JP2003116253A - タービン発電機設備およびその設置方法 - Google Patents
タービン発電機設備およびその設置方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 短い工事期間で、サイリスタ直接励磁方式の
タービン発電機設備を構築あるいは既設方式からサイリ
スタ直接励磁方式への更新を実現する。 【解決手段】 パッケージＰ内に、遮断器６、励磁変圧
器４、励磁変圧器４と接続する順変換器５、順変換器５
のサイリスタ点弧角の制御を行う励磁制御盤７とを設置
してサイリスタ励磁装置８を製造し、次に、サイリスタ
励磁装置８をタービン発電機１と順変換器５とが連絡可
能となる位置に設置し、次にこのサイリスタ励磁装置８
とタービン発電機１とを配線する。
タービン発電機設備を構築あるいは既設方式からサイリ
スタ直接励磁方式への更新を実現する。 【解決手段】 パッケージＰ内に、遮断器６、励磁変圧
器４、励磁変圧器４と接続する順変換器５、順変換器５
のサイリスタ点弧角の制御を行う励磁制御盤７とを設置
してサイリスタ励磁装置８を製造し、次に、サイリスタ
励磁装置８をタービン発電機１と順変換器５とが連絡可
能となる位置に設置し、次にこのサイリスタ励磁装置８
とタービン発電機１とを配線する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、タービン発電機の
励磁制御を行うタービン発電機設備およびその設置方法
に関する。
励磁制御を行うタービン発電機設備およびその設置方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】交流電力を発生するタービン発電機設備
には、旧来より、直流励磁方式および交流励磁方式があ
ったが、近年は、制御性の良さや保守の容易性から、サ
イリスタ直接励磁方式が多く採用されるようになってい
る。
には、旧来より、直流励磁方式および交流励磁方式があ
ったが、近年は、制御性の良さや保守の容易性から、サ
イリスタ直接励磁方式が多く採用されるようになってい
る。
【０００３】また、既設のタービン発電機設備につい
て、設備を構成する機器の劣化に対処するため、または
発電機の出力増に対応して発電機の励磁装置の出力をあ
わせて増加させるため、あるいは機器の応答性向上を目
指してシステムを新しいものにするために、運転停止状
態において設備を改造、更新する作業がなされている。
その際、既設の直流励磁方式の設備または交流励磁方式
の設備を撤去して、新たにサイリスタ直接励磁方式の設
備を導入することが考えられている。
て、設備を構成する機器の劣化に対処するため、または
発電機の出力増に対応して発電機の励磁装置の出力をあ
わせて増加させるため、あるいは機器の応答性向上を目
指してシステムを新しいものにするために、運転停止状
態において設備を改造、更新する作業がなされている。
その際、既設の直流励磁方式の設備または交流励磁方式
の設備を撤去して、新たにサイリスタ直接励磁方式の設
備を導入することが考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】直流励磁方式のタービ
ン発電機設備は、励磁変圧器、順変換器、直流遮断器、
励磁制御盤等からなる。また、交流励磁方式のタービン
発電機設備は、交流励磁機、整流器、交流励磁制御盤等
からなる。このような設備をサイリスタ直接励磁方式に
改造するときには、タービン発電機設備の運転停止後
に、タービン発電機と軸直結の減速器等あるいは交流励
磁器等を撤去して、その後サイリスタ直接励磁公式の構
成機器をタービン発電機の基礎台廻りに基礎を設けて設
置することとなる。
ン発電機設備は、励磁変圧器、順変換器、直流遮断器、
励磁制御盤等からなる。また、交流励磁方式のタービン
発電機設備は、交流励磁機、整流器、交流励磁制御盤等
からなる。このような設備をサイリスタ直接励磁方式に
改造するときには、タービン発電機設備の運転停止後
に、タービン発電機と軸直結の減速器等あるいは交流励
磁器等を撤去して、その後サイリスタ直接励磁公式の構
成機器をタービン発電機の基礎台廻りに基礎を設けて設
置することとなる。
【０００５】すなわち、こうしたサイリスタ直接励磁方
式への改造を行うに際しては、タービン発電機設備の運
転中は各機器・盤の基礎工事を含めた事前準備作業を進
めることができないため、改造工事期間が長くかかる。
また、タービン発電機基礎台廻りの空きスペースが少な
いので、機器や盤の追加設置が難しいという、工事の作
業性の課題も考えられる。
式への改造を行うに際しては、タービン発電機設備の運
転中は各機器・盤の基礎工事を含めた事前準備作業を進
めることができないため、改造工事期間が長くかかる。
また、タービン発電機基礎台廻りの空きスペースが少な
いので、機器や盤の追加設置が難しいという、工事の作
業性の課題も考えられる。
【０００６】そこで本発明は、短い工事期間で、直流励
磁方式あるいは交流励磁方式からサイリスタ直接励磁方
式に改造することができる、あるいはサイリスタ直接励
磁方式の設備を実現することができるとともに、作業性
の向上に寄与する、タービン発電機設備とその設置方法
を提供することを目的とする。
磁方式あるいは交流励磁方式からサイリスタ直接励磁方
式に改造することができる、あるいはサイリスタ直接励
磁方式の設備を実現することができるとともに、作業性
の向上に寄与する、タービン発電機設備とその設置方法
を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、一諸相として、タービン発電機の制御
を行うタービン発電機設備であって、遮断器と、前記タ
ービン発電機に接続する主母線に連絡して設けられる励
磁変圧器と、前記励磁変圧器と接続し、かつ前記遮断器
を介して前記タービン発電機と連絡する順変換器と、前
記順変換器のサイリスタ点弧角の制御を行うことで前記
タービン発電機の励磁量を調整する励磁制御盤と、前記
遮断器、前記励磁変圧器、前記順変換器および前記励磁
制御盤を収容してなるパッケージと、を有するタービン
発電機設備を提供する。
め、本発明では、一諸相として、タービン発電機の制御
を行うタービン発電機設備であって、遮断器と、前記タ
ービン発電機に接続する主母線に連絡して設けられる励
磁変圧器と、前記励磁変圧器と接続し、かつ前記遮断器
を介して前記タービン発電機と連絡する順変換器と、前
記順変換器のサイリスタ点弧角の制御を行うことで前記
タービン発電機の励磁量を調整する励磁制御盤と、前記
遮断器、前記励磁変圧器、前記順変換器および前記励磁
制御盤を収容してなるパッケージと、を有するタービン
発電機設備を提供する。
【０００８】この構成によれば、パッケージの製造とタ
ービン建屋内または外側近傍での現地作業を別個に履行
することができるから、それだけ現地での工事作業に要
する時間を短縮し工程を簡素化することができる。
ービン建屋内または外側近傍での現地作業を別個に履行
することができるから、それだけ現地での工事作業に要
する時間を短縮し工程を簡素化することができる。
【０００９】さらに、前記パッケージは、前記タービン
発電機が収容されるタービン建屋の外側に設置される
か、あるいは、前記タービン発電機が収容されるタービ
ン建屋の内側でかつ前記タービン発電機の発電機側に近
接して設置されるように設定することが好適である。
発電機が収容されるタービン建屋の外側に設置される
か、あるいは、前記タービン発電機が収容されるタービ
ン建屋の内側でかつ前記タービン発電機の発電機側に近
接して設置されるように設定することが好適である。
【００１０】また、本発明では、一諸相として、タービ
ン発電機の制御を行うタービン発電機設備を構築する方
法であって、パッケージ内に、遮断器と、励磁変圧器
と、前記励磁変圧器と接続する順変換器と、前記順変換
器のサイリスタ点弧角の制御を行う励磁制御盤とを設置
してサイリスタ励磁装置を製造するパッケージ製造工程
と、このパッケージ製造工程の後に、前記サイリスタ励
磁装置を前記タービン発電機と前記順変換器とが連絡可
能となる位置に設置するパッケージ設置工程と、このパ
ッケージ設置工程の後に、前記タービン発電機と前記サ
イリスタ励磁装置との配線を行う配線工程と、を有す
る、タービン発電機設備の設置方法を提供する。
ン発電機の制御を行うタービン発電機設備を構築する方
法であって、パッケージ内に、遮断器と、励磁変圧器
と、前記励磁変圧器と接続する順変換器と、前記順変換
器のサイリスタ点弧角の制御を行う励磁制御盤とを設置
してサイリスタ励磁装置を製造するパッケージ製造工程
と、このパッケージ製造工程の後に、前記サイリスタ励
磁装置を前記タービン発電機と前記順変換器とが連絡可
能となる位置に設置するパッケージ設置工程と、このパ
ッケージ設置工程の後に、前記タービン発電機と前記サ
イリスタ励磁装置との配線を行う配線工程と、を有す
る、タービン発電機設備の設置方法を提供する。
【００１１】この構成によれば、パッケージ製造工程と
パッケージ設置工程を別個に履行することができるか
ら、それだけ現地での工事作業に要する時間を短縮し工
程を簡素化することができる。
パッケージ設置工程を別個に履行することができるか
ら、それだけ現地での工事作業に要する時間を短縮し工
程を簡素化することができる。
【００１２】さらに、好適な配線工程としては、前記タ
ービン発電機に接続する主母線と前記励磁変圧器を連絡
する工程と、前記タービン発電機と前記順変換器とを前
記遮断器を介して連絡する工程とを有するものが考えら
れる。
ービン発電機に接続する主母線と前記励磁変圧器を連絡
する工程と、前記タービン発電機と前記順変換器とを前
記遮断器を介して連絡する工程とを有するものが考えら
れる。
【００１３】さらに、前記パッケージ設置工程の前に、
前記タービン発電機に軸接続して設けられていた直流励
磁機を撤去する第１撤去工程を行うことで、直流励磁方
式からサイリスタ直接励磁方式への改造が容易に実現で
きる。この場合、前記タービン発電機と前記直流励磁機
を介在して設けられていた減速機を撤去する第２撤去工
程を加えて行うことがより好適である。
前記タービン発電機に軸接続して設けられていた直流励
磁機を撤去する第１撤去工程を行うことで、直流励磁方
式からサイリスタ直接励磁方式への改造が容易に実現で
きる。この場合、前記タービン発電機と前記直流励磁機
を介在して設けられていた減速機を撤去する第２撤去工
程を加えて行うことがより好適である。
【００１４】さらに、前記パッケージ設置工程の前に、
前記タービン発電機に軸接続して設けられていた交流励
磁機を撤去する第３撤去工程を行うことで、直流励磁方
式からサイリスタ直接励磁方式への改造が容易に実現で
きる。
前記タービン発電機に軸接続して設けられていた交流励
磁機を撤去する第３撤去工程を行うことで、直流励磁方
式からサイリスタ直接励磁方式への改造が容易に実現で
きる。
【００１５】さらに、前記パッケージ製造工程の少なく
とも一部を、前記タービン発電機設備が収容されるター
ビン建屋から離間して位置する工場で行うことで、設置
工程と完全に分離して、タービン発電機の運転状態に関
わらず設備更新に関する作業の一部を進めることができ
る。
とも一部を、前記タービン発電機設備が収容されるター
ビン建屋から離間して位置する工場で行うことで、設置
工程と完全に分離して、タービン発電機の運転状態に関
わらず設備更新に関する作業の一部を進めることができ
る。
【００１６】さらに、前記パッケージ製造工程の後かつ
前記装置設置工程の前に、前記遮断器、前記励磁変圧
器、前記順変換器、前記励磁制御盤のうちの少なくとも
２つの機器間の電気試験を行うことで、現地での試験工
程を簡素化することができる。
前記装置設置工程の前に、前記遮断器、前記励磁変圧
器、前記順変換器、前記励磁制御盤のうちの少なくとも
２つの機器間の電気試験を行うことで、現地での試験工
程を簡素化することができる。
【００１７】さらに、前記パッケージ設置工程で、前記
パッケージは、前記タービン発電機が収容されるタービ
ン建屋の外側に設置されるか、あるいは、前記パッケー
ジは、前記タービン発電機が収容されるタービン建屋の
内側でかつ前記タービン発電機の発電機側に近接して設
置されるように設定することが好適である。
パッケージは、前記タービン発電機が収容されるタービ
ン建屋の外側に設置されるか、あるいは、前記パッケー
ジは、前記タービン発電機が収容されるタービン建屋の
内側でかつ前記タービン発電機の発電機側に近接して設
置されるように設定することが好適である。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、全図面にわたり同一構成要
素には同一符号を付してある。
に基づいて説明する。なお、全図面にわたり同一構成要
素には同一符号を付してある。
【００１９】（第１の実施の形態）本発明の第１の実施
の形態を図を参照して説明する。本実施の形態は、ター
ビン発電機設備に関するものであり、直流励磁方式のタ
ービン発電機設備をサイリスタ直接励磁方式に改造する
ことを想定している。図１には本実施の形態におけるタ
ービン発電機設備をサイリスタ直接励磁方式として構築
したときの改造後の配置構成を示す略平面図である。
の形態を図を参照して説明する。本実施の形態は、ター
ビン発電機設備に関するものであり、直流励磁方式のタ
ービン発電機設備をサイリスタ直接励磁方式に改造する
ことを想定している。図１には本実施の形態におけるタ
ービン発電機設備をサイリスタ直接励磁方式として構築
したときの改造後の配置構成を示す略平面図である。
【００２０】図２はサイリスタ直接励磁方式のタービン
発電機設備の主回路構成を示す単線結線図である。ま
た、図３は、サイリスタ直接励磁方式に改造する前の直
流励磁方式のタービン発電機設備の配置構成を示す略平
面図、図４は図３に対応する設備の主回路構成を示す単
線結線図である。また、図５は本実施の形態に係るター
ビン発電機設備の設置方法の工程を示すフローチャート
である。
発電機設備の主回路構成を示す単線結線図である。ま
た、図３は、サイリスタ直接励磁方式に改造する前の直
流励磁方式のタービン発電機設備の配置構成を示す略平
面図、図４は図３に対応する設備の主回路構成を示す単
線結線図である。また、図５は本実施の形態に係るター
ビン発電機設備の設置方法の工程を示すフローチャート
である。
【００２１】まず、本実施の形態の取扱い対象であるタ
ービン発電機設備について図を参照して説明する。直流
励磁方式のタービン発電機設備は、図３，４に示すよう
に、タービン発電機１と減速機１２、減速器１２と直流
励磁機１３は、それぞれ軸２６，２７によって軸接続さ
れた構成となっている。タービン発電機１には主母線２
が接続しまた発電機のコレクタコイル（励磁回路）２３
を有する。コレクタコイル２３の周囲には固定されたコ
レクタリング２４が位置し、これらは直流遮断器６を介
在する直流母線２５によって直流励磁制御盤１４に接続
する。直流励磁制御盤１４と配線２９を介し接続する回
転子２８は、直流励磁機１３に近接して位置する。直流
励磁機１３の出力を直流励磁制御盤１４で制御し、直流
励磁機１３の出力制御は、軸２７を介して減速機１２
に、さらに軸２６とコレクタコイル２３に伝えられ、こ
れにより、タービン発電機１の励磁量が調整される。な
お、直流励磁制御盤１４は図示しない他の低圧電源系と
連絡している。
ービン発電機設備について図を参照して説明する。直流
励磁方式のタービン発電機設備は、図３，４に示すよう
に、タービン発電機１と減速機１２、減速器１２と直流
励磁機１３は、それぞれ軸２６，２７によって軸接続さ
れた構成となっている。タービン発電機１には主母線２
が接続しまた発電機のコレクタコイル（励磁回路）２３
を有する。コレクタコイル２３の周囲には固定されたコ
レクタリング２４が位置し、これらは直流遮断器６を介
在する直流母線２５によって直流励磁制御盤１４に接続
する。直流励磁制御盤１４と配線２９を介し接続する回
転子２８は、直流励磁機１３に近接して位置する。直流
励磁機１３の出力を直流励磁制御盤１４で制御し、直流
励磁機１３の出力制御は、軸２７を介して減速機１２
に、さらに軸２６とコレクタコイル２３に伝えられ、こ
れにより、タービン発電機１の励磁量が調整される。な
お、直流励磁制御盤１４は図示しない他の低圧電源系と
連絡している。
【００２２】通常、タービン発電機１の発電機側にはコ
レクタコイル２３などを含むコレクタカバー１９が配置
され、このコレクタカバー１９内のコレクタコイル２３
から連絡する直流母線（図１の符号１０）が直流遮断器
６に接続している。
レクタコイル２３などを含むコレクタカバー１９が配置
され、このコレクタカバー１９内のコレクタコイル２３
から連絡する直流母線（図１の符号１０）が直流遮断器
６に接続している。
【００２３】一方、サイリスタ直接励磁方式のタービン
発電機設備においては、図２に示すように、タービン発
電機１と、タービン発電機１が接続する主母線２より分
岐した分岐母線９を介して連絡して配置される励磁変圧
器４と、励磁変圧器４と低圧母線２１により接続した順
変換器５とを有し、順変換器５は発電機のコレクタコイ
ル２３と直流母線２２を介して接続し、直流母線２２の
中途には直流遮断器６が配置されている。また、順変換
器５には配線２０を介して励磁制御盤７が接続されてい
る。この構成により、励磁制御盤７にて配線２０を介し
て順変換器５のサイリスタ点弧角を制御し、タービン発
電機１の励磁量を直接調整することができる。
発電機設備においては、図２に示すように、タービン発
電機１と、タービン発電機１が接続する主母線２より分
岐した分岐母線９を介して連絡して配置される励磁変圧
器４と、励磁変圧器４と低圧母線２１により接続した順
変換器５とを有し、順変換器５は発電機のコレクタコイ
ル２３と直流母線２２を介して接続し、直流母線２２の
中途には直流遮断器６が配置されている。また、順変換
器５には配線２０を介して励磁制御盤７が接続されてい
る。この構成により、励磁制御盤７にて配線２０を介し
て順変換器５のサイリスタ点弧角を制御し、タービン発
電機１の励磁量を直接調整することができる。
【００２４】本実施の形態は、既設の直流励磁方式の設
備をサイリスタ直接励磁方式に改造するタービン発電機
設備の設置方法に関するものである。本実施の形態にお
いては、図１に示されているように全体として集積され
てなるサイリスタ励磁装置８を製作する（図５にステッ
プＳ１として示す）。
備をサイリスタ直接励磁方式に改造するタービン発電機
設備の設置方法に関するものである。本実施の形態にお
いては、図１に示されているように全体として集積され
てなるサイリスタ励磁装置８を製作する（図５にステッ
プＳ１として示す）。
【００２５】以下、この集積型のサイリスタ励磁装置８
がパッケージタイプとして構成される場合を説明する。
パッケージハウスＰに、励磁変圧器４、順変換器５、直
流遮断器６、励磁制御盤７、および励磁変圧器４と順変
換器５を接続する低圧母線１１等が収納されて構成され
る。これらのパッケージハウスＰ内の機器の配置、配線
は、既設のタービン発電機設備の位置する場所ではなく
て、他の場所、例えば工場において行われる。こうし
て、タービン発電機１の運転状態に関わらず他の場所に
おいて集積型のサイリスタ励磁装置８を製作する。この
集積型サイリスタ励磁装置は、主として図２の単線結線
図において１点鎖線で囲まれた機器により構成される。
なお、機器配置後の配線作業の一部を工場で、一部を工
場出荷後に装置を設置した後に行うとしてもよい。
がパッケージタイプとして構成される場合を説明する。
パッケージハウスＰに、励磁変圧器４、順変換器５、直
流遮断器６、励磁制御盤７、および励磁変圧器４と順変
換器５を接続する低圧母線１１等が収納されて構成され
る。これらのパッケージハウスＰ内の機器の配置、配線
は、既設のタービン発電機設備の位置する場所ではなく
て、他の場所、例えば工場において行われる。こうし
て、タービン発電機１の運転状態に関わらず他の場所に
おいて集積型のサイリスタ励磁装置８を製作する。この
集積型サイリスタ励磁装置は、主として図２の単線結線
図において１点鎖線で囲まれた機器により構成される。
なお、機器配置後の配線作業の一部を工場で、一部を工
場出荷後に装置を設置した後に行うとしてもよい。
【００２６】こののち、図１に示すように、予め製作し
ておいた集積型サイリスタ励磁装置８を運搬し、タービ
ン建屋１８の屋外にタービン発電機１に近接して設置す
る（Ｓ２）。
ておいた集積型サイリスタ励磁装置８を運搬し、タービ
ン建屋１８の屋外にタービン発電機１に近接して設置す
る（Ｓ２）。
【００２７】この集積型サイリスタ励磁装置８の製作
（Ｓ１）や設置（Ｓ２）に続いてあるいは並行して、既
設の直流励磁方式のタービン発電機設備の励磁装置を撤
去する。すなわち、プラントを停止させ発電機の回転を
止め（Ｓ３）、その後、図４に示した既設の直流励磁機
１３、減速機１２、直流励磁制御盤１４等を撤去する
（Ｓ４）。
（Ｓ１）や設置（Ｓ２）に続いてあるいは並行して、既
設の直流励磁方式のタービン発電機設備の励磁装置を撤
去する。すなわち、プラントを停止させ発電機の回転を
止め（Ｓ３）、その後、図４に示した既設の直流励磁機
１３、減速機１２、直流励磁制御盤１４等を撤去する
（Ｓ４）。
【００２８】この撤去（Ｓ４）が終わると、集積型サイ
リスタ励磁装置８の配線作業を行う（Ｓ６）。すなわ
ち、主母線２から分岐母線９を引き出して励磁変圧器４
に接続し、また、直流遮断器６とタービン発電機設備１
間を直流母線１０で接続する。直流母線１０の接続は、
図２に示すタービン発電機設備１のコレクタコイル２３
に接続するコレクタリング２４に、図示しないブラシを
介して母線２２により直流遮断器６を連絡することで行
われる。
リスタ励磁装置８の配線作業を行う（Ｓ６）。すなわ
ち、主母線２から分岐母線９を引き出して励磁変圧器４
に接続し、また、直流遮断器６とタービン発電機設備１
間を直流母線１０で接続する。直流母線１０の接続は、
図２に示すタービン発電機設備１のコレクタコイル２３
に接続するコレクタリング２４に、図示しないブラシを
介して母線２２により直流遮断器６を連絡することで行
われる。
【００２９】図６は、本実施の形態にかかるタービン発
電機設備の設置方法と対比的に説明される比較例に関す
る、改造後のサイリスタ直接励磁方式のタービン発電機
設備の配置構成を示すものである。ここには、新設のプ
ラントに導入されるサイリスタ直接励磁方式の設備の一
例を示している。なお、タービン発電機１は、タービン
発電機設備の配置されるフロアレベルと異なる高さ位置
に設けられることをも想定して、ここでは図示を省略
し、タービン発電機１と連絡する主母線２のみを示して
いる。
電機設備の設置方法と対比的に説明される比較例に関す
る、改造後のサイリスタ直接励磁方式のタービン発電機
設備の配置構成を示すものである。ここには、新設のプ
ラントに導入されるサイリスタ直接励磁方式の設備の一
例を示している。なお、タービン発電機１は、タービン
発電機設備の配置されるフロアレベルと異なる高さ位置
に設けられることをも想定して、ここでは図示を省略
し、タービン発電機１と連絡する主母線２のみを示して
いる。
【００３０】仮に、図４に示した直流励磁方式の設備配
置からこのような図６に示したサイリスタ直接励磁方式
への改造を考慮した場合、減速機１２、直流励磁機１３
等を撤去した後に、励磁変圧器４、順変換器５、直流遮
断器６および励磁制御盤７についても、それぞれ更新
し、個々に、例えばタービン発電機の基礎台周りに、基
礎を設けて設置することとなる。この場合、各機器・盤
の撤去および設置は、タービン発電機設備１を停止した
状態とした後に、それぞれ別個に行う必要があり、改造
工事全体に要する時間がいきおい長くならざるを得な
い。
置からこのような図６に示したサイリスタ直接励磁方式
への改造を考慮した場合、減速機１２、直流励磁機１３
等を撤去した後に、励磁変圧器４、順変換器５、直流遮
断器６および励磁制御盤７についても、それぞれ更新
し、個々に、例えばタービン発電機の基礎台周りに、基
礎を設けて設置することとなる。この場合、各機器・盤
の撤去および設置は、タービン発電機設備１を停止した
状態とした後に、それぞれ別個に行う必要があり、改造
工事全体に要する時間がいきおい長くならざるを得な
い。
【００３１】他方、本実施の形態においては、集約型サ
イリスタ励磁装置８を予め製造しタービン建屋１８の屋
外の変圧器収容施設３（変圧器建屋またはヤード）の近
傍に設置することで、例えばプラント運転中に基礎工事
を含めた事前準備を行うことができ、またサイリスタ励
磁装置８の収納機器である励磁変圧器４、順変換器５、
直流遮断器６、励磁制御盤７および低圧母線１１等を工
場で製作し、サイリスタ励磁装置８に組込んだ状態で現
地出荷状態としておくことも可能となるので、品質の高
い励磁装置を供給することができる。
イリスタ励磁装置８を予め製造しタービン建屋１８の屋
外の変圧器収容施設３（変圧器建屋またはヤード）の近
傍に設置することで、例えばプラント運転中に基礎工事
を含めた事前準備を行うことができ、またサイリスタ励
磁装置８の収納機器である励磁変圧器４、順変換器５、
直流遮断器６、励磁制御盤７および低圧母線１１等を工
場で製作し、サイリスタ励磁装置８に組込んだ状態で現
地出荷状態としておくことも可能となるので、品質の高
い励磁装置を供給することができる。
【００３２】また本実施の形態によれば、工場におい
て、サイリスタ励磁装置８に各機器を組み込んだのち、
各機器間の電流試験などを含む調整試験を行うこともで
きる。この場合、プラントを停止してプラント内で行わ
れる作業としては、主として、サイリスタ励磁装置８と
タービン発電機１間のケーブル作業のみとなるから、プ
ラント停止後の作業時間、工程を大幅に短縮、簡素化
し、もってプラントの稼働率を向上させることができ
る。
て、サイリスタ励磁装置８に各機器を組み込んだのち、
各機器間の電流試験などを含む調整試験を行うこともで
きる。この場合、プラントを停止してプラント内で行わ
れる作業としては、主として、サイリスタ励磁装置８と
タービン発電機１間のケーブル作業のみとなるから、プ
ラント停止後の作業時間、工程を大幅に短縮、簡素化
し、もってプラントの稼働率を向上させることができ
る。
【００３３】また、タービン建屋外にサイリスタ励磁装
置８を設置することで、タービン建屋内の特にオペレー
ティングフロアにおいてなされる他の作業と励磁装置の
設置とが干渉することが少なく、プラント全体での作業
性が向上する。
置８を設置することで、タービン建屋内の特にオペレー
ティングフロアにおいてなされる他の作業と励磁装置の
設置とが干渉することが少なく、プラント全体での作業
性が向上する。
【００３４】（第２の実施の形態）上述の第１の実施の
形態では既設の直流励磁方式のタービン発電機設備をサ
イリスタ直接励磁方式に更新する場合を示したが、以
下、本発明の第２の実施の形態として、既設設備が交流
励磁方式である場合に、これをサイリスタ直接励磁方式
に更新する場合を説明する。
形態では既設の直流励磁方式のタービン発電機設備をサ
イリスタ直接励磁方式に更新する場合を示したが、以
下、本発明の第２の実施の形態として、既設設備が交流
励磁方式である場合に、これをサイリスタ直接励磁方式
に更新する場合を説明する。
【００３５】まず、交流励磁方式のタービン発電機設備
について説明する。図７はサイリスタ直接励磁方式に改
造する前の交流励磁方式のタービン発電機設備の配置構
成を示す単線結線図、図８は図７に対応する設備の主回
路構成を示す単線結線図である。
について説明する。図７はサイリスタ直接励磁方式に改
造する前の交流励磁方式のタービン発電機設備の配置構
成を示す単線結線図、図８は図７に対応する設備の主回
路構成を示す単線結線図である。
【００３６】交流励磁方式のタービン発電機設備におい
ては、タービン発電機１と交流励磁機１５は軸３１によ
り軸接続されている。タービン発電機１には主母線２が
接続しまた発電機のコレクタコイル（励磁回路）２３を
有する。コレクタコイル２３の周囲には固定されたコレ
クタリング２４が位置し、これらは整流器１６を介在す
る交流母線３０によって交流励磁機１５に接続する。交
流励磁制御盤１７と配線３３を介し接続する回転子３２
は、交流励磁機１５に近接して位置する。交流励磁機１
５の出力を整流器１６で整流すると共に、交流励磁制御
盤１７で制御し、交流励磁機１５の出力制御は、軸３１
とコレクタコイル２３に伝えられ、これによりタービン
発電機１の励磁量が調整される。
ては、タービン発電機１と交流励磁機１５は軸３１によ
り軸接続されている。タービン発電機１には主母線２が
接続しまた発電機のコレクタコイル（励磁回路）２３を
有する。コレクタコイル２３の周囲には固定されたコレ
クタリング２４が位置し、これらは整流器１６を介在す
る交流母線３０によって交流励磁機１５に接続する。交
流励磁制御盤１７と配線３３を介し接続する回転子３２
は、交流励磁機１５に近接して位置する。交流励磁機１
５の出力を整流器１６で整流すると共に、交流励磁制御
盤１７で制御し、交流励磁機１５の出力制御は、軸３１
とコレクタコイル２３に伝えられ、これによりタービン
発電機１の励磁量が調整される。
【００３７】通常、タービン発電機１の発電機側にはコ
レクタコイル２３などを含むコレクタカバー１９が配置
され、このコレクタカバー１９内のコレクタコイル２３
から連絡する交流母線（図１の符号１０）が整流器１６
に接続している。
レクタコイル２３などを含むコレクタカバー１９が配置
され、このコレクタカバー１９内のコレクタコイル２３
から連絡する交流母線（図１の符号１０）が整流器１６
に接続している。
【００３８】本実施の形態においても、第１の実施の形
態と同様に、集積型のサイリスタ励磁装置８を予め製造
しておく（図５のＳ１）。こののち、図１に示すよう
に、集積型サイリスタ励磁装置８を運搬し、タービン建
屋１８の屋外にタービン発電機１に近接して設置する
（Ｓ２）。
態と同様に、集積型のサイリスタ励磁装置８を予め製造
しておく（図５のＳ１）。こののち、図１に示すよう
に、集積型サイリスタ励磁装置８を運搬し、タービン建
屋１８の屋外にタービン発電機１に近接して設置する
（Ｓ２）。
【００３９】この集積型サイリスタ励磁装置８の製作
（Ｓ１）や設置（Ｓ２）に続いてあるいは並行して、既
設の交流励磁方式のタービン発電機設備の励磁装置を撤
去する。すなわち、プラントを停止させ発電機の回転を
止め（Ｓ３）、その後、図８に示した既設の交流励磁機
１５、交流励磁制御盤１７等を撤去する（Ｓ５）。この
撤去（Ｓ５）が終わると、第１の実施の形態と同様に、
分岐母線９、直流母線１０について、集積型サイリスタ
励磁装置８の配線作業を行う（Ｓ６）。
（Ｓ１）や設置（Ｓ２）に続いてあるいは並行して、既
設の交流励磁方式のタービン発電機設備の励磁装置を撤
去する。すなわち、プラントを停止させ発電機の回転を
止め（Ｓ３）、その後、図８に示した既設の交流励磁機
１５、交流励磁制御盤１７等を撤去する（Ｓ５）。この
撤去（Ｓ５）が終わると、第１の実施の形態と同様に、
分岐母線９、直流母線１０について、集積型サイリスタ
励磁装置８の配線作業を行う（Ｓ６）。
【００４０】本実施の形態によれば、既設設備が交流励
磁方式のタービン発電機設備である場合でも、第１の実
施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
磁方式のタービン発電機設備である場合でも、第１の実
施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４１】本実施の形態では、第１の実施の形態と比
較してプラント全体での作業性が若干低下することが考
えられるが、他方、直流遮断器６と連絡して設けられる
直流母線１０を比較的短くし、母線の引き回しとそのサ
ポートに要する部材量を少なくしその設置作業を簡素化
することができる。
較してプラント全体での作業性が若干低下することが考
えられるが、他方、直流遮断器６と連絡して設けられる
直流母線１０を比較的短くし、母線の引き回しとそのサ
ポートに要する部材量を少なくしその設置作業を簡素化
することができる。
【００４２】（第３の実施の形態）本発明の第３の実施
の形態について説明する。本実施の形態は、上述の第１
の実施の形態または第２の実施の形態において、タービ
ン発電機設備をサイリスタ直接励磁方式に改造するとき
に、上述した同様の構成からなる集積型サイリスタ励磁
装置８を予め製作しておき、プラント停止後に、図４に
示した既設の直流励磁機１３と減速機１２等の直流励磁
方式の設備、あるいは図８に示した既設の交流励磁機１
５と整流器１６等の交流励磁方式の設備を撤去したあ
と、撤去前にこれら設備が位置していたタービン発電機
１内位置あるいはその近傍に設置するものである。すな
わち、図５に示したステップＳ６において、集積型サイ
リスタ励磁装置８をタービン建屋内でかつ発電機側に近
接して配置する。この装置の配置位置としては、タービ
ン建屋の屋内として例えばタービン建屋１８のオペレー
ティングフロア内が考えられる。
の形態について説明する。本実施の形態は、上述の第１
の実施の形態または第２の実施の形態において、タービ
ン発電機設備をサイリスタ直接励磁方式に改造するとき
に、上述した同様の構成からなる集積型サイリスタ励磁
装置８を予め製作しておき、プラント停止後に、図４に
示した既設の直流励磁機１３と減速機１２等の直流励磁
方式の設備、あるいは図８に示した既設の交流励磁機１
５と整流器１６等の交流励磁方式の設備を撤去したあ
と、撤去前にこれら設備が位置していたタービン発電機
１内位置あるいはその近傍に設置するものである。すな
わち、図５に示したステップＳ６において、集積型サイ
リスタ励磁装置８をタービン建屋内でかつ発電機側に近
接して配置する。この装置の配置位置としては、タービ
ン建屋の屋内として例えばタービン建屋１８のオペレー
ティングフロア内が考えられる。
【００４３】その後、タービン建屋１８の屋内におい
て、主母線２から分岐母線９の引出し、励磁変圧器４へ
の分岐母線９の接続、および直流遮断器６とタービン発
電機１間の直流母線１０の接続作業を行う。
て、主母線２から分岐母線９の引出し、励磁変圧器４へ
の分岐母線９の接続、および直流遮断器６とタービン発
電機１間の直流母線１０の接続作業を行う。
【００４４】本実施の形態においては、上述した実施の
形態とほぼ同様の作用効果がられるとともに、これらと
比較して、タービン発電機１や主母線２と分岐母線９や
直流母線１０の接続を屋内でより簡単に行うことができ
る。
形態とほぼ同様の作用効果がられるとともに、これらと
比較して、タービン発電機１や主母線２と分岐母線９や
直流母線１０の接続を屋内でより簡単に行うことができ
る。
【００４５】また、タービン発電機１の分解時には、天
井クレーン等を使いパッケージごと移動することができ
るので、定期点検作業等を簡素化することができる。
井クレーン等を使いパッケージごと移動することができ
るので、定期点検作業等を簡素化することができる。
【００４６】なお、上述した実施の形態においては、集
積型のサイリスタ直接励磁方式の設備としてパッケージ
ハウスに機器を収納した場合を例示して説明したが、例
えば、励磁変圧器４、順変換器５、直流遮断器６および
励磁制御盤７としてそれぞれ屋外型対応の機器を適用し
た場合には、パッケージハウスに収容して集積設備とす
る必要はなく、パッケージとして、例えば共通の土台
（コモンベース）上に機器を集積させて設置し、その土
台ごと移動させ設置することも可能である。
積型のサイリスタ直接励磁方式の設備としてパッケージ
ハウスに機器を収納した場合を例示して説明したが、例
えば、励磁変圧器４、順変換器５、直流遮断器６および
励磁制御盤７としてそれぞれ屋外型対応の機器を適用し
た場合には、パッケージハウスに収容して集積設備とす
る必要はなく、パッケージとして、例えば共通の土台
（コモンベース）上に機器を集積させて設置し、その土
台ごと移動させ設置することも可能である。
【００４７】また、上述した実施の形態においては、集
積型のサイリスタ直接励磁方式の設備は１つのパッケー
ジを構成するものとして説明してきたが、パッケージの
移動、設置に要するクレーン等の機器の許容積載量など
を考慮して、励磁変圧器４，順変換器５，直流遮断器６
および励磁制御盤７からなる機器を２組に分割して各組
毎にパッケージを構成し、それぞれ移動し設置するよう
にしてもよい。
積型のサイリスタ直接励磁方式の設備は１つのパッケー
ジを構成するものとして説明してきたが、パッケージの
移動、設置に要するクレーン等の機器の許容積載量など
を考慮して、励磁変圧器４，順変換器５，直流遮断器６
および励磁制御盤７からなる機器を２組に分割して各組
毎にパッケージを構成し、それぞれ移動し設置するよう
にしてもよい。
【００４８】あるいは、上述した実施の形態において
は、既設の直流励磁方式または交流励磁方式の設備を撤
去する工程を含み、既設の設備をサイリスタ直接励磁方
式に更新、改造する場合を説明してきたが、既設ではな
くサイリスタ直接励磁方式を新設のプラントに導入する
場合にも適用可能である。この場合、既設設備を撤去す
る工程は不要である。この場合においても、現地作業量
の低減など所定の効果を奏することが可能である。
は、既設の直流励磁方式または交流励磁方式の設備を撤
去する工程を含み、既設の設備をサイリスタ直接励磁方
式に更新、改造する場合を説明してきたが、既設ではな
くサイリスタ直接励磁方式を新設のプラントに導入する
場合にも適用可能である。この場合、既設設備を撤去す
る工程は不要である。この場合においても、現地作業量
の低減など所定の効果を奏することが可能である。
【００４９】
【発明の効果】本発明によれば、短い工事期間で、サイ
リスタ直接励磁方式のタービン発電機設備を構築でき、
あるいは既設の直流励磁方式あるいは交流励磁方式から
サイリスタ直接励磁方式への更新を実現でき、もって機
器や盤の追加設置を容易に行うことのできるタービン発
電機設備およびその設置方法を提供することができる。
リスタ直接励磁方式のタービン発電機設備を構築でき、
あるいは既設の直流励磁方式あるいは交流励磁方式から
サイリスタ直接励磁方式への更新を実現でき、もって機
器や盤の追加設置を容易に行うことのできるタービン発
電機設備およびその設置方法を提供することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる改造後のサ
イリスタ直接励磁方式のタービン発電機設備の配置構成
を示す平面図。
イリスタ直接励磁方式のタービン発電機設備の配置構成
を示す平面図。
【図２】図１に示したサイリスタ直接励磁方式のタービ
ン発電機設備の主回路構成を示す単線結線図。
ン発電機設備の主回路構成を示す単線結線図。
【図３】本発明の第１の実施の形態にかかる改造前の直
流励磁方式のタービン発電機設備の配置構成を示す平面
図。
流励磁方式のタービン発電機設備の配置構成を示す平面
図。
【図４】図３に示した直流励磁方式のタービン発電機設
備の主回路構成を示す単線結線図。
備の主回路構成を示す単線結線図。
【図５】本発明の第１および第２の実施の形態にかかる
タービン発電機設備の設置方法の工程を示すフローチャ
ート。
タービン発電機設備の設置方法の工程を示すフローチャ
ート。
【図６】本発明の第１の実施の形態に対応する比較例と
して説明したサイリスタ直接励磁方式のタービン発電機
設備の配置構成を示す平面図。
して説明したサイリスタ直接励磁方式のタービン発電機
設備の配置構成を示す平面図。
【図７】本発明の第２の実施の形態にかかる改造前の交
流励磁方式のタービン発電機設備の配置構成を示す平面
図。
流励磁方式のタービン発電機設備の配置構成を示す平面
図。
【図８】図７に示した交流励磁方式のタービン発電機設
備の主回路構成を示す単線結線図。
備の主回路構成を示す単線結線図。
【図９】本発明の第３の実施の形態にかかる改造後のサ
イリスタ直接励磁方式のタービン発電機設備の配置構成
を示す平面図。
イリスタ直接励磁方式のタービン発電機設備の配置構成
を示す平面図。
１…タービン発電機、２…主母線、３…変圧器収容施設
（変圧器建屋またはヤード）、４…励磁変圧器、５…順
変換器、６…直流遮断器、７…励磁制御盤、８…サイリ
スタ励磁装置、９…分岐母線、１０…直流母線、１１…
低圧母線、１２…減速機、１３…直流励磁機、１４…直
流励磁制御盤、１５…交流励磁機、１６…整流器、１７
…交流励磁制御盤、１８…タービン建屋、１９…コレク
タカバー、２２，２５…直流母線、２３…コレクタコイ
ル、２４…コレクタリング、２６，２７，３１…軸、２
０，２９，３３…配線、３０…交流母線、３２…回転
子。
（変圧器建屋またはヤード）、４…励磁変圧器、５…順
変換器、６…直流遮断器、７…励磁制御盤、８…サイリ
スタ励磁装置、９…分岐母線、１０…直流母線、１１…
低圧母線、１２…減速機、１３…直流励磁機、１４…直
流励磁制御盤、１５…交流励磁機、１６…整流器、１７
…交流励磁制御盤、１８…タービン建屋、１９…コレク
タカバー、２２，２５…直流母線、２３…コレクタコイ
ル、２４…コレクタリング、２６，２７，３１…軸、２
０，２９，３３…配線、３０…交流母線、３２…回転
子。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5H590 AA08 AA09 CE02 DD23 DD24
FA06 FB05 FC15 GA06
5H619 AA05 BB02 PP38
Claims (12)
- 【請求項１】 タービン発電機の制御を行うタービン発
電機設備であって、遮断器と、前記タービン発電機に接
続する主母線に連絡して設けられる励磁変圧器と、前記
励磁変圧器と接続し、かつ前記遮断器を介して前記ター
ビン発電機と連絡する順変換器と、前記順変換器のサイ
リスタ点弧角の制御を行うことで前記タービン発電機の
励磁量を調整する励磁制御盤と、前記遮断器、前記励磁
変圧器、前記順変換器および前記励磁制御盤を収容して
なるパッケージと、を有するタービン発電機設備。 - 【請求項２】 前記パッケージは、前記タービン発電機
が収容されるタービン建屋の外側に設置されることを特
徴とする請求項１記載のタービン発電機設備。 - 【請求項３】 前記パッケージは、前記タービン発電機
が収容されるタービン建屋の内側でかつ前記タービン発
電機の発電機側に近接して設置されることを特徴とする
請求項１記載のタービン発電機設備。 - 【請求項４】 タービン発電機の制御を行うタービン発
電機設備を構築する方法であって、 パッケージ内に、遮断器と、励磁変圧器と、前記励磁変
圧器と接続する順変換器と、前記順変換器のサイリスタ
点弧角の制御を行う励磁制御盤とを設置してサイリスタ
励磁装置を製造するパッケージ製造工程と、 このパッケージ製造工程の後に、前記サイリスタ励磁装
置を前記タービン発電機と前記順変換器とが連絡可能と
なる位置に設置するパッケージ設置工程と、 このパッケージ設置工程の後に、前記タービン発電機と
前記サイリスタ励磁装置との配線を行う配線工程と、 を有する、タービン発電機設備の設置方法。 - 【請求項５】 前記配線工程は、前記タービン発電機に
接続する主母線と前記励磁変圧器を連絡する工程と、前
記タービン発電機と前記順変換器とを前記遮断器を介し
て連絡する工程とを有する、請求項４記載のタービン発
電機設備の設置方法。 - 【請求項６】 前記パッケージ設置工程の前に、前記タ
ービン発電機に軸接続して設けられていた直流励磁機を
撤去する第１撤去工程を有する、請求項４または５記載
のタービン発電機の設置方法。 - 【請求項７】 前記パッケージ設置工程の前に、前記タ
ービン発電機と前記直流励磁機を介在して設けられてい
た減速機を撤去する第２撤去工程を有する、請求項６記
載のタービン発電機の設置方法。 - 【請求項８】 前記パッケージ設置工程の前に、前記タ
ービン発電機に軸接続して設けられていた交流励磁機を
撤去する第３撤去工程を有する、請求項４または５記載
のタービン発電機の設置方法。 - 【請求項９】 前記パッケージ製造工程の少なくとも一
部は、前記タービン発電機設備が収容されるタービン建
屋から離間して位置する工場で行われる、請求項４ない
し８のいずれか記載のタービン発電機設備の設置方法。 - 【請求項１０】 前記パッケージ製造工程の後かつ前記
装置設置工程の前に、前記遮断器、前記励磁変圧器、前
記順変換器、前記励磁制御盤のうちの少なくとも２つの
機器間の電気試験を行う試験工程を有する、請求項４な
いし９のいずれか記載のタービン発電機設備の設置方
法。 - 【請求項１１】 前記パッケージ設置工程で、前記パッ
ケージは、前記タービン発電機が収容されるタービン建
屋の外側に設置されることを特徴とする請求項４ないし
１０のいずれか記載のタービン発電機設備の設置方法。 - 【請求項１２】 前記パッケージ設置工程で、前記パッ
ケージは、前記タービン発電機が収容されるタービン建
屋の内側でかつ前記タービン発電機の発電機側に近接し
て設置されていることを特徴とする請求項４ないし１０
のいずれか記載のタービン発電機設備。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002198146A JP2003116253A (ja) | 2001-07-19 | 2002-07-08 | タービン発電機設備およびその設置方法 |
| US10/198,747 US7256511B2 (en) | 2001-07-19 | 2002-07-19 | Turbine-generator equipment and installation method thereof |
| US11/878,770 US7569946B2 (en) | 2001-07-19 | 2007-07-26 | Turbine-generator equipment and installation method thereof |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-219234 | 2001-07-19 | ||
| JP2001219234 | 2001-07-19 | ||
| JP2002198146A JP2003116253A (ja) | 2001-07-19 | 2002-07-08 | タービン発電機設備およびその設置方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|
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| JP2008190526A (ja) * | 2007-01-31 | 2008-08-21 | Hispano Suiza | ガスタービン始動機／発電機用の分散構造体 |
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|---|---|---|---|---|
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