JP2002281674A - 発電設備の系統連系保護装置 - Google Patents
発電設備の系統連系保護装置Info
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- JP2002281674A JP2002281674A JP2001076843A JP2001076843A JP2002281674A JP 2002281674 A JP2002281674 A JP 2002281674A JP 2001076843 A JP2001076843 A JP 2001076843A JP 2001076843 A JP2001076843 A JP 2001076843A JP 2002281674 A JP2002281674 A JP 2002281674A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高価な転送遮断装置を設けることなく、系統連
系中の自家用発電設備の単独運転を自家用発電設備側で
確実にかつ容易に検出して保護すること。 【解決手段】自家用発電設備の同期発電機10の周波数の
変化率を検出し、周波数変化率が正の場合には同期発電
機10の電圧を下げ方向に変化させ、周波数変化率が負の
場合には同期発電機10の電圧を上げ方向に変化させる。
系中の自家用発電設備の単独運転を自家用発電設備側で
確実にかつ容易に検出して保護すること。 【解決手段】自家用発電設備の同期発電機10の周波数の
変化率を検出し、周波数変化率が正の場合には同期発電
機10の電圧を下げ方向に変化させ、周波数変化率が負の
場合には同期発電機10の電圧を上げ方向に変化させる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、原動機により駆動
される同期発電機を備え、かつ遮断器を介して交流電力
系統と連系される、ゴミ発電システム、コージェネレー
ション等の自家用発電設備の系統連系保護装置に係り、
特に高価な転送遮断装置を設けることなく、系統連系中
の自家用発電設備の単独運転を自家用発電設備側で確実
にかつ容易に検出して保護できるようにした発電設備の
系統連系保護装置に関するものである。
される同期発電機を備え、かつ遮断器を介して交流電力
系統と連系される、ゴミ発電システム、コージェネレー
ション等の自家用発電設備の系統連系保護装置に係り、
特に高価な転送遮断装置を設けることなく、系統連系中
の自家用発電設備の単独運転を自家用発電設備側で確実
にかつ容易に検出して保護できるようにした発電設備の
系統連系保護装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、一般需要家が、例えばゴミ発
電システム、コージェネレーション等の自家用発電設備
と交流電力系統とを連系するために、系統連系保護装置
が用いられてきている。
電システム、コージェネレーション等の自家用発電設備
と交流電力系統とを連系するために、系統連系保護装置
が用いられてきている。
【0003】図4は、一般需要家がこの種の自家用発電
設備と交流電力系統とを系統連系して運転を行なう場合
の従来の系統連系保護装置の構成例を示すブロック図で
ある。
設備と交流電力系統とを系統連系して運転を行なう場合
の従来の系統連系保護装置の構成例を示すブロック図で
ある。
【0004】図4において、交流電力系統である上位変
電所4では、系統電源1の電圧を変圧器2を介して降圧
し、遮断器3を通して、上位変電所4側からの電力を需
要家に配電する配電線26により、一般需要家7に電力
を供給している。一般需要家7は、遮断器5Bを介して
負荷6Bで電力を消費する。
電所4では、系統電源1の電圧を変圧器2を介して降圧
し、遮断器3を通して、上位変電所4側からの電力を需
要家に配電する配電線26により、一般需要家7に電力
を供給している。一般需要家7は、遮断器5Bを介して
負荷6Bで電力を消費する。
【0005】一方、自家発電設備、および系統連系保護
装置20を設置している自家発設置需要家9では、原動
機24により駆動される同期発電機10の出力を、遮断
器28、遮断器12を介して、上位変電所4と連系して
いる。
装置20を設置している自家発設置需要家9では、原動
機24により駆動される同期発電機10の出力を、遮断
器28、遮断器12を介して、上位変電所4と連系して
いる。
【0006】同期発電機10の出力電圧の制御は、自動
電圧調整器(AVR)22により同期発電機10の界磁
巻線23の電圧を制御することによって行ない、同期発
電機10の出力周波数の制御は、同期発電機10を駆動
する原動機24の図示しない調速機により原動機24パ
ワーを制御することによって行なわれている。
電圧調整器(AVR)22により同期発電機10の界磁
巻線23の電圧を制御することによって行ない、同期発
電機10の出力周波数の制御は、同期発電機10を駆動
する原動機24の図示しない調速機により原動機24パ
ワーを制御することによって行なわれている。
【0007】また、自家発設置需要家9では、上位変電
所4側からの電力を、遮断器12.、遮断器5Aを介し
て受け、負荷(構内負荷)6Aで消費するようにしてい
る。
所4側からの電力を、遮断器12.、遮断器5Aを介し
て受け、負荷(構内負荷)6Aで消費するようにしてい
る。
【0008】一方、系統連系保護装置20は、同期発電
機10の出力側にその出力電流を検出する変流器11を
設け、また変流器11の出力電流に基づいて同期発電機
10の過電流を検出する過電流継電器(OC)51と、
同期発電機10の出力電圧異常を検出する過電圧継電器
(OV)52および不足電圧継電器(UV)53と、同
期発電機10の逆電力を検出する逆電力継電器(RP
R)54とを設け、これら各保護継電器の検出信号に基
づいて故障トリップ回路27を動作させ、トリップ信号
を出力して遮断器28を解放するようにしている。
機10の出力側にその出力電流を検出する変流器11を
設け、また変流器11の出力電流に基づいて同期発電機
10の過電流を検出する過電流継電器(OC)51と、
同期発電機10の出力電圧異常を検出する過電圧継電器
(OV)52および不足電圧継電器(UV)53と、同
期発電機10の逆電力を検出する逆電力継電器(RP
R)54とを設け、これら各保護継電器の検出信号に基
づいて故障トリップ回路27を動作させ、トリップ信号
を出力して遮断器28を解放するようにしている。
【0009】さらに、この他に、保護手段として、遮断
器28の出力側(変電所側)に変流器14を設け、また
当該変流器14の出力電流に基づいて過電流を検出する
過電流検出器(OC)15と、系統電源1の異常時、特
に系統電源1が例えば遮断器3の解放によって遮断され
た時、同期発電機10の出力電力と負荷6Aの負荷電力
とのアンバランスから、周波数や電圧が異常になること
を検出する周波数低下継電器(UF)16、周波数上昇
継電器(OF)17、過電圧継電器(OV)18、およ
び不足電圧継電器(UV)19とを設け、これら各保護
継電器の検出信号に基づいて故障トリップ回路13を動
作させ、トリップ信号を出力して遮断器12を解放し、
遮断器3の再閉路が可能な状態にするようにしている。
器28の出力側(変電所側)に変流器14を設け、また
当該変流器14の出力電流に基づいて過電流を検出する
過電流検出器(OC)15と、系統電源1の異常時、特
に系統電源1が例えば遮断器3の解放によって遮断され
た時、同期発電機10の出力電力と負荷6Aの負荷電力
とのアンバランスから、周波数や電圧が異常になること
を検出する周波数低下継電器(UF)16、周波数上昇
継電器(OF)17、過電圧継電器(OV)18、およ
び不足電圧継電器(UV)19とを設け、これら各保護
継電器の検出信号に基づいて故障トリップ回路13を動
作させ、トリップ信号を出力して遮断器12を解放し、
遮断器3の再閉路が可能な状態にするようにしている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
発電設備の系統連系保護装置においては、例えば系統電
源1に異常が発生して遮断器3が開となった時に、同期
発電機10の出力電力と負荷6A,6Bの所要電力が、
有効分および無効分共にほぼ等しくなっていると、周波
数も電圧もほとんど変化しないので、保護継電器15〜
19のいずれも動作せず、運転を継続する状態となる。
これは、いわゆる単独運転(アイランディング)と呼ば
れる現象であり、遮断器3の再閉路を妨げるという問題
が発生する。そこで、従来では、このような単独運転を
防ぐ目的で、変電所4からの専用線により接続された転
送遮断装置8を設けて、遮断器12に対して転送遮断を
実施する方法が採用されているものがある。
発電設備の系統連系保護装置においては、例えば系統電
源1に異常が発生して遮断器3が開となった時に、同期
発電機10の出力電力と負荷6A,6Bの所要電力が、
有効分および無効分共にほぼ等しくなっていると、周波
数も電圧もほとんど変化しないので、保護継電器15〜
19のいずれも動作せず、運転を継続する状態となる。
これは、いわゆる単独運転(アイランディング)と呼ば
れる現象であり、遮断器3の再閉路を妨げるという問題
が発生する。そこで、従来では、このような単独運転を
防ぐ目的で、変電所4からの専用線により接続された転
送遮断装置8を設けて、遮断器12に対して転送遮断を
実施する方法が採用されているものがある。
【0011】すなわち、この転送遮断装置8は、上位変
電所4の遮断器3が開となった信号を検出した時に、遮
断器12に対して遮断信号を送って遮断器12を開放す
るものである。
電所4の遮断器3が開となった信号を検出した時に、遮
断器12に対して遮断信号を送って遮断器12を開放す
るものである。
【0012】しかしながら、この種の転送遮断装置8
は、数百kW程度の出力である中小容量の自家発電設備
にとっては、非常にコストが高くなり、さらに伝送手段
や伝送経路を設置する必要があるため、自家発電設備を
設置することによるエネルギーコスト削減のメリットを
得ることができない。
は、数百kW程度の出力である中小容量の自家発電設備
にとっては、非常にコストが高くなり、さらに伝送手段
や伝送経路を設置する必要があるため、自家発電設備を
設置することによるエネルギーコスト削減のメリットを
得ることができない。
【0013】本発明の目的は、高価な転送遮断装置を設
けることなく、系統連系中の自家用発電設備の単独運転
を自家用発電設備側で確実にかつ容易に検出して保護す
ることが可能な発電設備の系統連系保護装置を提供する
ことにある。
けることなく、系統連系中の自家用発電設備の単独運転
を自家用発電設備側で確実にかつ容易に検出して保護す
ることが可能な発電設備の系統連系保護装置を提供する
ことにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に対応する発明の発電設備の系統連系保
護装置は、原動機により駆動される同期発電機を備え、
かつ遮断器を介して交流電力系統と連系される自家用発
電設備の同期発電機の出力から周波数を検出する周波数
検出手段と、交流電力系統の出力電圧を入力とし、当該
入力電圧が変動した場合に周波数検出手段からの出力を
ロックすることにより、電圧変動で発生する周波数の誤
差を除去する電圧変動防止手段と、電圧変動防止手段か
ら出力される周波数の変化率を検出する周波数変化率検
出手段と、周波数変化率検出手段により検出された周波
数変化率に基づいて、周波数の変化を助長するように電
圧揺動信号を演算し、同期発電機の自動電圧調整器に電
圧揺動信号を与える電圧揺動信号発生手段と、揺動信号
発生手段により演算された電圧揺動信号を発電設備の自
動電圧調整器に与えることで生じる同期発電機の電圧変
動に伴なって助長される周波数変動を検知し、遮断器を
開放して交流電力系統から同期発電機を解列させる保護
手段とを備えている。
めに、請求項1に対応する発明の発電設備の系統連系保
護装置は、原動機により駆動される同期発電機を備え、
かつ遮断器を介して交流電力系統と連系される自家用発
電設備の同期発電機の出力から周波数を検出する周波数
検出手段と、交流電力系統の出力電圧を入力とし、当該
入力電圧が変動した場合に周波数検出手段からの出力を
ロックすることにより、電圧変動で発生する周波数の誤
差を除去する電圧変動防止手段と、電圧変動防止手段か
ら出力される周波数の変化率を検出する周波数変化率検
出手段と、周波数変化率検出手段により検出された周波
数変化率に基づいて、周波数の変化を助長するように電
圧揺動信号を演算し、同期発電機の自動電圧調整器に電
圧揺動信号を与える電圧揺動信号発生手段と、揺動信号
発生手段により演算された電圧揺動信号を発電設備の自
動電圧調整器に与えることで生じる同期発電機の電圧変
動に伴なって助長される周波数変動を検知し、遮断器を
開放して交流電力系統から同期発電機を解列させる保護
手段とを備えている。
【0015】従って、請求項1に対応する発明の発電設
備の系統連系保護装置においては、自家用発電設備の同
期発電機の周波数の変化率を検出し、周波数変化率が正
の場合には同期発電機の電圧を下げ方向に変化させ、周
波数変化率が負の場合には同期発電機の電圧を上げ方向
に変化させることにより、周波数変動を拡大して、前述
した従来のように高価な転送遮断装置を設けることな
く、系統連系中の自家用発電設備の単独運転を自家用発
電設備側で確実にかつ容易に検出して保護することがで
きる。
備の系統連系保護装置においては、自家用発電設備の同
期発電機の周波数の変化率を検出し、周波数変化率が正
の場合には同期発電機の電圧を下げ方向に変化させ、周
波数変化率が負の場合には同期発電機の電圧を上げ方向
に変化させることにより、周波数変動を拡大して、前述
した従来のように高価な転送遮断装置を設けることな
く、系統連系中の自家用発電設備の単独運転を自家用発
電設備側で確実にかつ容易に検出して保護することがで
きる。
【0016】また、請求項2に対応する発明の発電設備
の系統連系保護装置は、上記請求項1に対応する発明の
発電設備の系統連系保護装置において、同期発電機の出
力電圧を入力とし、当該電圧の波形をなめらかに整形す
るフィルタ手段と、フィルタ手段により整形された波形
を零クロスの矩形波に変換する比較手段と、比較手段に
より変換された矩形波の立ち上がり信号から、電圧入力
信号の周期を演算する周期演算手段と、周期演算手段に
より演算された周期から周波数を演算する逆数演算手段
とから、周波数検出手段を構成している。従って、請求
項2に対応する発明の発電設備の系統連系保護装置にお
いては、以上のような手段を備えて周波数検出手段を構
成することにより、入力電圧が急激に変動した場合に
も、自家用発電設備の同期発電機の出力周波数を、正確
にかつ確実に検出することができる。
の系統連系保護装置は、上記請求項1に対応する発明の
発電設備の系統連系保護装置において、同期発電機の出
力電圧を入力とし、当該電圧の波形をなめらかに整形す
るフィルタ手段と、フィルタ手段により整形された波形
を零クロスの矩形波に変換する比較手段と、比較手段に
より変換された矩形波の立ち上がり信号から、電圧入力
信号の周期を演算する周期演算手段と、周期演算手段に
より演算された周期から周波数を演算する逆数演算手段
とから、周波数検出手段を構成している。従って、請求
項2に対応する発明の発電設備の系統連系保護装置にお
いては、以上のような手段を備えて周波数検出手段を構
成することにより、入力電圧が急激に変動した場合に
も、自家用発電設備の同期発電機の出力周波数を、正確
にかつ確実に検出することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。
いて図面を参照して詳細に説明する。
【0018】図1は、本実施の形態による発電設備の系
統連系保護装置の構成例を示すブロック図であり、図4
と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、こ
こでは異なる部分についてのみ述べる。
統連系保護装置の構成例を示すブロック図であり、図4
と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、こ
こでは異なる部分についてのみ述べる。
【0019】図1に示すように、本実施の形態による発
電設備の系統連系保護装置が、前記図4に示した従来の
発電設備の系統連系保護装置と異なる点は、前述した高
価な転送遮断装置8を省略し、その代わりに、以下のよ
うな各手段を備えた構成としていることである。
電設備の系統連系保護装置が、前記図4に示した従来の
発電設備の系統連系保護装置と異なる点は、前述した高
価な転送遮断装置8を省略し、その代わりに、以下のよ
うな各手段を備えた構成としていることである。
【0020】すなわち、図1に示すように、周波数検出
器41と、電圧変動防止部21と、周波数変化率検出器
42と、周波数変化率過大検出器43と、電圧揺動信号
発生手段である電圧揺動基準演算部44とを備えてい
る。
器41と、電圧変動防止部21と、周波数変化率検出器
42と、周波数変化率過大検出器43と、電圧揺動信号
発生手段である電圧揺動基準演算部44とを備えてい
る。
【0021】周波数検出器41は、同期発電機10の出
力から周波数を検出する。
力から周波数を検出する。
【0022】すなわち、この周波数検出器41は、同期
発電機10の出力電圧を入力とし、当該電圧の波形をな
めらかに整形する抵抗101およびコンデンサ102か
らなるフィルタ回路と、フィルタ回路により整形された
波形を零クロスの矩形波に変換するコンパレータ107
と、コンパレータ107により変換された矩形波の立ち
上がり信号から、上記電圧入力信号の周期を演算する周
期演算部112と、周期演算部112により演算された
周期から周波数を演算する逆数演算部113とからな
る。
発電機10の出力電圧を入力とし、当該電圧の波形をな
めらかに整形する抵抗101およびコンデンサ102か
らなるフィルタ回路と、フィルタ回路により整形された
波形を零クロスの矩形波に変換するコンパレータ107
と、コンパレータ107により変換された矩形波の立ち
上がり信号から、上記電圧入力信号の周期を演算する周
期演算部112と、周期演算部112により演算された
周期から周波数を演算する逆数演算部113とからな
る。
【0023】電圧変動防止部21は、交流電力系統であ
る上位変電所4の出力電圧を入力とし、当該入力電圧が
変動した場合に周波数検出器42からの出力をロックす
ることにより、上記電圧変動で発生する周波数の誤差を
除去する。
る上位変電所4の出力電圧を入力とし、当該入力電圧が
変動した場合に周波数検出器42からの出力をロックす
ることにより、上記電圧変動で発生する周波数の誤差を
除去する。
【0024】周波数変化率検出器42は、電圧変動防止
部21から出力される周波数の変化率を検出する。
部21から出力される周波数の変化率を検出する。
【0025】電圧揺動基準演算部44は、周波数変化率
検出器42により検出された周波数変化率に基づいて、
周波数の変化を助長するように電圧揺動信号を演算し、
同期発電機10の自動電圧調整器22に電圧揺動信号を
与える。
検出器42により検出された周波数変化率に基づいて、
周波数の変化を助長するように電圧揺動信号を演算し、
同期発電機10の自動電圧調整器22に電圧揺動信号を
与える。
【0026】すなわち、この電圧揺動基準演算部44
は、周波数変化率に応じて自動電圧調整器22に与える
電圧揺動基準を、以下のような関係式により決める。
は、周波数変化率に応じて自動電圧調整器22に与える
電圧揺動基準を、以下のような関係式により決める。
【0027】 ΔV* =−K(df/dt) (K:定数) 周波数変化率過大検出器43は、電圧揺動基準演算部4
4により演算された電圧揺動信号を同期発電機10の自
動電圧調整器22に与えることで生じる同期発電機10
の電圧変動に伴なって助長される周波数変動を検知し、
遮断器12を開放して交流電力系統である上位変電所4
から同期発電機10を解列させる。
4により演算された電圧揺動信号を同期発電機10の自
動電圧調整器22に与えることで生じる同期発電機10
の電圧変動に伴なって助長される周波数変動を検知し、
遮断器12を開放して交流電力系統である上位変電所4
から同期発電機10を解列させる。
【0028】すなわち、この周波数変化率過大検出器4
3は、周波数変化率があらかじめ定められた設定値以上
か否かを判定し、設定値以上になった場合に異常出力信
号V31を故障トリップ回路13に出力する。
3は、周波数変化率があらかじめ定められた設定値以上
か否かを判定し、設定値以上になった場合に異常出力信
号V31を故障トリップ回路13に出力する。
【0029】次に、以上のように構成した本実施の形態
による発電設備の系統連系保護装置の作用について、図
3に示す波形図を参照して説明する。
による発電設備の系統連系保護装置の作用について、図
3に示す波形図を参照して説明する。
【0030】図1において、周波数検出器41では、同
期発電機10の出力から周波数を検出する。
期発電機10の出力から周波数を検出する。
【0031】すなわち、周波数検出器41では、図2に
示すように、電圧入力の波形歪対策のために、まず、抵
抗101およびコンデンサ102からなるフィルタ回路
で波形をなめらかに整形し、その波形をコンパレータ1
07に与えて零クロスの矩形波に変換する。
示すように、電圧入力の波形歪対策のために、まず、抵
抗101およびコンデンサ102からなるフィルタ回路
で波形をなめらかに整形し、その波形をコンパレータ1
07に与えて零クロスの矩形波に変換する。
【0032】周期演算部112では、この矩形波の立ち
上がり信号から電圧入力信号の周期を求め、逆数演算部
113で周波数を演算する。
上がり信号から電圧入力信号の周期を求め、逆数演算部
113で周波数を演算する。
【0033】かかる回路構成の周波数検出器41におい
て、入力電圧が急に低下した場合、入力電圧には直流分
が加わるため、フィルタ回路の後で波形の正負のアンバ
ランスを生じ、図3における(A)点のように、コンパ
レータ107からの出力の矩形波の立ち上がりのタイミ
ングがずれるため、周期演算に誤差を生じ、周波数の誤
差が発生する。
て、入力電圧が急に低下した場合、入力電圧には直流分
が加わるため、フィルタ回路の後で波形の正負のアンバ
ランスを生じ、図3における(A)点のように、コンパ
レータ107からの出力の矩形波の立ち上がりのタイミ
ングがずれるため、周期演算に誤差を生じ、周波数の誤
差が発生する。
【0034】電圧変動防止部21では、交流電力系統で
ある上位変電所4の電圧が急に変動した場合に、その時
の周期の値を周波数の演算に使わないようにして、周波
数検出の誤差が発生することを避けるものである。
ある上位変電所4の電圧が急に変動した場合に、その時
の周期の値を周波数の演算に使わないようにして、周波
数検出の誤差が発生することを避けるものである。
【0035】いま、同期発電機10からの出力の有効電
力をP、無効電力をQ、負荷6が必要とする有効電力を
PL 、無効電力をQL とすると、系統電源1へ流出する
有効電力ΔPおよび無効電力ΔQは、それぞれ次のよう
に表わされる。
力をP、無効電力をQ、負荷6が必要とする有効電力を
PL 、無効電力をQL とすると、系統電源1へ流出する
有効電力ΔPおよび無効電力ΔQは、それぞれ次のよう
に表わされる。
【0036】ΔP=P−PL ΔQ=Q−QL ここで、負荷6の電圧をV、周波数をfとする。
【0037】そうすると、通常の場合は、ΔP≒0,Δ
Q≒0に近い状態で遮断器3が開となっても、負荷6の
電圧V、周波数fはほとんど変化しないため、各保護継
電器15〜19が検出できず、単独運転を継続すること
になる。
Q≒0に近い状態で遮断器3が開となっても、負荷6の
電圧V、周波数fはほとんど変化しないため、各保護継
電器15〜19が検出できず、単独運転を継続すること
になる。
【0038】しかし、微少な周波数差から、系統電源1
と負荷6の位相がゆっくりとずれてくるので、遮断器3
の再投入は、事故拡大につながって危険な状態となり、
配電系統の安定性を低下させることになる。
と負荷6の位相がゆっくりとずれてくるので、遮断器3
の再投入は、事故拡大につながって危険な状態となり、
配電系統の安定性を低下させることになる。
【0039】同期発電機10の単独運転を検出する原理
を、以下に説明する。
を、以下に説明する。
【0040】負荷の有効電力は P=(V2 cosφ)/R (1) (V:電圧、R:抵抗値、cosφ:力率)で表わされ
る。
る。
【0041】ここで、同期発電機10の単独運転中に、
わずかに周波数が低下した場合を考える。
わずかに周波数が低下した場合を考える。
【0042】この時、電圧揺動基準演算部44では、同
期発電機10の電圧をわずかに上げるように電圧揺動基
準を出力する。
期発電機10の電圧をわずかに上げるように電圧揺動基
準を出力する。
【0043】すると、上記(1)式で表わされる負荷電
力が増加するので、負荷のトルクが増加し、同期発電機
10の回転速度、すなわち周波数が低下する。
力が増加するので、負荷のトルクが増加し、同期発電機
10の回転速度、すなわち周波数が低下する。
【0044】この正帰還作用により、周波数の変動を増
大させて、周波数変化率過大を周波数変化率過大検出器
43で検出し、異常信号V31を出力する。
大させて、周波数変化率過大を周波数変化率過大検出器
43で検出し、異常信号V31を出力する。
【0045】なお、最初に周波数がわずかに上昇した場
合には、上記とは逆の作用により、周波数が上昇する方
向に変動が増大し、周波数変化率過大を周波数変化率過
大検出器43で検出し、異常信号V31を出力する。
合には、上記とは逆の作用により、周波数が上昇する方
向に変動が増大し、周波数変化率過大を周波数変化率過
大検出器43で検出し、異常信号V31を出力する。
【0046】故障トリップ回路13では、この異常信号
V31により、遮断器12を遮断して同期発電機10を解
列する。
V31により、遮断器12を遮断して同期発電機10を解
列する。
【0047】このことにより、従来用いていた転送遮断
装置8を用いなくても、自家発電設備側で単独運転を検
出することが可能となる。
装置8を用いなくても、自家発電設備側で単独運転を検
出することが可能となる。
【0048】上述したように、本実施の形態による発電
設備の系統連系保護装置では、自家用発電設備の同期発
電機10の周波数の変化率df/dtを検出し、周波数
変化率が正(df/dt>0)の場合には同期発電機1
0の電圧を下げ方向に変化させ、周波数変化率が負(d
f/dt<0)の場合には同期発電機10の電圧を上げ
方向に変化させるようにしているので、周波数変動を拡
大して、前述した従来のように高価な転送遮断装置8を
設けることなく、系統連系中の自家用発電設備の単独運
転を自家用発電設備側で確実にかつ容易に検出して同期
発電機10を解列し保護することが可能となる。
設備の系統連系保護装置では、自家用発電設備の同期発
電機10の周波数の変化率df/dtを検出し、周波数
変化率が正(df/dt>0)の場合には同期発電機1
0の電圧を下げ方向に変化させ、周波数変化率が負(d
f/dt<0)の場合には同期発電機10の電圧を上げ
方向に変化させるようにしているので、周波数変動を拡
大して、前述した従来のように高価な転送遮断装置8を
設けることなく、系統連系中の自家用発電設備の単独運
転を自家用発電設備側で確実にかつ容易に検出して同期
発電機10を解列し保護することが可能となる。
【0049】また、自家用発電設備の同期発電機10の
周波数を検出する場合に、同期発電機10の出力電圧の
波形をなめらかに整形し、当該整形された波形を零クロ
スの矩形波に変換し、当該矩形波の立ち上がり信号から
電圧入力信号の周期を演算し、当該周期から周波数を演
算するようにしているので、入力電圧が急激に変動した
場合にも、自家用発電設備の同期発電機10の出力周波
数を、正確にかつ確実に検出することが可能となる。 (その他の実施の形態)尚、本発明は、上記実施の形態
に限定されるものではなく、実施段階ではその 要旨を逸脱しない範囲で、種々に変形して実施すること
が可能である。また、上記各実施の形態には種々の段階
の発明が含まれており、開示される複数の構成要件にお
ける適宜な組合わせにより、種々の発明を抽出すること
ができる。 例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの
構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題
の欄で述べた課題(の少なくとも一つ)が解決でき、発
明の効果の欄で述べられている効果(の少なくとも一
つ)が得られる場合には、この構成要件が削除された構
成を発明として抽出することができる。
周波数を検出する場合に、同期発電機10の出力電圧の
波形をなめらかに整形し、当該整形された波形を零クロ
スの矩形波に変換し、当該矩形波の立ち上がり信号から
電圧入力信号の周期を演算し、当該周期から周波数を演
算するようにしているので、入力電圧が急激に変動した
場合にも、自家用発電設備の同期発電機10の出力周波
数を、正確にかつ確実に検出することが可能となる。 (その他の実施の形態)尚、本発明は、上記実施の形態
に限定されるものではなく、実施段階ではその 要旨を逸脱しない範囲で、種々に変形して実施すること
が可能である。また、上記各実施の形態には種々の段階
の発明が含まれており、開示される複数の構成要件にお
ける適宜な組合わせにより、種々の発明を抽出すること
ができる。 例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの
構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題
の欄で述べた課題(の少なくとも一つ)が解決でき、発
明の効果の欄で述べられている効果(の少なくとも一
つ)が得られる場合には、この構成要件が削除された構
成を発明として抽出することができる。
【0050】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の発電設備
の系統連系保護装置によれば、高価な転送遮断装置を設
けることなく、系統連系中の自家用発電設備の単独運転
を自家用発電設備側で確実にかつ容易に検出して保護す
ることが可能となる。
の系統連系保護装置によれば、高価な転送遮断装置を設
けることなく、系統連系中の自家用発電設備の単独運転
を自家用発電設備側で確実にかつ容易に検出して保護す
ることが可能となる。
【図1】本発明による発電設備の系統連系保護装置の一
実施の形態を示すブロック図。
実施の形態を示すブロック図。
【図2】同一実施の形態による発電設備の系統連系保護
装置における周波数検出器の構成例を示す回路図。
装置における周波数検出器の構成例を示す回路図。
【図3】同一実施の形態による発電設備の系統連系保護
装置における入力電圧が変動した場合の周波数検出の誤
差を説明するための波形図。
装置における入力電圧が変動した場合の周波数検出の誤
差を説明するための波形図。
【図4】従来の発電設備の系統連系保護装置の構成例を
示すブロック図。
示すブロック図。
1…系統電源、 2…変圧器、 3,5A,5B,12,28…遮断器、 4…上位変電所、 6A,6B…負荷、 7…一般需要家、 8…転送遮断装置、 9…自家発設置需要家、 10…同期発電機、 11,14…変流器、 13,27…故障トリップ回路、 15,51…過電流継電器、 16…周波数低下継電器、 17…周波数上昇継電器、 18,52…過電圧継電器、 19,53…不足電圧継電器、 20,29…系統連系保護装置、 21…電圧変動防止部、 22…自動電圧調整器、 23…界磁巻線、 24…原動機、 26…配電線、 41…周波数検出器、 42…周波数変化率検出器、 43…周波数変化率過大検出器、 44…無効電力基準演算部、 45…リアクトル、 101…抵抗器、 102…コンデンサ、 107…コンパレータ、 112…周期演算部、 113…逆数演算部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷口 健 兵庫県姫路市網干区浜田1000番地 西芝電 機株式会社内 Fターム(参考) 5G066 HA11 HB02
Claims (2)
- 【請求項1】 原動機により駆動される同期発電機を備
え、かつ遮断器を介して交流電力系統と連系される自家
用発電設備の系統連系保護装置において、 前記同期発電機の出力から周波数を検出する周波数検出
手段と、 前記交流電力系統の出力電圧を入力とし、当該入力電圧
が変動した場合に前記周波数検出手段からの出力をロッ
クすることにより、前記電圧変動で発生する周波数の誤
差を除去する電圧変動防止手段と、 前記電圧変動防止手段から出力される周波数の変化率を
検出する周波数変化率検出手段と、 前記周波数変化率検出手段により検出された周波数変化
率に基づいて、前記周波数の変化を助長するように電圧
揺動信号を演算し、前記同期発電機の自動電圧調整器に
前記電圧揺動信号を与える電圧揺動信号発生手段と、 前記揺動信号発生手段により演算された電圧揺動信号を
前記発電設備の自動電圧調整器に与えることで生じる前
記同期発電機の電圧変動に伴なって助長される周波数変
動を検知し、前記遮断器を開放して交流電力系統から前
記同期発電機を解列させる保護手段と、 を備えて成ることを特徴とする発電設備の系統連系保護
装置。 - 【請求項2】 前記請求項1に記載の発電設備の系統連
系保護装置において、 前記周波数検出手段は、 前記同期発電機の出力電圧を入力とし、当該電圧の波形
をなめらかに整形するフィルタ手段と、 前記フィルタ手段により整形された波形を零クロスの矩
形波に変換する比較手段と、前記比較手段により変換さ
れた矩形波の立ち上がり信号から、前記電圧入力信号の
周期を演算する周期演算手段と、前記周期演算手段によ
り演算された周期から周波数を演算する逆数演算手段
と、からなることを特徴とする発電設備の系統連系保護
装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001076843A JP2002281674A (ja) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | 発電設備の系統連系保護装置 |
GB0122607A GB2370702B (en) | 2000-09-19 | 2001-09-19 | Line linkage protective device for electricity generation equipment |
US09/955,219 US6738269B2 (en) | 2000-09-19 | 2001-09-19 | Line linkage protective device for electricity generation equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001076843A JP2002281674A (ja) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | 発電設備の系統連系保護装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002281674A true JP2002281674A (ja) | 2002-09-27 |
Family
ID=18933706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001076843A Pending JP2002281674A (ja) | 2000-09-19 | 2001-03-16 | 発電設備の系統連系保護装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002281674A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008104273A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Matsushita Electric Works Ltd | 位相制御可能な直流定電流電源装置 |
-
2001
- 2001-03-16 JP JP2001076843A patent/JP2002281674A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008104273A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Matsushita Electric Works Ltd | 位相制御可能な直流定電流電源装置 |
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A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050602 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050607 |
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050805 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051213 |