JP2003134897A - 発電装置の並列運転装置とその並列運転方法 - Google Patents

発電装置の並列運転装置とその並列運転方法

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JP2003134897A
JP2003134897A JP2001323247A JP2001323247A JP2003134897A JP 2003134897 A JP2003134897 A JP 2003134897A JP 2001323247 A JP2001323247 A JP 2001323247A JP 2001323247 A JP2001323247 A JP 2001323247A JP 2003134897 A JP2003134897 A JP 2003134897A
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synchronous
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Riyouma Nagura
良馬 名倉
Yasuhiro Mizuta
泰寛 水田
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Nishishiba Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】2台の発電機を並列運転した場合の発電設備全
体の振動を小さくすることができる発電装置の並列運転
装置を提供する。 【解決手段】2台の発電機を並列運転する発電設備にお
いて、予め選択した発電機の磁極で常に同期投入を行う
ことにより、発電設備全体の振動量を小さくし、発電設
備据付における振動対策の規模を小さくすることを可能
にする同期投入装置であるので、2台の発電機の並列運
転を行う発電設備において、予め選択した同期発電機の
極での同期投入が可能となり、なお且つ選択する極を発
電設備の並列運転中の振動が最も小さくなる極とするこ
とで常に振動の少ない並列運転を可能とし、発電設備の
振動対策を従来よりも小規模で済ますことが可能とな
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、発電装置の並列運
転装置とその並列運転方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は従来の2台の発電装置を並列運転
する発電設備の並列運転装置の構成図である。同図にお
いて、1a,1bは往復動内燃機関、2a,2bは調速
機、3a,3bは同期発電機、4a,4bは自動電圧調
整器、5a,5bは電源、6a,6b,9a,9bは計
器用変圧器、7,13は遮断器、8は自動同期投入装置
である。
【0003】一方の同期発電機3aは、調速機2aによ
って速度制御される往復動内燃機関1aの駆動軸に直結
されて駆動され、また自動電圧調整器4aの励磁電力制
御によって出力電圧が制御される。自動電圧調整器4a
は電源5aから電力を供給され、計器用変圧器6aを介
して検出した同期発電機3aの出力電圧が電圧指令と一
致するように励磁電力を操作する。
【0004】他方の同期発電機3bは、調速機2bによ
って速度制御される往復動内燃機関1bの駆動軸に直結
されて駆動され、また自動電圧調整器4bの励磁電力制
御によって出力電圧が制御される。自動電圧調整器4b
は電源5bから電力を供給され、計器用変圧器6bを介
して検出した同期発電機3bの出力電圧が電圧指令と一
致するように励磁電力を操作する。
【0005】また、遮断器7は入切の操作指令に応じて
開閉する。自動同期投入装置8は、同期投入開始指令が
与えられると同期発電機3aの出力電圧を計器用変圧器
9aを介して検出し、また同期発電機3bの出力電圧を
計器用変圧器9bを介して検出し、一方の調速機2bへ
速度増減指令を発して2台の発電機の周波数と位相を一
致させ、両発電機電圧の大きさが異なる場合は自動電圧
調整器4bへ電圧増減指令を与えることで電圧の大きさ
を一致させ、同期発電機3aと3bの電圧の大きさ、周
波数、位相が一致した時点で遮断機7へ入の操作指令を
出力する。以上のような装置構成により2台の発電装置
の発電装置を同期投入し、並列運転を行う。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図5に示した発電設備
で並列運転を行う場合、自動同期投入装置8は2台の発
電装置の電圧の大きさ、周波数、位相しか一致させな
い。そのため、同期投入した時点での2台の往復動内燃
機関の挙動はそれぞれ任意である。同期投入した時点で
の2台の往復動内燃機関がどちらも燃焼工程のような振
動が最大となっている状態にある場合、並列運転中の発
電設備全体の振動は最大となる。発電設備は常にこのよ
うな最大振動に備えて据え付けせねばならず、その他の
振動の少ない状態で同期投入する場合が多くても、予め
過剰な振動対策を施しておかなければならない。
【0007】本発明(請求項1及び請求項2対応)は、
上記事情に対処するためになされたもので、その課題
は、2台の発電機を並列運転した場合の発電設備全体の
振動を小さくすることができる発電装置の並列運転装置
とその並列運転方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明の請求項1記載の発電装置の並列運転装置
は、調速機を備えた往復動内燃機関の駆動軸に直結され
た同期発電機と、該同期発電機の出力電圧が一定となる
ように励磁電力を供給する自動電圧調整器から成る同じ
構成の2組の発電装置と、前記2組の発電装置の接続を
入切する遮断器とから成る発電設備の並列運転装置にお
いて、同期投入開始指令信号によって動作を開始し、一
方の発電装置の調速機及び自動電圧調整器にそれぞれ速
度増減指令信号、電圧増減指令信号を出力することで2
台の発電機の電圧の大きさ、周波数、位相を一致させ、
一致した時点で投入指令信号を出力する自動同期投入装
置と、1台目の発電機の駆動軸上に付けられた発電機の
磁極の任意の一つの極の位置を示す第1の目印と、2台
目の発電機の駆動軸上に付けられた発電機の磁極の任意
の一つの極の位置を示す第2の目印と、第1の目印を検
出した場合に真の信号を出力する第1の位置検出器と、
第2の目印を検出した場合に真の信号を出力する第2の
位置検出器と、外部からの並列運転開始指令信号及び第
1の位置検出器の出力信号及び第2の位置検出器の出力
信号及び自動同期投入装置からの投入指令信号に基づい
て前記遮断器の操作信号または自動同期投入装置の同期
投入開始指令信号を出力する制御装置とから構成された
ことを特徴とする。
【0009】本発明の請求項2記載の発電装置の並列運
転方法は、請求項1記載の発電装置の並列運転装置にお
いて、第2の目印の磁極として、第1の目印の磁極と同
じ極性であり、なお且つ2台の発電機を同期投入した場
合に両発電機の総振動量が最も小さくなるような磁極を
選択し、制御装置が外部からの並列運転開始指令信号を
監視し、該信号が真であれば自動同期投入装置に同期投
入開始信号を出力し、その後自動同期投入装置からの投
入指令信号が真でありなお且つ第1の位置検出器からの
信号と第2の位置検出器からの信号がどちらも真である
場合に遮断器へ入りの操作信号を出力し、偽である場合
は再び自動同期投入装置へ同期投入開始信号を出力する
ことで2台の発電機の同期投入を行うことを特徴とす
る。
【0010】請求項1及び請求項2記載の発明による
と、2台の発電機の並列運転を行う発電設備において、
予め選択した同期発電機の極での同期投入が可能とな
り、なお且つ選択する極を発電設備の並列運転中の振動
が最も小さくなる極とすることで常に振動の少ない並列
運転を可能とし、発電設備の振動対策を従来よりも小規
模で済ますことが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図を参
照して説明する。図1は本発明の第一実施形態(請求項
1対応)の発電装置の並列運転装置の構成図である。
【0012】図1において、1a,1bは往復動内燃機
関、2a,2bは調速機、3a,3bは同期発電機、4
a,4bは自動電圧調整器、5a,5bは電源、6a,
6b,9a,9bは計器用変圧器、7,13は遮断器、
8は自動同期投入装置、10aは1台目の発電機3aの
駆動軸上に付けられた第1の目印、10bは2台目の発
電機3bの駆動軸上に付けられた第2の目印、11aは
第1の目印10aを検出する第1の位置検出器、11b
は第2の目印10bを検出する第2の位置検出器、12
は制御装置である。
【0013】次に、本実施形態の主要な構成機器の作用
について説明する。同期発電機3aは、調速機2aによ
って速度制御される往復動内燃機関1aの駆動軸に直結
されて駆動され、また自動電圧調整器4aの励磁電力制
御によって出力電圧が制御される。自動電圧調整器4a
は電源5aから電力を供給され、計器用変圧器6aを介
して検出した同期発電機3aの出力電圧が電圧指令と一
致するよう励磁電力を操作する。同期発電機3bは、調
速機2bによって速度制御される往復動内燃機関1bの
駆動軸に直結されて駆動され、また自動電圧調整器4b
の励磁電力制御によって出力電圧が制御される。自動電
圧調整器4bは電源5bから電力を供給され、計器用変
圧器6bを介して検出した同期発電機3bの出力電圧が
電圧指令と一致するよう励磁電力を操作する。遮断器7
は入切の操作指令に応じて開閉する。
【0014】自動同期投入装置8は、同期投入開始指令
が与えられると同期発電機3a,3bの出力電圧を計器
用変圧器9a,9bを介して検出し、調速機2bへ速度
増減指令を発して2台の発電機の周波数と位相を一致さ
せ、両発電機電圧の大きさが異なる場合は自動電圧調整
器4bへ電圧増減指令を与えることで電圧の大きさを一
致させ、同期発電機3a,3bの電圧の大きさ、周波
数、位相が一致した時点で遮断器7へ入の操作指令を出
力する。
【0015】第1の目印10aは、例えば、光を反射す
るシール状のテープで、1台目の発電機3aの磁極の任
意の一つの極の位置を示す。第2の目印10bは、例え
ば、光を反射するシール状のテープで、2台目の発電機
3bの磁極の任意の一つの極の位置を示す。第1の位置
検出器11aは、例えば、光を発電機3aの駆動軸に当
て、第1の目印11aで反射した光を検出した場合に真
の信号を出力する。第2の位置検出器11bは、例え
ば、光を発電機3bの駆動軸に当て、第2の目印11b
で反射した光を検出した場合に真の信号を出力する。
【0016】制御装置12は、例えば、マイクロコンピ
ュータとそれで実行させるソフトウェアで構成され、外
部からの並列運転開始指令信号及び第1の位置検出器1
1aの出力信号及び第2の位置検出器11bの出力信号
及び自動同期投入装置8からの投入指令信号に基づいて
遮断器7の操作信号または自動同期投入装置8の同期投
入開始指令信号を出力する。
【0017】図2、図3及び図4は図1の発電装置の並
列運転装置による発電装置の並列運転方法(請求項2対
応)を説明するための図である。図2は発電機3aの駆
動軸の断面と同軸に付けられた第1の目印10aを示
す。第1の目印10aは1台目の同期発電機3aの任意
の一つの極を示す位置に付けられる。図3は2台目の発
電機3bの駆動軸の断面と同軸に付けられた第2の目印
10bを示す。第2の目印10bは、第1の目印10a
の示す磁極と同じ極性であり、なお且つそれらの極にお
いて2台の発電装置を同期投入した場合に両発電装置の
総振動量が最も小さくなるような極を示す位置に付けら
れる。ここで総振動量の最も小さくなる極は、例えば、
(2×n)極の同期発電機であれば、2台目の発電機3
bのn個の同極性の各磁極で同期投入した場合の発電設
備の総振動量を事前に振動計で測定し、測定結果から予
め最も振動が小さくなる極を選択しておく。
【0018】図4は、図1の発電装置の並列運転装置の
制御装置の作用を示すフローチャートである。図4に示
すように、マイクロコンピュータは外部からの並列運転
開始指令信号を監視し、該信号が真であれば自動同期投
入装置8に同期投入開始信号を出力し、その後自動同期
投入装置8からの投入指令信号が真であり、なお且つ第
1の位置検出器11aからの信号Aと第2の位置検出器
11bからの信号Bがどちらも真である場合に、遮断器
7へ入りの操作信号を出力し、偽である場合は再び自動
同期投入装置8へ同期投入開始信号を出力する。
【0019】以上のような同期投入方法を用いることに
より、2台目の同期発電機3bの同期投入可能な極の中
から最も並列運転中の発電設備の総振動量が小さい極で
同期投入することが可能となり、従来よりも振動対策が
少なくて済む発電設備が実現可能となる。なお、3台以
上の発電機を同期投入する場合も同様の並列運転方法を
行うことにより、発電設備全体の総振動量を抑制するこ
とが可能である。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明(請求項1
及び請求項2対応)によれば、2台の発電機の並列運転
を行う発電設備において、予め選択した同期発電機の極
での同期投入が可能となり、なお且つ選択する極を発電
設備の並列運転中の振動が最も小さくなる極とすること
で常に振動の少ない並列運転を可能とし、発電設備の振
動対策を従来よりも小規模で済ますことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の発電装置の並列運転装置
の構成図。
【図2】図1における1台目の同期発電機の第1の目印
を示す図。
【図3】図1における2台目の同期発電機の第2の目印
を示す図。
【図4】図1の制御装置の作用を示すフローチャート。
【図5】従来の発電装置の並列運転装置の構成図。
【符号の説明】
1a,1b…往復動内燃機関、2a,2b…調速機、3
a,3b…同期発電機、4a,4b…自動電圧調整器、
5a,5b…電源、6a,6b,9a,9b…計器用変
圧器、7,13…遮断器、8…自動同期投入装置、10
a…第1の目印、10b…第2の目印、11a…第1の
位置検出器、11b…第2の位置検出器、12…制御装
置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3G093 AA16 BA33 CA09 DA01 5G066 HA02 HA04 HB01 5H590 AA06 CA07 CA28 CC01 CE01 DD23 DD64 EA15 EB02 EB21 FA01 FA05 GA02 GA09 HA02 HA09 HA27 HB02 HB03 HB08

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 調速機を備えた往復動内燃機関の駆動軸
    に直結された同期発電機と、該同期発電機の出力電圧が
    一定となるように励磁電力を供給する自動電圧調整器か
    ら成る同じ構成の2組の発電装置と、前記2組の発電装
    置の接続を入切する遮断器とから成る発電設備の並列運
    転装置において、同期投入開始指令信号によって動作を
    開始し、一方の発電装置の調速機及び自動電圧調整器に
    それぞれ速度増減指令信号、電圧増減指令信号を出力す
    ることで2台の発電機の電圧の大きさ、周波数、位相を
    一致させ、一致した時点で投入指令信号を出力する自動
    同期投入装置と、1台目の発電機の駆動軸上に付けられ
    た発電機の磁極の任意の一つの極の位置を示す第1の目
    印と、2台目の発電機の駆動軸上に付けられた発電機の
    磁極の任意の一つの極の位置を示す第2の目印と、第1
    の目印を検出した場合に真の信号を出力する第1の位置
    検出器と、第2の目印を検出した場合に真の信号を出力
    する第2の位置検出器と、外部からの並列運転開始指令
    信号及び第1の位置検出器の出力信号及び第2の位置検
    出器の出力信号及び自動同期投入装置からの投入指令信
    号に基づいて前記遮断器の操作信号または自動同期投入
    装置の同期投入開始指令信号を出力する制御装置とから
    構成されたことを特徴とする発電装置の並列運転装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の発電装置の並列運転装置
    において、第2の目印の磁極として、第1の目印の磁極
    と同じ極性であり、なお且つ2台の発電機を同期投入し
    た場合に両発電機の総振動量が最も小さくなるような磁
    極を選択し、制御装置が外部からの並列運転開始指令信
    号を監視し、該信号が真であれば自動同期投入装置に同
    期投入開始信号を出力し、その後自動同期投入装置から
    の投入指令信号が真でありなお且つ第1の位置検出器か
    らの信号と第2の位置検出器からの信号がどちらも真で
    ある場合に遮断器へ入りの操作信号を出力し、偽である
    場合は再び自動同期投入装置へ同期投入開始信号を出力
    することで2台の発電機の同期投入を行うことを特徴と
    する発電装置の並列運転方法。
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