JP2006343341A - 高圧負荷演算制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発電機等の負荷特性試験において、工業用水を使用せずに負荷制御値に連続的に精度よく追従し、その値を持続できる半導体開閉手段を備えた高圧負荷演算制御方法及び装置の提供。
【解決手段】電源装置Ｇ、地絡継電器ＧＲ、電圧計Ｖ、電力計Ｐ、電流計Ａ、主遮断機ＣＢ、ＣＢＨを具備させた負荷装置に接続する抵抗体バンクαを複数（２〜Ｎ）に分割し、抵抗体バンク群αＬ、αＨの最大電力容量を２進数に基づき２分の１から２ｎ−１分の１に分割した電力容量を割り当て保持させた各抵抗体バンクα１〜αＮに低圧開閉器ＣＬ、高圧開閉器ＣＨ、半導体開閉器SEと制御器ＣＶを介設し、制御器ＣＶ内には、負荷制御値を保持する制御値記憶演算回路ＭＣと各抵抗体バンクα１〜αＮの電力容量値と負荷制御値を比較し、各抵抗体バンクα１〜αＮに介設した開閉器ＣＬ、ＣＨ、SEに対してＯＮ／ＯＦＦ信号を転送する比較演算転送回路ＯＣとで構成される。
【選択図】図５

Description

本発明は、高圧発電装置の負荷特性試験に用いられる乾式金属抵抗体を利用した高圧負荷演算制御方法及びその実施に直接使用する装置であって、主に半導体開閉手段を用いるものに関する。

従来より、発電装置の負荷特性試験の実施方法として、水槽方式や金属抵抗器を利用した乾式負荷システムが利用されている。

約２０年前の負荷特性試験には、縦２メートル、横２メートル、高さ１．５メートルの水槽に電極水を張った状態で、３本の電極を上から吊るし電極の水没長さを調節しながら連続的に電力の加減を行う水槽方式が主な方法として利用されていた。

この水槽方式では、電力の消費に伴い電極水が温度上昇し、高圧状態において電極水の温度が約７５度に達するとアーク放電が始まる。そこで、アーク放電を抑制するために頻繁に冷水の給水を行い電極水温を下げる方法が用いられたが、給水と同時に、７５度まで上昇した多量の排水が放流されることとなり、その量は１時間で１６立方メートルにまで及んでいた。

そこで、上記水槽方法により発生する温排水の処理問題を解決するために、本発明者による先行技術文献１に示す、電極水を利用しない負荷特性試験方法として、円筒形状のベース電極の底部に主電極を貫植するとともに、両電力間に絶縁鞘筒を挿入して、両電極間の電極水を抵抗体として電力を消費させ、負荷を連続的に加減する負荷装置システムである純粋抵抗器を使用する方法を利用した。

この方法を用いると、高温度に加熱された電極水を送風機と水噴霧スプレーによって冷却し循環再利用することにより水の消費量が上記の水槽方式の１０分の１まで低減でき、工業用水の排出の必要がなくなるという優れた効果をもたらした。

特許１４６２４２３号

しかしながら、純粋抵抗器を利用した負荷装置システムは、高温の電極水を排出せずに連続的に負荷の加減をできることが利点として挙げられるものの、その利用には水槽方式と同様、システム稼動のために大量の電極水を必要とすとともに、システム利用環境が例えば北国等であった場合、冬期の零下環境下においては電極水の凍結も危惧されるため、その保守にも手間がかかることとなる。

上記のように、温水処理が不可能である、または水の確保が困難な施設においては、電極水を使用せずに負荷の加減を行う装置として乾式の金属抵抗体を用いた負荷装置が利用も可能であったが、金属抵抗器は絶縁性能が悪く、金属抵抗器そのものが燃焼するなど危険因子を有する部分が多く、完全な解決策とは言えなかった。

そこで、上記問題を解決するために、特許文献２に示すように抵抗体素子を使用電圧に応じた絶縁鞘筒で支持し、不意のアーク放電と抵抗体素子の連鎖断線を抑制し、金属抵抗器の発火防止を可能とする乾式高圧負荷装置を発明した。

特開２００３−１９３３５８号

特許文献２の抵抗体素子を用いた負荷装置において高圧の微調整を行う場合、例えば２０００ｋｗの負荷装置を利用すると、図６に示すように高圧バンクに５００ｋｗを３台、２５０ｋｗを１台設置し粗調整を行うとともに、変圧器を介して低圧バンクには１２５ｋｗを１台、６２．５ｋｗを２台設置し、それぞれの組合せで値を段階的に変動させながら負荷の微調整を行うことが可能となる。

この低圧バンクを用いた目標値とする負荷制御値の調整では設定可能な最小値は６２．５ｋｗとなり、負荷制御値が目標値に対しどれだけ精度が高いかを示す分解能の値は、以下の数式１より３．１２５％として導き出される。

このとき、目標値の最小公倍数は６２．５ｋｗになるため、６２．５ｋｗの倍数以外を目標値とする場合には、最小容量バンクにスライドトランスを用いることが通例となる。

しかしながら、スライドトランスを用いて滑らかな負荷制御値の調整を行う場合、バンクのＯＮ／ＯＦＦ状態を設定した後に、スライド調整をするという２段階の切換操作が必要になるため、スムーズな負荷制御値の調整が困難であるという難点が生じる。

また、５００ｋｗのバンクに常温でスイッチを入れると金属抵抗体の温度係数により時間の経過とともに収束するという特徴があり、温度係数を仮に５％とした場合に、投入初期値が５２５ｋｗを示していたとしても、時間の経過とともに、５００ｋｗに収束するため、目標値に応じた組合せを数式上で算出し実行しても数分後には値が変化するため、後に追従調整を繰り返し行ったとしても実質的には目標値を持続することが不可能となる。

さらに、試験運転の現場環境での調整を行うにはスライドトランス付近で調整を行う作業員と、負荷装置の操作を行う作業員の配置が必要になるが、ディーゼルエンジン駆動下では１２０ｄＢもの騒音が発生しているため、作業員同士の目標値の伝達が大変聞き取りづらいものとなり誤操作を引き起こす原因ともなる。

また、上記の難点の改善策として以下の特許文献３に示すように、高低圧共用と高速切換可能なように、三相の抵抗体回路に応じた開閉器を用いて任意の値に近づける方法を提起したが、高速化を図ることが可能となっても、開閉器が約３倍必要となるため構造が複雑になり大型で高コストが否めない上に、精度も４．５％となり前者とほぼ変わらない。

特願２００３−１９３３５８号

さらに、開閉器の多量使用は故障の増加とともに、保守点検整備、設備調整、修理の複雑化の原因ともなり、特許文献３を持ってしても上述した問題点の解決が難しい。

ここにおいて、本発明の解決すべき主要な目的は、次の通りである。

即ち、本発明の第１の目的は、工業用水を使用せずに負荷制御値に連続的に精度よく追従し、その値を持続できる高圧負荷演算制御方法及び装置を提供せんとするものである。

本発明の第２の目的は、少量の開閉器のみで連続的に負荷を精度よく加減でき、また開閉器数の減少により製造コストを下げ、整備性を向上させる高圧負荷演算制御方法及び装置を提供せんとするものである。

本発明第３の目的は、負荷制御値算出を自動化で行うことにより、人手によるバンクの組合せ計算から解放できる高圧負荷演算制御方法及び装置を提供せんとするものである。

本発明の他の目的は、明細書、図面、特に、特許請求の範囲の各請求項の記載から、自ずとくみ明らかになろう。

本発明装置は、上記課題の解決に当たり、電源装置とを結ぶ電力ケーブルの途中に、電力計、地絡継電器、電圧計、電力計、電流計、主遮断機を具備させた負荷装置に接続する抵抗体バンクを複数（２〜Ｎ）に分割し、抵抗体バンク群の最大電力容量を２進数に基づき２分の１から２ｎ−１分の１に等級分割した電力容量を割り当て保持させた各抵抗体バンクに開閉器と制御器を介設し、当該制御器内には、負荷制御値を保持する制御値記憶演算回路と各等級の抵抗体バンクの電力容量値と上位等級で既に差引された負荷制御値を比較し、各抵抗体バンクに介設した開閉器に対してＯＮ／ＯＦＦ信号を転送する比較演算転送回路とを具備させる、高圧負荷演算制御手段を講じる特徴を有する。

また、本発明方法は、負荷加減装置における抵抗体バンクを複数（２〜Ｎ）に等級分割しその抵抗体バンク群の全最大電力容量を２進数に基づいて２分の１から２ｎ−１分の１まで等級分割したものを、それぞれの抵抗体バンクに割り当て、制御値記憶演算回路よって設定された目標とする負荷制御値と各等級の抵抗体バンクに割り振られた電力容量値を比較演算転送回路によって比較及び等級毎に減算しながら、負荷制御値の近似値を示す各抵抗体バンクＯＮ／ＯＦＦの組合せを導き出す高圧負荷演算制御方法を講じる特徴を有する。

さらに具体的詳細に述べると、当該課題の解決では、本発明が次に列挙する上位概念から下位概念にかかる新規な特徴的構成手段又は手法を採用することにより、前記目的を達成するよう為される。

即ち、本発明方法の第１の特徴は、発電機の負荷特性試験に関して、抵抗体バンク群を複数に分割するに際し、全抵抗体の電力容量を比較演算より上位から下位等級に順次漸減算出された各抵抗体バンクに分割、割り当てし、設定目標とする値の近似値をとるため上位から下位等級に亙り順次前記各抵抗体バンクのＯＮ／ＯＦＦの組合せを自動的に調整して加減算する高圧負荷演算制御方法であって、まず、電源装置に電力ケーブルを介して接続された前記抵抗体バンク群を複数（２〜Ｎ［Ｎは自然数］）に分割した後、当該抵抗体バンク群の全最大電力容量を２進法に基づき、２分の１から２ｎ−１分の１に相当する電力容量の上位から下位等級に順次漸減算出された値を分割された第１から第Ｎの各抵抗体バンクに割り当て、次に、前記各抵抗体バンクに接続された制御手段で、目標値とする前記負荷制御値を設定後、当該制御手段内の比較演算転送回路内の第１の演算手段にて、対応する第１の前記抵抗体バンクが保持する電力容量と、前記負荷制御値を比較し、当該負荷制御値が当該電力容量以上であれば、当該電力容量を当該負荷制御値から減算し残数値として記憶保持するとともに第２の演算手段に残数値をアナログ転送し、前記第１の抵抗体バンクにＯＮ状態を示すディジタル信号を転送する一方、当該負荷制御値が当該電力容量以下であれば、当該負荷制御値を第２の演算手段にアナログ転送し、以下、前記第２の演算手段から第Ｎの演算手段まで、次上位の演算手段より受け取った前記残数値と、次下位等級の抵抗体バンクの電力容量とを順次比較して行き、当該残数値が各対応する当該抵抗体バンクの電力容量以上であれば、当該電力容量を当該残数値からその都度減算し、次下位等級残数値として記憶保持し次下位等級の演算手段に当該下位残数値をアナログ転送するとともに、当該各第２から第Ｎの演算に各対応した前記抵抗体バンクに対し、ＯＮ状態を示すディジタル信号を転送する一方、前記次上位等級残数値が前記電力容量以下であれば、当該次上位等級残数値を次下位等級残数値として次下位等級の演算手段にアナログ転送して逐次実施し、高圧負荷状態において、開閉頻度の高い抵抗体バンクに対し、変圧手段を用いて低圧に変換するとともに、低圧抵抗体バンク群内の特に小容量の抵抗体バンクに半導体開閉手段を介することにより、抵抗体バンクの負荷を軽減させる高圧負荷演算制御方法の構成採用にある。

本発明方法の第２の特徴は、本発明方法の第１の特徴における前記負荷制御値が、前記制御手段に接続された押しボタンスイッチのＵＰボタンを押すと増加方向への変更値が前記制御手段の制御値記憶演算回路に転送され、当該制御値記憶演算回路に保持された値を更新増加させる一方、当該押しボタンスイッチのＤＯＷＮボタンを押すと減少方向への変更値が前記制御値記憶演算回路に転送され、当該制御値記憶演算回路に保持された前記値を更新減少させることにより目標値設定されてなる高圧負荷演算制御方法の構成採用にある。

本発明方法の第３の特徴は、本発明方法の第１又は第２の特徴における前記分割した等級数Ｎが、７等級であって、前記抵抗体バンク群の全最大電力容量を２進法に基づき２分の１から１２８分の１まで７等級に分割してなる高圧負荷演算制御方法の構成採用にある。

本発明方法の第４の特徴は、本発明方法の第１、第２又は第３の特徴における前記抵抗体バンク群の前記全最大電力容量が、前記分割した等級数Ｎのうち、必要な同等級の前記抵抗体バンクを複数並設して増加変更可能としてなる高圧負荷演算制御方法の構成採用にある。

本発明装置の第１の特徴は、発電機の負荷特性試験に関して、抵抗体バンク群を複数に分割するに際し、全抵抗体の電力容量を比較演算で上位から下位等級に順次漸減算出された各抵抗体バンクに分割、割り当てし、設定目標とする負荷制御値の近似値をとるため上位から下位等級に亙り順次前記各抵抗体バンクのＯＮ／ＯＦＦの組合せを自動的に選択して加減算出する高圧負荷演算制御装置であって、前記電源装置に接続した電力ケーブル端に分岐接続して抵抗体バンクを２以上（２〜Ｎ［Ｎは自然数］）に分割するため、当該抵抗体バンク群の電力容量を上位から下位等級に順次漸減算出して分割割り当てした複数の抵抗体バンクと、当該抵抗体バンク群の各抵抗体バンクそれぞれに介接し、当該各抵抗体バンクのＯＮ／ＯＦＦの切換を行う開閉器と、設定された前記負荷制御値を記憶してアナログ転送する制御値記憶演算回路と、当該制御値記憶演算回路より転送されてきた当該負荷制御値と前記各第１から第Ｎの抵抗体バンクに対応した当該各抵抗体バンクと前記電力容量との比較、減算を行う第１から第Ｎに亙る逐次演算を実行するとともに、当該演算にて算出されたディジタル信号を各対応する前記開閉器に転送して開閉実行する比較演算転送回路とを有する制御器と、前記制御値記憶演算回路内に設定保持された負荷制御値に対して増加方向へ当該負荷制御値を変更させるアナログ値を発信するＵＰボタンと、減少方向へ当該負荷制御値を変更させるアナログ値を発信するＤＯＷＮボタンを有する押しボタンスイッチと、を具備し、高圧負荷環境下において、前記抵抗体バンク群内の下位電力容量を保持する複数の前記各抵抗体バンクに前記変圧器を介設し、当該変圧器を介設した当該核抵抗体バンクを低圧抵抗体バンク群とするとともに、当該低圧抵抗体バンク群のそれぞれの当該各抵抗体バンクに半導体開閉器を介設可能としてなる高圧負荷演算制御装置の構成採用にある。

本発明装置の第２の特徴は、本発明装置の第１の特徴における前記分割した等級数Ｎが、７等級であって、前記全最大電力容量の１／２、１／４、１／８、１／１６、１／３２、１／６４、１／１２８の電力容量を各等級は分割保持してなる高圧負荷演算制御装置の構成採用にある。

本発明装置の第３の特徴は、本発明装置の第１の特徴における前記抵抗体バンク群が、前記分割した等級Ｎの内、必要な同等級の抵抗体バンクを複数並設してなる高圧負荷演算制御装置の構成採用にある。

本発明装置の第４の特徴は、本発明装置の第１、第２又は第３の特徴における前記電力ケーブルが、途中に介接した主遮断機を挟んで負荷側に過電流継電器及び電流計を、かつ電源側に地絡継電器及び電圧計をさらに当該電流計と当該電圧計を跨いで電力計をそれぞれ接続してなる高圧負荷演算制御装置の構成採用にある。

本発明によれば、抵抗体バンクと比較転送演算回路を有する制御器の組合せにより、少数の開閉器で連続かつ高精度な負荷の加減が可能となる。

また、バンクの組合せの選択自動化により、負荷制御値設定の高精度化と時間短縮化が可能となるため、操作時間の短縮を図ることが可能となる。

さらに、自動化により、デジタル電力計を見ながらの押釦スイッチ操作以外作業員が選択組合せ操作を行う必要がなくなるため、人為的ミス等の誤操作も解消されるという優れた効果を奏する。

以下、本発明の最良形態である高圧負荷演算制御装置例及びこれに対応する高圧負荷演算制御方法につき順に説明する。

（装置例）
はじめに、本願発明における高圧負荷演算制御装置の原理を図１を用いて説明する。

図１は、電源装置Ｇに接続する抵抗体バンクαの容量構成の内容を示す原理図であり、同図は、最大能力２０００ｋｗの抵抗体バンクαが存在したとき、抵抗体バンクαを７つに分割し、それぞれバンクＮｏ１の抵抗体バンクα１からバンクＮｏ７の抵抗体バンクα７まで番号の割り振りを行った状態を表す。

なお、本装置例においては、抵抗体バンクαの数を７つとして説明するが、抵抗体バンク数Ｎは７つに限らず、状況に応じて抵抗体バンク数Ｎの増加や減少が可能である。

各抵抗体バンクαは、以下表１に示すように、例えば、最大能力である２０００ｋｗを抵抗体バンクα１から抵抗体バンクα７まで２分の１ずつの等級分割を７段階行う。具体的数値を挙げれば、２０００ｋｗの２分の１である１０００ｋｗを抵抗体バンクα１、抵抗体バンクα１の２分の１である５００ｋｗを抵抗体バンクα２とし、以下順次α３〜α５のそれぞれ２分の１の容量値（ｋｗ）をとり、最終的に抵抗体バンクα６の２分の１である１５．６２５ｋｗが抵抗体バンクα７の値を最小値として設定する。

また、分数値は、最大能力２０００ｋｗを基準値１とした場合の各抵抗体バンクの値として１／２から１／１２８（１／２ｎ−１）をそれぞれ抵抗体バンクα１からα７にあてはめ表示するとともに、整数値は最小バンクＮｏである抵抗体バンクα７を基準値１として最大バンクＮｏである抵抗体バンクα１が６４になるように表示し、負荷制御値の算出に用いる。

この場合、ＯＮは１、ＯＦＦは０を指し示し、抵抗体バンクα１〜α７の７組の組合せは、０を含めると１２８パターンの数値を導き出すことができ、各抵抗体バンクのＯＮ／ＯＦＦを組合せることにより、電力制御値の調整が可能となる。

ここで、本装置による負荷制御値設定の精度は、以下の数式２に示すように、最大能力値２０００ｋｗを１２７で除算することにより分解能の値０．８％が算出される。

また、抵抗体バンク数Ｎを８とする、第８の抵抗体バンクα８を追加してもよく、等級分割数を増やすことにより、分数値では２５６分の１、つまり最小制御値が７．８１ｋｗ、分解能が０．４％と導き出されるため、さらなるに高精度に設定することが可能になる。

さらに、抵抗体バンクαの容量にも制限はなく、例えば、抵抗体バンクの大容量側に、１／１に値する２０００ｋｗのバンクを追加設置するなどして最大容量を４０００ｋｗまで引き上げるように、必要に応じ同等級の抵抗体バンクαを複数併設しても良い。

次に、図２を使用して、図１の抵抗体バンク群を負荷装置として電源装置に接続した高圧負荷演算制御装置の構成例を説明する。

図２は、高圧負荷装置γ１に対して高圧抵抗体バンク群αＨを接続した場合の構成図であり、開閉器と遮断器に関しては高圧に耐えうる高圧用として高圧開閉器ＣＨと高圧用主遮断機ＣＢＨを配置するものとする。

さらに、図２の高圧負荷演算制御装置γ１に対し制御器ＣＶを取り付けた例について図３に示す制御器ＣＶ、押しボタンスイッチＳＷの構成図と、図４の高圧負荷演算制御装置γ２の構成に係る単線結線図を用いてその構成内容を説明する。

図３は、抵抗体バンクα１〜α７にそれぞれ介設された低圧開閉器ＣＬ又は高圧開閉器ＣＨに対し、ＯＮ／ＯＦＦのディジタル信号を転送する制御器ＣＶ及び制御器ＣＶと接続して負荷制御値の値を設定する押しボタンスイッチＳＷの構成図である。

同図に示すように、制御器ＣＶは、負荷の目標値とする負荷制御値を制御器ＣＶ内に記憶する制御値記憶演算回路ＭＣと、負荷制御値を視覚的に検分可能なデジタル数値でメモリ表示する制御値計測器ＭＶと、制御値記憶演算回路ＭＣに記憶された負荷制御値と各等級の抵抗体バンクαの電力容量との比較演算を自動的に繰り返しながら、負荷制御値に最も近い値を算出する抵抗体バンクα１〜α７のＯＮ／ＯＦＦの選択的組合せを導き出し、実際に抵抗体バンクα１〜７にＯＮ／ＯＦＦのディジタル信号として転送出力制御する比較演算転送回路ＯＣとを具備する。それに加え、図示しないボタン又はスイッチを比較演算を開始するトリガとして用いてもよい。

ここで、比較演算転送回路ＯＣは、各等級の抵抗体バンクαの分割数Ｎに応じた第１から第Ｎのそれぞれ対応した演算回路を有し、制御値記憶演算回路ＭＣから受け取った負荷制御値を第１から第Ｎ番まで比較演算し、ＯＮ／ＯＦＦのディジタル信号として転送する。

また、押しボタンスイッチＳＷには、ＵＰボタン、ＤＯＷＮボタンが配置され、制御器ＣＶに設定目標の負荷制御の値を増加させる接点入力ＵＰと、値を減少させる接点入力ＤＯＷＮをアナログ出力し、制御器ＣＶは押しボタンスイッチＳＷから受け取った負荷制御値を制御値記憶演算回路に保持する。

（方法例）
次に、本方法例として、上記装置例で述べたＮｏ１〜７までの抵抗体バンクに介設する開閉器、制御器を用いた各抵抗体バンクの電力容量と、負荷の目標値とする負荷制御値とを比較し、最も負荷制御値に近い値を算出することによりに自動的に各抵抗対バンクのＯＮ／ＯＦＦの制御を行う高圧負荷演算制御方法の一連の処理手順を説明する。

まず、負荷特性試験を行う前に、制御器ＣＶに接続した押しボタンスイッチＳＷをのＵＰ／ＤＯＷＮボタンを押しながら値を増加／減少方向に変化させ、目標値とする負荷制御値を設定する。このとき、押しボタンスイッチＳＷのＵＰ／ＤＯＷＮボタンが押されるたびに、増加／減少方向への変更値は直接、制御器ＣＶにアナログ転送され、制御器ＣＶはＵＰ／ＤＯＷＮ信号を受け取る度に、負荷制御値を制御値記憶演算回路に保持し制御値計測器ＭＶに読み誤りの少ないデジタル表示する。従って、運転後は電力計Ｐの値と制御値計測器ＭＶの値とを目視確認して正常運転を確認し得る。

負荷制御値の設定後、図示しないボタン又はスイッチにより比較演算の実行を促すと、制御値記憶演算回路ＭＣは比較演算転送回路ＯＣに設定した負荷制御値をアナログ転送する。

比較演算転送回路ＯＣは、制御値記憶演算回路ＭＣから負荷制御値を受け取ると、等級分割された各抵抗体バンクα１〜α７へのＯＮ／ＯＦＦディジタル信号として転送するために、比較演算を開始する。

各抵抗体バンクα１〜α７に対応する比較演算転送回路ＯＣ内の第１から第７等級までの演算手順は、表２に示す通りであり、目標値とする負荷制御値をバンク容量の大きいほうから比較し、繰り返し演算をして加算することによって、負荷制御値の設定を行う。

まず、第２演算では、制御値（負荷制御値）とバンクＮｏ１、つまり２０００ｋｗの２分の１である１０００ｋｗとの大小の比較を行う。ここで、制御値の値が１０００ｋｗ以上である場合には、バンクＮｏ１の開閉器（図４の高圧開閉器）に対し、ＯＮのディジタル信号、反対に負荷制御値の値が１０００ｋｗに満たない場合はＯＦＦのディジタル信号を転送する。

そして、ディジタル信号がＯＮのときは負荷制御値から２分の１の値を減算し、算出された値を残数値１として保持し、ＯＦＦ状態のときには制御値そのものを残数値１として保持して第２演算へアナログ転送する。

以下、第２演算以降は第１演算と同様に、表２に示すようにＯＮ、ＯＦＦのディジタル信号を転送しながらバンクＮｏ１からバンクＮｏ７までのＯＮ／ＯＦＦの出力判断を行う。

この場合、第一演算から第七演算までの周期を約０．１秒以内に完了させることにより、ＯＮ／ＯＦＦ信号をほぼ同時に出力することが必要である。

前述した装置例及び方法例を用いた本発明の実施例１、及び実施例２を図４及び５の単線結線図を用いて説明する。

はじめに、図４を用いて、上述の図２に示す高圧負荷装置γ１に対し、制御器ＣＶ、押しボタンスイッチＳＷを介するとともに、電力ケーブルＰＣに変圧器ＴＲを介して接続することにより高圧αＨと低圧バンクαＬの混用を可能とする高圧負荷装置γ２の構成を説明する。

これまでの負荷装置例と同様に、抵抗体バンクを２分の１ずつに７等級分割し、制御器ＣＶを用いて負荷制御値の設定を行う高圧負荷装置においては、連続的な負荷の加減は可能であるが、開閉器がＯＮ状態となる動作を１動作とし、０ｋｗから２０００ｋｗまでの負荷特性試験を順に実行した場合、抵抗体バンクα１が１動作に対し、抵抗体バンクα７の動作数はおよそ６４回にのぼるため、開閉器ＣＬの開閉頻度の高い抵抗体バンクはより寿命が短くなると言える。

そこで、上記低圧状況下における開閉器の寿命が長いことを利用し、開閉頻度の高い抵抗体バンクα４〜α７を変圧器ＴＲを介して低圧バンクαＬとして利用することにより、開閉器寿命を持続させることが可能になる。

図４に示すように、高圧負荷装置γ２において、利用頻度の低い抵抗体バンクα１〜α３に対しては、高圧開閉器ＣＨ及び制御器ＣＶのみを介し高圧バンクαＨとし、利用頻度の高い抵抗体バンクα４〜α７に対しては、変圧器ＴＲ、低圧開閉器ＣＬを介することにより低圧バンクαＬ群へと変換する。

さらに高圧バンクαＨと低圧バンクαＬとの混用は、一般的に高圧開閉器の動作時間は約１０秒を要するため、開閉頻度の高い抵抗体バンクαＬを低圧開閉器ＣＬにすることにより時間短縮が可能となるという優れた効果をももたらす。

次に、図５を用いて、半導体開閉器を用いた負荷装置の実施例を説明する。

負荷制御値付近での負荷の調整の際や、他の抵抗体バンクの輻射熱や、開閉、または外気気温により変化する負荷の細かい補正は、小容量の抵抗体バンクの消耗が激しくさせるため、小容量抵抗体バンクα５〜α７の負担軽減を図り半導体開閉器ＳＥを混用させる。

図５は高圧負荷装置γ３における半導体開閉器を混用させた単線結線図であるが、上述の図４における高圧負荷装置にさらに半導体開閉器ＳＥを混用させたものであり、抵抗体バンクα４〜α７に対し変圧器ＴＲを介し電力ケーブルＰＣに接続した後、抵抗体バンクα４には低圧開閉器ＣＬを介し、抵抗体バンクα５〜α７には半導体開閉器ＳＥを介して電力ケーブルＰＣに接続することとする。

高圧負荷装置γ３に対し高圧抵抗体バンクαＨと低圧抵抗体バンクαＬの混用に加え、さらに半導体開閉器ＳＥを混用させることにより、開閉頻度の高い小容量の抵抗体バンクであっても、長期利用が可能な高圧負荷装置γ３として利用することができる。

以上、本発明の最良の形態及び実施例１乃至２について説明してきたが、本発明では必ずしも上述の手段のみに限定されず、前述の効果を達成する範囲内で、適宜変更実施可能である。

本発明の負荷演算制御装置例にかかる抵抗体バンクの配置構成図である。 本発明の高圧負荷演算制御装置例にかかる抵抗体バンクの単線結線図である。 本発明の負荷演算制御装置例にかかる制御器及び押しボタンスイッチの配置構成図である。 本発明の負荷演算制御装置例にかかる高圧負荷演算制御装置に変圧器を介して低圧バンクを用いた高圧負荷装置の単線結線図である。 本発明の実施例における半導体開閉器を用いるとともに、高圧負荷演算制御装置に変圧器を介して低圧バンクを用いた高圧負荷装置の単線結線図である。 従来の乾式高圧負荷装置の単線結線図であり、抵抗体バンクを段階的に組合せ分割した構成例を示す単線結線図である。

符号の説明

α、α１、α２、α３、α４、α５、α６、α７、α８…抵抗体バンク
αＬ…低圧バンク群
αＨ…高圧バンク群
γ１、γ２、γ３、γ´…高圧負荷装置
Ｇ…電源装置
Ｖ…電圧計
Ａ…電流計
Ｐ…電力計
ＰＣ…電力ケーブル
ＧＲ…地絡継電器
ＯＣＲ…過電流継電器
ＣＢ…主遮断機
ＣＢＨ…高圧用主遮断機
ＣＬ…低圧開閉器
ＣＨ…高圧開閉器
ＣＶ…制御器
ＯＣ…比較演算転送回路
ＭＣ…制御値記憶演算回路
ＭＶ…制御値計測器
ＳＷ…押しボタンスイッチ
ＳＥ…半導体開閉器

Claims (8)

1. 発電機の負荷特性試験に関して、抵抗体バンク群を複数に分割するに際し、全抵抗体の電力容量を比較演算より上位から下位等級に順次漸減算出された各抵抗体バンクに分割、割り当てし、設定目標とする値の近似値をとるため上位から下位等級に亙り順次前記各抵抗体バンクのＯＮ／ＯＦＦの組合せを自動的に調整して加減算する高圧負荷演算制御方法であって、
   まず、電源装置に電力ケーブルを介して接続された前記抵抗体バンク群を複数（２〜Ｎ［Ｎは自然数］）に分割した後、当該抵抗体バンク群の全最大電力容量を２進法に基づき、２分の１から２ｎ−１分の１に相当する電力容量の上位から下位等級に順次漸減算出された値を分割された第１から第Ｎの各抵抗体バンクに割り当て、
   次に、前記各抵抗体バンクに接続された制御手段で、目標値とする前記負荷制御値を設定後、当該制御手段内の比較演算転送回路内の第１の演算手段にて、対応する第１の前記抵抗体バンクが保持する電力容量と、前記負荷制御値を比較し、当該負荷制御値が当該電力容量以上であれば、当該電力容量を当該負荷制御値から減算し残数値として記憶保持するとともに第２の演算手段に残数値をアナログ転送し、前記第１の抵抗体バンクにＯＮ状態を示すディジタル信号を転送する一方、当該負荷制御値が当該電力容量以下であれば、当該負荷制御値を第２の演算手段にアナログ転送し、
   以下、前記第２の演算から第Ｎの演算まで、次上位の演算手段より受け取った前記残数値と、次下位等級の抵抗体バンクの電力容量とを順次比較して行き、当該残数値が各対応する当該抵抗体バンクの電力容量以上であれば、当該電力容量を当該残数値からその都度減算し、次下位等級残数値として記憶保持し次下位等級の演算手段に当該下位残数値をアナログ転送するとともに、当該各第２から第Ｎの演算手段に各対応した前記抵抗体バンクに対し、ＯＮ状態を示すディジタル信号を転送する一方、前記次上位等級残数値が前記電力容量以下であれば、当該次上位等級残数値を次下位等級残数値として次下位等級の演算手段にアナログ転送して逐次実施し、
   高圧負荷状態において、開閉頻度の高い抵抗体バンクに対し、変圧手段を用いて低圧に変換するとともに、低圧抵抗体バンク群内の特に小容量の抵抗体バンクに半導体開閉手段を介することにより、抵抗体バンクの負荷を軽減させる、
   ことを特徴とする、高圧負荷演算制御方法。
2. 前記負荷制御値は、
   前記制御手段に接続された押しボタンスイッチのＵＰボタンを押すと増加方向への変更値が前記制御手段の制御値記憶演算回路に転送され、当該制御値記憶演算回路に保持された値を更新増加させる一方、
   当該押しボタンスイッチのＤＯＷＮボタンを押すと減少方向への変更値が前記制御値記憶演算回路に転送され、当該制御値記憶演算回路に保持された前記値を更新減少させることにより目標値設定される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の高圧負荷演算制御方法。
3. 前記分割した等級数Ｎは、
   ７等級であって、前記抵抗体バンク群の全最大電力容量を２進法に基づき２分の１から１２８分の１まで７等級に分割する、
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の高圧負荷演算制御方法。
4. 前記抵抗体バンク群の前記全最大電力容量は、
   前記分割した等級数Ｎのうち、必要な同等級の前記抵抗体バンクを複数並設して増加変更可能とする、
   ことを特徴とする、請求項１、２又は３に記載の高圧負荷演算制御方法。
5. 発電機の負荷特性試験に関して、抵抗体バンク群を複数に分割するに際し、全抵抗体の電力容量を比較演算で上位から下位等級に順次漸減算出された各抵抗体バンクに分割、割り当てし、設定目標とする負荷制御値の近似値をとるため上位から下位等級に亙り順次前記各抵抗体バンクのＯＮ／ＯＦＦの組合せを自動的に選択して加減算出する高圧負荷演算制御装置であって、
   前記電源装置に接続した電力ケーブル端に分岐接続して抵抗体バンクを２以上（２〜Ｎ［Ｎは自然数］）に分割するため、当該抵抗体バンク群の全電力容量を上位から下位等級に順次漸減算出して分割割り当てした複数の抵抗体バンクと、
   当該抵抗体バンク群の各抵抗体バンクそれぞれに介接し、当該各抵抗体バンクのＯＮ／ＯＦＦの切換を行う開閉器と、
   設定された前記負荷制御値を記憶してアナログ転送する制御値記憶演算回路と、当該制御値記憶演算回路より転送されてきた当該負荷制御値と前記各第１から第Ｎの抵抗体バンクに対応した当該各抵抗体バンクと前記電力容量との比較、減算を行う第１から第Ｎに亙る逐次演算を実行するとともに、当該演算にて算出されたディジタル信号を各対応する前記開閉器に転送して開閉実行する比較演算転送回路とを有する制御器と、
   前記制御値記憶演算回路内に設定保持された負荷制御値に対して増加方向へ当該負荷制御値を変更させるアナログ値を発信するＵＰボタンと、減少方向へ当該負荷制御値を変更させるアナログ値を発信するＤＯＷＮボタンを有する押しボタンスイッチと、を具備し、
   高圧負荷環境下において、前記抵抗体バンク群内の下位電力容量を保持する複数の前記各抵抗体バンクに前記変圧器を介設し、当該変圧器を介設した当該核抵抗体バンクを低圧抵抗体バンク群とするとともに、当該低圧抵抗体バンク群のそれぞれの当該各抵抗体バンクに半導体開閉器を介設可能とする、
   ことを特徴とする、高圧負荷演算制御装置。
6. 前記分割した等級数Ｎは、
   ７等級であって、前記全最大電力容量の１／２、１／４、１／８、１／１６、１／３２、１／６４、１／１２８の電力容量を各等級は分割保持する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の高圧負荷演算制御装置。
7. 前記抵抗体バンク群は、
   前記分割した等級Ｎの内、必要な同等級の抵抗体バンクを複数並設する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の高圧負荷荷演算制御装置。
8. 前記電力ケーブルは、
   途中に介接した主遮断機を挟んで負荷側に過電流継電器及び電流計を、かつ電源側に地絡継電器及び電圧計をさらに当該電流計と当該電圧計を跨いで電力計をそれぞれ接続する、
   ことを特徴とする請求項５、６又は７に記載の高圧負荷演算制御装置。
   

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