に動作について説明する。図２０はこの
実施の形態８による励磁制御方法を示すフローチャート
である。なお、図５に示したステップＳＴ１３をステッ
プＳＴ８３に変更している点以外は図５に示した各ステ
ップと同様であるので説明は省略する。
【０１０９】具体的には、同期機の出力端子の設定電圧
ＶGrefを、検出した無効電流ＩQ、昇圧比ｎv、リアクタ
ンス変化比ｎr（同期機１の場合にはｎr1、同期機１ａ
の場合にはｎr2）、高圧側目標電圧ＶHrefを用いて、式
（２８）により計算して設定する（ステップＳＴ８
３）。
【０１１０】 ＶGref＝ＶHref／ｎv＋（ｎr／ｎv・Ｘt−ＸDR／ｎv）・ＩQ … （２８）
【０１１１】これにより、同期機１（１ａ）の出力端子
電圧ＶG1（ＶG2）が目標電圧ＶHrefと一致するように制
御される。また、負荷時タップ切替付変圧器２ｂの高圧
側電圧ＶHと同期機１の出力端子電圧ＶGとの間には式
（２９）の関係があることから、同期機１の出力端子電
圧ＶGと、負荷時タップ切替付変圧器２ｂの高圧側電圧
ＶHとは、高圧側の目標値ＶHrefを用いて、それぞれ式
（３０）、式（３１）のように表される。
【０１１２】 ＶH＝ｎv・ＶG−ｎr・Ｘt・ＩQ … （２９） ＶG＝ＶHref／ｎv＋（ｎr／ｎv・Ｘt−ＸDR／ｎv）・ＩQ … （３０） ＶH＝ＶHref−ＸDR・ＩQ … （３１）
【０１１３】したがって、ある運転状態において同期機
１（１ａ）の出力端子電圧ＶGが高い時にはタップ制御
装置４によりタップ比ｎを大きく（ｎ＞１）設定する
（リアクタンス変化比ｎvを大きく設定する）ことで同
期機１（１ａ）の出力端子電圧ＶGを定格値付近に制御
し、かつタップ比が変化した時にも負荷時タップ切替付
変圧器２ｂ（２ｃ）の高圧側電圧ＶHは目標電圧ＶHref
と一致するように制御できる。
【０１１４】以上のようにこの実施の形態８によれば、
昇圧比ｎvとリアクタンス変化比ｎrが異なる場合におい
て、同期機が出力する無効電流ＩQ、昇圧比ｎv、リアク
タンス変化比ｎr、及び負荷時タップ切替付変圧器の高
圧側の目標電圧ＶHrefから同期機の出力端子の設定電圧
ＶGrefを設定し、その設定電圧ＶGrefと出力端子電圧Ｖ
Gの偏差に基づいて、同期機の界磁巻線に供給する界磁
電流を制御するように構成したので、同期機の出力端子
電圧ＶGを定格値付近に、送電母線の電圧を一定に維持
することができるようになり、かつ発電機間の無効電流
分担の偏りを少なくすることができる効果が得られる。
【０１１５】実施の形態９．実施の形態３では、タップ
比ｎに対して昇圧比とリアクタンス変化比が共にｎとな
る負荷時タップ切替付変圧器を用いた励磁制御装置にお
いて、同期機が出力する無効電流ＩQ、基準値ＩQ0、負
荷時タップ切替付変圧器のタップ比ｎ、負荷時タップ切
替付変圧器の高圧側の目標電圧ＶHrefから式（５）によ
り、同期機の出力端子の設定電圧ＶGrefを設定するよう
にしているが、この実施の形態９では、タップ比ｎに対
して昇圧比がｎvとリアクタンス変化比がｎrと異なる負
荷時タップ切替付変圧器を用いた励磁制御装置におい
て、同期機が出力する無効電流Ｉ Q、基準値ＩQ0、負荷
時タップ切替付変圧器の昇圧比ｎv及びリアクタンス変
化比ｎr、そして負荷時タップ切替付変圧器の高圧側の
目標電圧ＶHrefから同期機の出力端子の設定電圧ＶGref
を設定するものである。
【０１１６】この実施の形態９の励磁制御装置を含む電
力システムを示す構成図は図１９と同様であるので説明
は省略する。なお、電圧設定器１０での設定電圧ＶGref
の設定は、下記のようにすればよい。
【０１１７】図２１はこの実施の形態９による励磁制御
方法を示すフローチャートである。なお、図５に示した
ステップＳＴ１３をステップＳＴ９３に変更している点
以外は図５に示した各ステップと同様であるので説明は
省略する。
【０１１８】具体的には、式（３２）に同期機１（１
ａ）が出力する無効電流ＩQ、基準値ＩQ0、負荷時タッ
プ切替付変圧器２ｂ（２ｃ）の昇圧比ｎv、リアクタン
ス変化比ｎr（同期機１の場合にはｎr1、同期機１ａの
場合にはｎr2）、及び負荷時タップ切替付変圧器２の高
圧側の目標電圧ＶHrefを代入することで、同期機１（１
ａ）の出力端子の設定電圧ＶGrefを算出し、同期機１
（１ａ）の出力端子の設定電圧ＶGrefを設定する（ステ
ップＳＴ９３）。
【０１１９】 ＶGref＝ＶHref／ｎv＋ｎr／ｎv・Ｘt・ＩQ−ＸDR／ｎv・（ＩQ−ＩQ0） …（３２）
【０１２０】従って、電圧設定器１０において、式（３
２）により同期機１の出力端子の設定電圧ＶGrefを決定
して制御を行うと、同期機１の出力端子電圧ＶG及び負
荷時タップ切替付変圧器２ｂの高圧側電圧ＶHはそれぞ
れ以下の式で表わされる。
【０１２１】 ＶG＝ＶHref／ｎv＋ｎr／ｎv・Ｘt・ＩQ−ＸDR／ｎv・（ＩQ−ＩQ0） … （３３） ＶH＝ＶHref−ＸDR（ＩQ−ＩQ0） … （３４）
【０１２２】以上のように、この実施の形態９によれ
ば、負荷時タップ切替付変圧器の昇圧比ｎv、リアクタ
ンス変化比ｎrが異なる場合においても、同期機が出力
する無効電流ＩQが０以外の基準値ＩQ0と一致すると
き、負荷時タップ切替付変圧器の高圧側電圧ＶHが目標
電圧ＶHrefと一致するように同期機の出力端子の設定電
圧ＶG refを設定するように構成したので、上記実施の形
態８よりも精度よく負荷時タップ切替付変圧器の高圧側
電圧ＶHを目標電圧ＶHrefに一致させ、かつ同期機の出
力端子電圧ＶGを定格値付近に制御でき、更に発電機間
の無効電流分担の偏りを少なくすることができる効果を
奏する。
【０１２３】実施の形態１０．実施の形態４では、タッ
プ比ｎに対して昇圧比とリアクタンス変化比が共にｎと
なる負荷時タップ切替付変圧器を用いた励磁制御装置に
おいて、変更前、変更後の目標電圧の偏差と送電線のリ
アクタンス値とに基づいて、変更後の目標電圧ＶHref2
に対応する基準値ＩQ0を求めるようにしているが、この
実施の形態１０では、タップ比ｎに対して昇圧比がｎv
とリアクタンス変化比がｎrと異なる負荷時タップ切替
付変圧器を用いた励磁制御装置において、変更前、変更
後の目標電圧の偏差と送電線のリアクタンス値とに基づ
いて、変更後の目標電圧ＶHref2に対応する基準値ＩQ0
を求め、この基準値ＩQ0を用いて設定電圧ＶGrefを設定
するようにしたものである。
【０１２４】この実施の形態１０の励磁制御装置を含む
電力システムを示す構成図は図１９と同様であるので説
明は省略する。なお、電圧設定器１０での設定電圧Ｖ
Grefの設定は、下記のようにすればよい。
【０１２５】図２２はこの実施の形態１０による励磁制
御方法を示すフローチャートである。なお、図１３に示
したステップＳＴ４４をステップＳＴ１０４に変更して
いる点以外は図５に示した各ステップと同じであるので
説明は省略する。
【０１２６】具体的には、変更後の同期機１の出力端子
の設定電圧ＶGrefは、式（９）で表されるＩQ0を用いて
次式で表される。
【０１２７】 ＶGref＝ＶHref2／ｎv＋ｎr／ｎv・Ｘt・ＩQ−ＸDR／ｎv・（ＩQ−ＩQ0） … （３５）
【０１２８】従って、電圧設定器１０において、式（３
５）により同期機１の出力端子の設定電圧ＶGrefを計算
し、設定電圧ＶGrefを設定する（ステップＳＴ１０
４）。なお、同期機１の出力端子電圧ＶG及び負荷時タ
ップ切替付変圧器２の高圧側電圧ＶHはそれぞれ以下の
式で表わされる。
【０１２９】 ＶG＝ＶHref2／ｎv＋ｎr／ｎv・Ｘt・ＩQ −ＸDR／ｎv・［ＩQ−｛ＩQ01＋（ＶHref2−ＶHref1）／ＸL｝］ … （３６） ＶH＝ＶHref2 −ＸDR・［ＩQ−｛ＩQ01＋（ＶHref2−ＶHref1）／ＸL｝］ … （３７）
【０１３０】この実施の形態１０によれば、負荷時タッ
プ切替付変圧器の昇圧比ｎv、リアクタンス変化比ｎrが
異なる場合においても、負荷時タップ切替付変圧器の高
圧側の目標電圧ＶHrefに対応する基準値ＩQ0を使用する
ことができるので、その目標電圧ＶHrefが変更されて
も、送電系統の電圧を一定に維持することができ、かつ
同期機の出力端子電圧ＶGを定格値付近に制御でき、更
に発電機間の無効電流分担の偏りを少なくすることがで
きる効果を奏する。
【０１３１】
【発明の効果】本発明に係る励磁制御装置は、負荷時タ
ップ切替付変圧器を介して送電系統に接続された同期機
が出力する無効電流を検出する無効電流検出器と、上記
同期機の端子電圧に応じて上記負荷時タップ切替付変圧
器のタップ比を設定するタップ制御装置と、上記負荷時
タップ切替付変圧器の送電系統側の目標電圧、上記タッ
プ制御装置で設定されたタップ比、及び上記無効電流検
出器で検出された無効電流に基づいて、上記負荷時タッ
プ切替付変圧器の同期機側の設定電圧を設定する電圧設
定器と、上記電圧設定器で設定された設定電圧に基づい
て、上記同期機の励磁系を制御する制御器とを備えてい
るので、同期機の出力端子電圧を定格値付近に、送電母
線の電圧を一定に維持することができ、さらに、系統事
故時や負荷の急激な増加時にも発電機の能力を十分に生
かすことができる。
【０１３２】また、電圧設定器において、目標電圧をタ
ップ比で除算し、無効電流に応じて求まるタップ切替付
変圧器の電圧降下分を上記除算結果に加算して設定電圧
を求める場合には、変圧器の高圧側電圧を検出すること
なく、設定電圧を設定することができるので、同期機の
出力端子電圧を定格値付近に、送電母線の電圧を一定に
維持することができ、さらに、系統事故時や負荷の急激
な増加時にも発電機の能力を十分に生かすことができ
る。
【０１３３】また、送電系統に、他の同期機を接続し、
電圧設定器において、負荷時タップ切替付変圧器のリア
クタンス値と横流防止用リアクタンス値とに基づいて上
記負荷時タップ切替付変圧器の電圧降下分を求める場合
には、複数の同期機を並列して運転する際に個々の変圧
比が異なる場合にでも、横流が流れるのを防止すること
ができる。
【０１３４】また、電圧設定器において、目標電圧をタ
ップ比に対応した昇圧比で除算し、上記タップ比に対応
したリアクタンス変化比に基づいて算出した負荷時タッ
プ切替付変圧器の電圧降下分を上記除算結果に加算して
設定電圧を求める場合には、タップ比に対して昇圧比と
リアクタンス変化比がと異なる場合でも、同期機の出力
端子電圧を定格値付近に、送電母線の電圧を一定に維持
することができ、さらに、系統事故時や負荷の急激な増
加時にも発電機の能力を十分に生かすことができる。
【０１３５】また、送電系統に、他の同期機を接続し、
電圧設定器において、昇圧比、リアクタンス変化比、及
び横流防止用リアクタンス値とに基づいて上記負荷時タ
ップ切替付変圧器の電圧降下分を求める場合には、タッ
プ比に対して昇圧比とリアクタンス変化比がと異なる場
合でも、発電機間の無効電流分担の偏りを少なくするこ
とができる。
【０１３６】さらに、電圧設定器において、無効電流が
０以外の所定の基準値になったときに、横流防止用リア
クタンスによる電圧降下分が０になるように設定電圧を
設定する場合には、精度よく、負荷時タップ切替付変圧
器の送電系統側電圧を目標電圧に一致させることができ
る。
【０１３７】また、本発明に係る励磁制御方法は、負荷
時タップ切替付変圧器を介して送電系統に接続された同
期機が出力する無効電流と、上記負荷時タップ切替付変
圧器のタップ比と、上記負荷時タップ切替付変圧器の送
電系統側の目標電圧とに基づいて、上記負荷時タップ切
替付変圧器の同期機側の設定電圧を設定し、この設定電
圧に基づいて上記同期機の励磁系を制御するので、同期
機の出力端子電圧を定格値付近に、送電母線の電圧を一
定に維持することができ、さらに、系統事故時や負荷の
急激な増加時にも発電機の能力を十分に生かすことがで
きる。
【０１３８】また、目標電圧をタップ比で除算し、無効
電流に応じて求まるタップ切替付変圧器の電圧降下分を
上記除算結果に加算して設定電圧を求める場合には、変
圧器の高圧側電圧を検出することなく、設定電圧を設定
することができるので、同期機の出力端子電圧を定格値
付近に、送電母線の電圧を一定に維持することができ、
さらに、系統事故時や負荷の急激な増加時にも発電機の
能力を十分に生かすことができる。
【０１３９】また、負荷時タップ切替付変圧器のリアク
タンス値と横流防止用リアクタンス値とに基づいて上記
負荷時タップ切替付変圧器の電圧降下分を求める場合に
は、複数の同期機を並列して運転する際に個々の変圧比
が異なる場合にでも、横流が流れるのを防止することが
できる。
【０１４０】また、タップ比に対応した昇圧比とリアク
タンス変化比を求め、目標電圧を上記昇圧比で除算し、
上記リアクタンス変化比に基づいて算出した負荷時タッ
プ切替付変圧器の電圧降下分を上記除算結果に加算して
設定電圧を求める場合には、タップ比に対して昇圧比と
リアクタンス変化比とが異なる場合でも、同期機の出力
端子電圧を定格値付近に、送電母線の電圧を一定に維持
することができ、さらに、系統事故時や負荷の急激な増
加時にも発電機の能力を十分に生かすことができる。
【０１４１】また、昇圧比、リアクタンス変化比、及び
横流防止用リアクタンス値とに基づいて上記負荷時タッ
プ切替付変圧器の電圧降下分を求める場合には、タップ
比に対して昇圧比とリアクタンス変化比とが異なる場合
でも、発電機間の無効電流分担の偏りを少なくすること
ができる。
【０１４２】また、無効電流が０以外の所定の基準値に
なったときに、横流防止用リアクタンスによる電圧降下
分が０になるように設定電圧を設定する場合には、精度
よく、負荷時タップ切替付変圧器の高圧側電圧を目標電
圧に一致させることができる。
【０１４３】また、負荷時タップ切替付変圧器の送電系
統側の電圧値に応じて基準値を設定する場合には、精度
よく、負荷時タップ切替付変圧器の高圧側電圧を目標電
圧に一致させることができる。
【０１４４】また、変更前及び変更後の目標電圧の偏差
と送電系統側の送電線のリアクタンス値とに応じて基準
値を設定する場合には、負荷時タップ切替付変圧器の高
圧側の目標電圧が変更されても、送電系統の電圧を一定
に維持することができる。
【０１４５】さらに、送電系統側の送電線のリアクタン
ス値を推定した値にする場合には、リアクタンス値が変
化する場合にでも、正確なリアクタンス値を用いて基準
値を設定することができ、精度よく、負荷時タップ切替
付変圧器の高圧側電圧を目標電圧に一致させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１の励磁制御装置を含む
電力システムを示す構成図である。
【図２】 図１に示した電力システムを示す系統図であ
る。
【図３】 図１に示した電圧設定器の構成を示す図であ
る。
【図４】 図１に示した電圧設定器の構成を示す図であ
る
【図５】 本発明の実施の形態１の励磁制御方法を示す
フローチャートである。
【図６】 本発明の実施の形態２の励磁制御装置を含む
電力システムを示す構成図である。
【図７】 図６に示した電力システムを示す系統図であ
る。
【図８】 図６に示した電圧設定器の構成を示す図であ
る。
【図９】 本発明の実施の形態２の励磁制御方法を示す
フローチャートである。
【図１０】 本発明の実施の形態３における励磁制御装
置の電圧設定器の構成を示す図である。
【図１１】 本発明の実施の形態３の励磁制御方法を示
すフローチャートである。
【図１２】 同期機が出力する無効電流と負荷時タップ
切替付変圧器の高圧側電圧との関係を示す図である。
【図１３】 本発明の実施の形態４の励磁制御方法を示
すフローチャートである。
【図１４】 本発明の実施の形態６の励磁制御装置を含
む電力システムを示す構成図である。
【図１５】 本発明の実施の形態６の励磁制御方法を示
すフローチャートである。
【図１６】 本発明の実施の形態７の励磁制御装置を含
む電力システムを示す構成図である。
【図１７】 本発明の実施の形態７の励磁制御方法を示
すフローチャートである。
【図１８】 各同期機に各々接続される負荷時タップ切
替付スプリット巻線変圧器の高圧側電圧と無効電流との
関係を示す図である。
【図１９】 本発明の実施の形態８の励磁制御装置を含
む電力システムを示す構成図である。
【図２０】 本発明の実施の形態８の励磁制御方法を示
すフローチャートである。
【図２１】 本発明の実施の形態９の励磁制御方法を示
すフローチャートである。
【図２２】 本発明の実施の形態１０の励磁制御方法を
示すフローチャートである。
【図２３】 従来の励磁制御装置を含む電力システムを
示す構成図である。
【符号の説明】
１、１ａ 同期機 ２、２ａ 負荷時タップ
切替付変圧器 ２ｂ、２ｃ 負荷時タップ切替付スプリット巻線変圧器 ３ 計器用変圧器 ４ タップ制御装置 ５、５ａ 遮断器 ６ 送電線 ７ 送電母線 ８ 計器用変圧器 ９ 計器用変成器 １０ 電圧設定器 １０ａ 演算器 １０ｂ メモリ １０ｃ、１０ｆ 除算器 １０ｄ、１０ｉ 乗算
器 １０ｅ 加算器 １０ｇ、１０ｈ 減算
器 １１ 減算器 １２ ＡＶＲ １３ 励磁機 １４ 界磁巻線 １５ 電圧変成器 １６ ＶH検出装置 １０１ 同期機 １０２ 計器用変圧器 １０３ 電圧設定器 １０４ 減算器 １０５ 低減ゲイン回路 １０６ 送電母線 １０７ 遮断器 １０８ 変圧器 １０９ 電圧変成器 １１０ 高圧側電圧設
定器 １１１ 減算器 １１２ 高圧側ゲイン
回路 １１３ 加算器 １１４ ＡＶＲ １１５ 励磁機 １１６ 界磁巻線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下村 勝 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5G066 DA01 DA04 FA01 FB17 FC12 5H590 AA11 AA26 CC01 CE01 DD64 EA14 EB02 EB21 EB29 FA06 FC27 FC30 GA02 HA02 HA04 HB02 HB03 JA16

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 負荷時タップ切替付変圧器を介して送電
    系統に接続された同期機が出力する無効電流を検出する
    無効電流検出器と、上記同期機の端子電圧に応じて上記
    負荷時タップ切替付変圧器のタップ比を設定するタップ
    制御装置と、上記負荷時タップ切替付変圧器の送電系統
    側の目標電圧、上記タップ制御装置で設定されたタップ
    比、及び上記無効電流検出器で検出された無効電流に基
    づいて、上記負荷時タップ切替付変圧器の同期機側の設
    定電圧を設定する電圧設定器と、上記電圧設定器で設定
    された設定電圧に基づいて、上記同期機の励磁系を制御
    する制御器とを備えた励磁制御装置。
  2. 【請求項２】 電圧設定器は、目標電圧をタップ比で除
    算し、無効電流に応じて求まるタップ切替付変圧器の電
    圧降下分を上記除算結果に加算して設定電圧を求める請
    求項１記載の励磁制御装置。
  3. 【請求項３】 送電系統には、他の同期機が接続されて
    おり、電圧設定器は、負荷時タップ切替付変圧器のリア
    クタンス値と横流防止用リアクタンス値とに基づいて上
    記負荷時タップ切替付変圧器の電圧降下分を求める請求
    項２記載の励磁制御装置。
  4. 【請求項４】 電圧設定器は、目標電圧をタップ比に対
    応した昇圧比で除算し、上記タップ比に対応したリアク
    タンス変化比に基づいて算出した負荷時タップ切替付変
    圧器の電圧降下分を上記除算結果に加算して設定電圧を
    求める請求項１記載の励磁制御装置。
  5. 【請求項５】 送電系統には、他の同期機が接続されて
    おり、電圧設定器は、昇圧比、リアクタンス変化比、及
    び横流防止用リアクタンス値とに基づいて上記負荷時タ
    ップ切替付変圧器の電圧降下分を求める請求項４記載の
    励磁制御装置。
  6. 【請求項６】 電圧設定器は、無効電流が０以外の所定
    の基準値になったときに、横流防止用リアクタンスによ
    る電圧降下分が０になるように設定電圧を設定する請求
    項３記載の励磁制御装置。
  7. 【請求項７】 負荷時タップ切替付変圧器を介して送電
    系統に接続された同期機が出力する無効電流と、上記負
    荷時タップ切替付変圧器のタップ比と、上記負荷時タッ
    プ切替付変圧器の送電系統側の目標電圧とに基づいて、
    上記負荷時タップ切替付変圧器の同期機側の設定電圧を
    設定し、この設定電圧に基づいて上記同期機の励磁系を
    制御する励磁制御方法。
  8. 【請求項８】 目標電圧をタップ比で除算し、無効電流
    に応じて求まるタップ切替付変圧器の電圧降下分を上記
    除算結果に加算して設定電圧を求める請求項７記載の励
    磁制御方法。
  9. 【請求項９】 負荷時タップ切替付変圧器のリアクタン
    ス値と横流防止用リアクタンス値とに基づいて上記負荷
    時タップ切替付変圧器の電圧降下分を求める請求項８記
    載の励磁制御方法。
  10. 【請求項１０】 タップ比に対応した昇圧比とリアクタ
    ンス変化比を求め、目標電圧を上記昇圧比で除算し、上
    記リアクタンス変化比に基づいて算出した負荷時タップ
    切替付変圧器の電圧降下分を上記除算結果に加算して設
    定電圧を求める請求項７記載の励磁制御方法。
  11. 【請求項１１】 昇圧比、リアクタンス変化比、及び横
    流防止用リアクタンス値とに基づいて上記負荷時タップ
    切替付変圧器の電圧降下分を求める請求項１０記載の励
    磁制御方法。
  12. 【請求項１２】 無効電流が０以外の所定の基準値にな
    ったときに、横流防止用リアクタンスによる電圧降下分
    が０になるように設定電圧を設定する請求項９記載の励
    磁制御方法。
  13. 【請求項１３】 負荷時タップ切替付変圧器の送電系統
    側の電圧値に応じて基準値を設定する請求項１２記載の
    励磁制御方法。
  14. 【請求項１４】 変更前及び変更後の目標電圧の偏差と
    送電系統側の送電線のリアクタンス値とに応じて基準値
    を設定する請求項１２記載の励磁制御方法。
  15. 【請求項１５】 送電系統側の送電線のリアクタンス値
    を推定した値にする請求項１４記載の励磁制御方法。
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