JP2005143231A - In-station independent operation shift controller and in-station independent operation shift control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、火力発電所において、送電系統の事故などにより送電系統に連系されているタービン発電機を送電系統から切り離し、発電機の出力を発電設備を含む発電所内の電気負荷のみで消費させる所内単独運転に切換えるための所内単独運転移行制御装置および所内単独運転移行制御方法に関する。 In the thermal power plant, the turbine generator connected to the power transmission system is disconnected from the power transmission system due to a power transmission system accident or the like, and the output of the power generator is consumed only by the electric load in the power plant including the power generation equipment. The present invention relates to an in-house independent operation transition control device and an in-house independent operation transition control method for switching to in-house independent operation.
従来より火力発電所におけるタービン発電機の所内単独運転移行制御装置としては、前記タービン発電機が連系されている送電系統において事故が発生し、発電所からの送電継続が不可能と判断された場合に、この送電系統より一時的にタービン発電機を切り離すとともに、この切り離したタービン発電機により当該火力発電所の所内負荷のみに電力を供給できるような低負荷運転への移行制御をして、前記送電系統の事故復旧を待機するような運転制御機能を有しており、この機能を所内単独運転への移行制御、あるいはファストカットバック制御またはフェールカットバック制御(以下FCB制御と略称する。)と呼んでいる(例えば特許文献1または2参照。)。 Conventionally, as an in-house single operation transfer control device for a turbine generator in a thermal power plant, it was determined that an accident occurred in the transmission system to which the turbine generator was linked, and that power transmission from the power plant could not be continued. In this case, the turbine generator is temporarily disconnected from the power transmission system, and the transition control to low load operation is performed so that power can be supplied only to the in-house load of the thermal power plant by the disconnected turbine generator. It has an operation control function that waits for the accident recovery of the transmission system, and this function is controlled to shift to in-house single operation, or fast cutback control or fail cutback control (hereinafter abbreviated as FCB control). (For example, refer to Patent Document 1 or 2).
図2は従来の火力発電所および送電系統を示す系統図である。
図2において、1は火力発電所で、発電設備であるボイラ2で発生させた高温高圧の蒸気を蒸気制御弁3を介して蒸気タービン4に送り、蒸気タービン4を回転させる。
これにより蒸気タービン4と直結されたタービン発電機5を回転させ、このタービン発電機5により発電された電力は主変圧器6および遮断器7を介して系統母線8に送られる。
FIG. 2 is a system diagram showing a conventional thermal power plant and a power transmission system.
In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a thermal power plant, in which high-temperature and high-pressure steam generated in a
Thereby, the
系統母線8に送られた電力は送電線遮断器9、対向端遮断器10が接続された複数の送電線11a、11b…からなる送電系統11に供給され、変電所12に送られる。
なお、前記蒸気タービン4を駆動した蒸気は再びボイラ2に帰還する。
The power sent to the
The steam that has driven the
また、タービン発電機5と主変圧器6との間には発電機電圧を検出する計器用変圧器13と、発電機電流を検出する計器用変流器14とが接続され、それぞれの出力は変換器15に入力されて電力量信号Pに変換され、電力量信号Pは発電機出力検出装置16に入力される。
Further, between the
さらに発電機出力検出装置16は所内単独運転移行制御装置17の移行検出器18に接続されている。
19はタービン発電機に接続された所内負荷である。
このような火力発電所において、タービン発電機5が運転され、発電された電力が主変圧器6、遮断器7を介して送電系統11に送られている時、何らかの異常で送電系統に事故が発生し、送電が不可能になると発電所側では遮断器7を切ってタービン発電機5を系統母線8から切り離し、所内負荷19を目標にタービン発電機5の出力を絞ってタービン発電機5より所内負荷19のみに給電し、タービン発電機5を継続運転するFCB制御へ移行して送電系統の事故復旧を待機する。
In such a thermal power plant, when the
従来、このFCB制御への移行条件としては、送電線11a、11b…に接続された送電線遮断器9が全台トリップした場合、もしくはタービン発電機5の検出出力Pが急変したことを発電機出力検出器16で検出した場合を条件とし、これにより所内単独運転移行制御装置17の移行検出器18から移行制御信号20を出力するようになっている。
Conventionally, the transition condition to this FCB control is that when all of the
このうち、送電線遮断器9の全台トリップの条件においては、送電線遮断器9が全台トリップしない場合でも、対向端遮断器10との組合せにより対向端遮断器10がトリップした送電線では変電所12へ送電できない状態となるため、発電所出口側の送電線遮断器9のトリップ条件のみならず、対向端遮断器10のトリップ条件も必要となる。
Among these, in the condition of all trips of the
しかしながら、送電線遮断器9が全台トリップの場合、系統側条件、特に対向端側の変電所12の遮断器条件を取り込む場合は、FCB制御へ移行する条件が複雑となり、対向端遮断器10の制限や取合い条件のケーブルなどが必要となる問題点がある。
However, when the
また、送電系統事故による二次的な波及として発生するタービン発電機5の周波数変動や、タービン発電機5の送電系統11からの切り離しに伴う負荷変動を検出してFCB制御への移行条件とする手段も考えられてはいるが、所内単独モードによる負荷変動を検出するまでには時間遅れがあり、所内単独運転移行制御装置17側が要求する早い判定時間に間に合わないという問題点がある。
Moreover, the frequency fluctuation of the
本発明は以上の課題を解決するために成されたものであり、構成が簡単で、FCB制御への移行条件の成立を早いスピードで判定できる所内単独運転移行制御装置および所内単独運転移行制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, has a simple configuration, and can be used to determine whether or not the transition condition to FCB control is established at high speed. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、送電線を有する送電系統を介して連系した発電機からなる発電システムに設けられ、送電系統事故時の所内単独運転への移行を制御する所内単独運転移行制御装置において、送電線の電圧を検出する計器用変圧器と、送電線の電流を検出する計器用変流器と、前記計器用変圧器と計器用変流器の検出信号から各送電線のインピーダンスを算出するインピーダンス演算装置と、前記インピーダンス演算装置により算出された送電線のインピーダンスの変化率を基準となる変化率と比較し、送電線のインピーダンスの変化率が基準となる変化率を超えた場合に信号を出すインピーダンス変化率判定装置と、インピーダンス変化率判定装置からの信号が入力され、全てのインピーダンス変化率判定装置からの信号が入力された場合に移行検出信号を出力する移行検出器とを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is provided in a power generation system including a generator connected via a power transmission system having a power transmission line, and shifts to in-house single operation at the time of a power transmission system failure. In the in-house single operation transition control device for controlling the power supply, an instrument transformer for detecting the voltage of the transmission line, an instrument current transformer for detecting the current of the transmission line, and the instrument transformer and the instrument current transformer The impedance calculation device that calculates the impedance of each transmission line from the detection signal, and the change rate of the transmission line impedance calculated by the impedance calculation device is compared with a reference change rate, and the change rate of the transmission line impedance is the reference Impedance change rate determination device that outputs a signal when the change rate exceeds, and signals from impedance change rate determination device are input, and all impedance change rates And having a transition detector for outputting a transition detection signal when the signal from the constant system has been entered.
請求項2に記載の発明は、送電線を有する送電系統を介して連系した発電機からなる発電システムに設けられ、送電系統事故時の所内単独運転への移行を制御する所内単独運転移行制御装置において、送電線の電圧を検出する計器用変圧器と、送電線の電流を検出する計器用変流器と、前記計器用変圧器と計器用変流器の検出信号から各送電線のインピーダンスを算出するインピーダンス演算装置と、前記インピーダンス演算装置により算出された送電線のインピーダンスの絶対値を基準となる絶対値と比較し、送電線のインピーダンスの絶対値が基準となる絶対値を超えた場合に信号を出すインピーダンス絶対値判定装置と、インピーダンス変化率判定装置からの信号が入力され、全てのインピーダンス絶対値判定装置からの信号が入力された場合に移行検出信号を出力する移行検出器とを有することを特徴とする。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、送電線を有する送電系統を介して連系した発電機からなる発電システムを送電系統事故時に所内単独運転へ移行する所内単独運転移行制御方法において、前記送電線の電圧と、電流から各送電線のインピーダンスを算出し、算出した送電線のインピーダンスの変化率または絶対値の少なくともいずれかが、前記送電線の全てで基準値を超えた場合に前記発電システムを所内単独運転に移行する指令を出力することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an in-house single operation shift control method in which a power generation system including a generator interconnected via a power transmission system having a transmission line is shifted to an in-house single operation in the event of a power transmission system failure. The impedance of each transmission line is calculated from the voltage and current, and if the calculated change rate or absolute value of the transmission line impedance exceeds the reference value for all of the transmission lines, A command for shifting to an isolated operation is output.
本発明によればFCB運転へ移行するための判定回路が簡素化でき、かつ発電所側で回路を構成することができる。また、ガスタービンの要求する比較的早い判定時間でFCB運転への移行が可能となる。 According to the present invention, the determination circuit for shifting to the FCB operation can be simplified, and the circuit can be configured on the power plant side. Further, it is possible to shift to the FCB operation in a relatively early determination time required by the gas turbine.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお以下の実施の形態の説明において、図2に示す従来の所内単独運転移行制御装置と同一部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the embodiment, the same parts as those in the conventional in-house single operation transition control device shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図1は本発明の第1の実施の形態を示す図で、図1において、21は複数ある送電線11a、11b…の各回線の電圧を検出する計器用変圧器、22は同じく送電線11a、11b…の各回線の電流を検出する計器用変流器、23は計器用変圧器21と計器用変流器22の検出出力が入力され送電線11a、11b…のインピーダンスを算出するインピーダンス演算装置、24はインピーダンス演算装置23から入力される送電線11a、11b…のインピーダンスの値の変化率が基準となる変化率を超えた場合に出力信号を出すインピーダンス変化率判定装置、18は各回線毎の複数のインピーダンス変化率判定装置24の出力が入力される所内単独運転移行制御装置の移行検出器、25は発電所1内に1台もしくは複数台あるタービン発電機5の運転状態を監視する発電機運転監視装置である。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention. In FIG. 1,
次に本発明の第1の実施の形態の作用について説明する。
タービン発電機5が運転され、発電された電力が主変圧器6、遮断器7を介して送電系統11に送られている時、計器用変圧器21と計器用変流器22とで検出した各送電線11a、11b…の電圧、電流の値は各回線毎にインピーダンス演算装置23に送られ、各送電線毎のインピーダンスの値を演算する。
Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described.
When the
送電中に何らかの異常で送電系統に事故が発生し、送電線遮断器9および対向端遮断器10が全て遮断動作を行った場合、送電が不可能となり、送電線11a、11b…のインピーダンスの値が急変する。
If an accident occurs in the power transmission system due to some abnormality during power transmission, and the
インピーダンス変化率判定装置24ではインピーダンス演算装置23から入力される送電線11a、11b…のインピーダンスの変化率と基準となる変化率とを比較し、送電線11a、11b…のインピーダンスの変化率が基準となる変化率を超えた場合に移行検出器18に出力信号を出す。
The impedance change
それと同時に、1台もしくは複数台ある発電機の運転状態を監視している発電機運転監視装置25により所内単独運転へ移行する対象発電機を選定し、所内単独運転移行制御装置の移行検出器18に出力する。
At the same time, the generator
移行検出部18では全てのインピーダンス変化率判定装置24でインピーダンスの値の急変状態を検出したら移行検出信号20を出力する。
これにより、発電所側では発電機運転監視装置25により選定された対象発電機の遮断器7を切ってタービン発電機5を系統母線8から切り離し、対象発電機により所内負荷19を目標にタービン発電機5の出力を絞ってタービン発電機5より所内負荷19のみに給電し、タービン発電機5を継続運転するFCB制御へ移行して送電系統の事故復旧を待機する。
The
As a result, on the power plant side, the
本実施の形態によれば、送電線の各回線毎にインピーダンスの値を監視し、そのインピーダンスの変化率を所内単独運転移行条件とするようにしたので、従来のように送電線遮断器や対向端遮断器等の遮断器条件などを取り込む必要がなく簡単な構成となり、周波数変動や負荷変動の検出のような時間遅れもなくFCB制御への移行条件の成立を早いスピードで判定できる。 According to the present embodiment, the impedance value is monitored for each line of the transmission line, and the rate of change of the impedance is set as the in-house single operation transition condition. It is not necessary to take in circuit breaker conditions such as an end circuit breaker, and the configuration is simple, and it is possible to quickly determine whether the condition for transition to FCB control is satisfied without time delay such as detection of frequency fluctuations and load fluctuations.
次に本発明の第2の実施の形態について説明する。
第2の実施の形態では、所内単独運転移行条件として、計器用変圧器21と計器用変流器22とで検出した各送電線11a、11b…の電圧、電流の値から各回線毎にインピーダンス演算装置23により演算された各送電線毎のインピーダンスの絶対値で検出し、その絶対値が基準となる絶対値を超えた場合にFCB制御へ移行するようにする。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In the second embodiment, as the in-house single operation transition condition, the impedance of each line is determined from the voltage and current values of the
このため、図1に示す第1の実施の形態で示したインピーダンス変化率判定装置24に代わって図示しないインピーダンス絶対値判定装置を設けるようにすればよい。
本実施の形態においても第1の実施の形態と同様の効果が得られる。
For this reason, an impedance absolute value determination device (not shown) may be provided instead of the impedance change
Also in this embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
また、FCB制御の他に所内電源を系統母線8より給電する形態の場合には、系統母線8から所内電力を給電するため、系統母線8の単独運転(LCB)となる。この場合も同様に請求項1ないし3に示す発明を適用することができる。
In addition to the FCB control, in the case where the in-house power is supplied from the
1…火力発電所、2…ボイラ、3…蒸気制御弁、4…蒸気タービン、5…タービン発電機、6…主変圧器、7…遮断器、8…系統母線、9…送電線遮断器、10…対向端遮断器、11…送電系統、11a、11b…送電線、12…変電所、13…計器用変圧器、14…計器用変流器、15…変換器、16…発電機出力検出器、17…所内単独運転移行制御装置、18…移行検出部、19…所内負荷、20…移行検出信号、21…計器用変圧器、22…計器用変流器、23…インピーダンス演算装置、24…インピーダンス変化率判定装置、25…発電機運転監視装置。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Thermal power plant, 2 ... Boiler, 3 ... Steam control valve, 4 ... Steam turbine, 5 ... Turbine generator, 6 ... Main transformer, 7 ... Circuit breaker, 8 ... System bus, 9 ... Transmission line breaker, DESCRIPTION OF
Claims (3)
送電線の電圧を検出する計器用変圧器と、送電線の電流を検出する計器用変流器と、前記計器用変圧器と計器用変流器の検出信号から各送電線のインピーダンスを算出するインピーダンス演算装置と、前記インピーダンス演算装置により算出された送電線のインピーダンスの変化率を基準となる変化率と比較し、送電線のインピーダンスの変化率が基準となる変化率を超えた場合に信号を出すインピーダンス変化率判定装置と、インピーダンス変化率判定装置からの信号が入力され、全てのインピーダンス変化率判定装置からの信号が入力された場合に移行検出信号を出力する移行検出器とを有することを特徴とする所内単独運転移行制御装置。 In the in-house single operation transition control device, which is provided in a power generation system composed of a generator interconnected via a power transmission system having a transmission line and controls the shift to in-house single operation at the time of a power transmission system fault,
An instrument transformer for detecting the voltage of the transmission line, an instrument current transformer for detecting the current of the transmission line, and an impedance of each transmission line from the detection signal of the instrument transformer and the instrument current transformer Compare the impedance change rate of the transmission line calculated by the impedance calculation device and the impedance calculation device with the reference change rate, and if the change rate of the transmission line impedance exceeds the reference change rate, And a transition detector that outputs a transition detection signal when a signal from the impedance change rate determination apparatus is input and signals from all impedance change rate determination apparatuses are input. In-house independent operation transition control device.
送電線の電圧を検出する計器用変圧器と、送電線の電流を検出する計器用変流器と、前記計器用変圧器と計器用変流器の検出信号から各送電線のインピーダンスを算出するインピーダンス演算装置と、前記インピーダンス演算装置により算出された送電線のインピーダンスの絶対値を基準となる絶対値と比較し、送電線のインピーダンスの絶対値が基準となる絶対値を超えた場合に信号を出すインピーダンス絶対値判定装置と、インピーダンス変化率判定装置からの信号が入力され、全てのインピーダンス絶対値判定装置からの信号が入力された場合に移行検出信号を出力する移行検出器とを有することを特徴とする所内単独運転移行制御装置。 In the in-house single operation transition control device, which is provided in a power generation system composed of a generator interconnected via a power transmission system having a transmission line and controls the shift to in-house single operation at the time of a power transmission system fault,
An instrument transformer for detecting the voltage of the transmission line, an instrument current transformer for detecting the current of the transmission line, and an impedance of each transmission line from the detection signal of the instrument transformer and the instrument current transformer Compare the absolute value of the impedance of the transmission line calculated by the impedance calculation device and the impedance calculation device with the reference absolute value, and if the absolute value of the impedance of the transmission line exceeds the reference absolute value, a signal is output. And a transition detector that outputs a transition detection signal when a signal from the impedance change rate determination apparatus is input and signals from all impedance absolute value determination apparatuses are input. In-house independent operation transition control device.
前記送電線の電圧と、電流から各送電線のインピーダンスを算出し、算出した送電線のインピーダンスの変化率または絶対値の少なくともいずれかが、前記送電線の全てで基準値を超えた場合に前記発電システムを所内単独運転に移行する指令を出力することを特徴とする所内単独運転移行制御方法。
In the in-house single operation transition control method of shifting the power generation system composed of the generators connected via the power transmission system having the transmission line to the in-house single operation in the event of a transmission system fault,
When the impedance of each transmission line is calculated from the voltage and current of the transmission line, and at least one of the calculated change rate or absolute value of the transmission line impedance exceeds the reference value in all of the transmission lines, An in-house single operation shift control method characterized by outputting a command to shift the power generation system to in-house single operation.
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JP2003377901A JP2005143231A (en) | 2003-11-07 | 2003-11-07 | In-station independent operation shift controller and in-station independent operation shift control method |
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JP2008075652A (en) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | General Electric Co <Ge> | Method and system for detection and transfer for electrical isolated operation |
CN112350333A (en) * | 2020-10-29 | 2021-02-09 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | Control method and device suitable for FCB triggering under isolated network operation |
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