JP2010051119A - 水力発電機絶縁回復装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水力発電機絶縁回復装置は、第1および第2の水力発電機11,12の発電機界磁回路の絶縁低下を検出するための第1および第2の界磁地絡継電器51,52と、第1の水力発電機11に設置された第1の排気ダクト21と第2の水力発電機12に設置された第2の排気ダクト22とを連通する箇所に設けられた絶縁回復用ダンパー20と、第2の界磁地絡継電器52によって停止中の第2の水力発電機12の発電機界磁回路の絶縁低下が検出されると絶縁回復用ダンパー20を開いて、運転中の第1の水力発電機11によって温められた空気を第2の水力発電機12に供給するための絶縁回復用ダンパー制御回路10とを具備する。
【選択図】図1
Description
運転中の第1の水力発電機11の発電機界磁回路の絶縁が低下した場合には、第1の界磁巻線1a1の正極側と接地との間に接続された第1の界磁地絡継電器51に整定値以上の事故電流が入力されるため、第1の界磁地絡継電器51が動作して第1の事故発生通知信号S1を第1の閉塞継電器61に出力する。
第1の閉塞継電器61は、第1の事故発生通知信号S1が第1の界磁地絡継電器51から入力されると、第1の水力発電機11を停止するように指示する第1の停止指示信号を発電機励磁回路4に出力する。
発電機励磁回路4は、第1の停止指示信号が第1の閉塞継電器61から入力されると、第1の励磁電流I1の第1の界磁巻線1a1への供給を中止する。これにより、第1の水力発電機11は停止する。
また、下記の特許文献3には、蒸気タービンがトリップしてもガスタービンをトリップさせることなく連続してプラントを運転することのできるように、蒸気タービンの回転体とガスタービンの回転体との間に回転体の切放しおよび結合を可能とする、かつ、動力伝達装置制御装置によって制御される動力伝達装置が設けられているとともに、ガスタービンの排気経路を切り換えるための排熱回収ボイラバイパスダクトおよびガスダンパーが配設されており、ガスダンパーの動作がダンパー制御装置によって制御されるガスタービン運転継続装置が開示されている。
その結果、第2の水力発電機12の運転開始時に第2の水力発電機12の第2の界磁巻線1a2に発電機励磁回路4から第2の励磁電流I2を供給して始めて、上述した第1の界磁地絡継電器51と同様にして第2の界磁地絡継電器52が動作して第2の事故発生通知信号S2を第2の閉塞継電器62に出力し、第2の閉塞継電器62が第2の水力発電機12を停止するように指示する第2の停止指示信号を発電機励磁回路4に出力する。これにより、発電機励磁回路4が第2の励磁電流I2の第2の界磁巻線1a2への供給を中止して、第2の水力発電機12を停止する。
また、このときに警報が発せられるので、作業員が現地に出向いて、第2の水力発電機12の発電機界磁回路の絶縁を回復させるための乾燥運転(無負荷無励磁運転)を実施している。
しかし、この場合には、高温で乾燥した空気が発電機室内を循環して発電機室の室温が上昇するため、第1および第2の水力発電機11,12の軸受けの温度が上昇して第1および第2の水力発電機11,12の軸受けメタルが焼損したり第1および第2の水力発電機11,12の寿命が低下したりするおそれがあるという問題がある。
ここで、前記絶縁低下検出手段が、運転中の前記第1の水力発電機の第1の界磁巻線(1a1)に第1の励磁電流(I1)を供給するとともに停止中の前記第2の水力発電機の第2の界磁巻線(1a2)にも第2の励磁電流(I2)を供給する発電機励磁回路(4’)と、前記第1の水力発電機の前記第1の界磁巻線に接続された第1の界磁地絡継電器(51)および前記第2の水力発電機の前記第2の界磁巻線に接続された第2の界磁地絡継電器(52)とを備え、前記絶縁回復用ダンパー制御回路が、前記第2の界磁地絡継電器によって停止中の前記第2の水力発電機の発電機界磁回路の絶縁低下が検出されると、前記絶縁回復用ダンパーを開くための制御信号(VCON)を該絶縁回復用ダンパーに出力してもよい。
前記第1の界磁地絡継電器によって運転中の前記第1の水力発電機の発電機界磁回路の絶縁低下が検出されても、前記絶縁回復用ダンパー制御回路が前記制御信号を前記絶縁回復用ダンパーに出力しなくてもよい。
前記第2の界磁地絡継電器によって停止中の前記第2の水力発電機の発電機界磁回路の絶縁低下が検出されても、前記発電機励磁回路が該第2の水力発電機の前記第2の界磁巻線に前記第2の励磁電流を供給し続けてもよい。
前記第1の界磁地絡継電器によって運転中の前記第1の水力発電機の発電機界磁回路の絶縁低下が検出されると、前記発電機励磁回路が該第1の水力発電機の前記第1の界磁巻線への前記第1の励磁電流の供給を中止して、該第1の水力発電機を緊急停止させてもよい。
本発明の水力発電機絶縁回復装置は、以下に示す2つの点を特徴とする。
(1)停止中の水力発電機の界磁巻線にも発電機励磁回路から励磁電流を供給しておき、停止中の水力発電機の発電機界磁回路の絶縁低下を界磁地絡継電器によって監視できるようにする。
(2)絶縁回復用ダンパーを介して2つの排気ダクトを連通させておき、停止中の水力発電機の発電機界磁回路の絶縁低下が界磁地絡継電器によって検出されると、絶縁回復用ダンパーを開くことにより、運転中の水力発電機によって温められた空気(高温で乾燥した空気)を停止中の水力発電機に供給して停止中の水力発電機を乾燥させる。
また、図1に示す発電機励磁回路4’は、以下に示す2つの点で図4に示した発電機励磁回路4と相違する。
(1)第1および第2の水力発電機11,12が停止中でも第1および第2の励磁電流I1,I2を第1および第2の界磁巻線1a1,1a2に供給する。なお、停止中の第1および第2の水力発電機11,12の第1および第2の界磁巻線1a1,1a2に第1および第2の励磁電流I1,I2を供給しても、第1および第2の水力発電機11,12が備える第1および第2の水車(不図示)に水が流されない限り第1および第2の水力発電機11,12は発電しない。
(2)第1の運転中通知信号T1(第1の水力発電機11が運転中であるとハイレベルの信号)と第2の運転中通知信号T2(第2の水力発電機12が運転中であるとハイレベルの信号)とを絶縁回復用ダンパー制御回路10に出力する。
このため、絶縁回復用ダンパー制御回路10は、図2に示すように、第1の界磁地絡継電器51から入力される第1の事故発生通知信号S1と発電機励磁回路4’から入力される第1の運転中通知信号T1の極性を反転した信号との論理積をとる第1の論理積回路111と、第2の界磁地絡継電器52から入力される第2の事故発生通知信号S2と発電機励磁回路4’から入力される第2の運転中通知信号T2の極性を反転した信号との論理積をとる第2の論理積回路112と、第1の論理積回路111の出力信号と第2の論理積回路112の出力信号との論理和をとる論理和回路12とを備える。ここで、制御信号VCONは論理和回路12から出力される。
その結果、絶縁回復用ダンパー制御回路10の論理和回路12には第1および第2の論理積回路111,112のロウレベルの出力信号が入力されているため、論理和回路12から絶縁回復用ダンパー20に出力される制御信号VCONはロウレベルとなっているので、絶縁回復用ダンパー20は図3(a)に黒塗りで示すように閉じられている。
なお、第1の水力発電機11は運転中であるため、ハイレベルの第1の運転中通知信号T1が発電機励磁回路4’から絶縁回復用ダンパー制御回路10に出力されている。また、第2の水力発電機12は停止中であるため、ロウレベルの第2の運転中通知信号T2が発電機励磁回路4’から絶縁回復用ダンパー制御回路10に出力されている。
その結果、絶縁回復用ダンパー制御回路10の論理和回路12には第2の論理積回路112からハイレベルの出力信号が入力されるため、論理和回路12から絶縁回復用ダンパー20に出力される制御信号VCONはロウレベルからハイレベルとなるので、絶縁回復用ダンパー20は図3(b)に白抜きで示すように開かれる。
これにより、運転中の第1の水力発電機11によって温められた空気(高温で乾燥した空気)が第1の排気ダクト21,絶縁回復用ダンパー20および第2の排気ダクト22を通って第2の水力発電機12に供給されるため、第2の水力発電機12が乾燥される。
その結果、絶縁回復用ダンパー制御回路10の第2の論理積回路112に入力される第2の事故発生通知信号S2はハイレベルからロウレベルとなるため、第2の論理積回路112の出力信号はハイレベルからロウレベルとなる。
これにより、絶縁回復用ダンパー制御回路10の論理和回路12に入力される第1および第2の論理積回路111,112の出力信号は共にロウレベルとなるため、論理和回路12から絶縁回復用ダンパー20に出力される制御信号VCONはハイレベルからロウレベルとなるので、絶縁回復用ダンパー20は図3(a)に黒塗りで示すように閉じられる。
その結果、絶縁回復用ダンパー制御回路10の第1の論理積回路111に入力される第1の運転中通知信号T1はハイレベルからロウレベルとなるが、第1の論理積回路111に入力される第1の事故発生通知信号S1はハイレベルからロウレベルとなるため、第1の論理積回路111の出力信号はロウレベルのままとなる。
これにより、絶縁回復用ダンパー制御回路10の論理和回路12に入力される第1および第2の論理積回路111,112の出力信号は共にロウレベルのままとなるため、論理和回路12から絶縁回復用ダンパー20に出力される制御信号VCONはロウレベルのままとなるので、絶縁回復用ダンパー20は図3(a)に黒塗りで示すように閉じられたままとなる。
1a1,1a2 第1および第2の界磁巻線
21,22 第1および第2の排気ダクト
31,32 第1および第2の排気ダンパー
4、4’ 発電機励磁回路
51,52 第1および第2の界磁地絡継電器
61,62 第1および第2の閉塞継電器
10 絶縁回復用ダンパー制御回路
111,112 第1および第2の論理積回路
12 論理和回路
20 絶縁回復用ダンパー
I1,I2 第1および第2の励磁電流
S1,S2 第1および第2の事故発生通知信号
T1,T2 第1および第2の運転中通知信号
VCON 制御信号
Claims (5)
- 第1および第2の水力発電機(11,12)のうち該第1の水力発電機が運転中であるとともに該第2の水力発電機が停止中である場合に該第2の水力発電機の発電機界磁回路の絶縁低下が生じた際に該第2の水力発電機の発電機界磁回路の絶縁を回復するための水力発電機絶縁回復装置であって、
前記第1および第2の水力発電機の発電機界磁回路の絶縁低下を検出するための絶縁低下検出手段と、
前記第1の水力発電機に設置された第1の排気ダクト(21)と前記第2の水力発電機に設置された第2の排気ダクト(22)とを連通する箇所に設けられた絶縁回復用ダンパー(20)と、
前記絶縁低下検出手段によって停止中の前記第2の水力発電機の発電機界磁回路の絶縁低下が検出されると前記絶縁回復用ダンパーを開いて、運転中の前記第1の水力発電機によって温められた空気を前記第1の排気ダクト、該絶縁回復用ダンパーおよび前記第2の排気ダクトを通して該第2の水力発電機に供給するための絶縁回復用ダンパー制御回路(10)と、
を具備することを特徴とする、水力発電機絶縁回復装置。 - 前記絶縁低下検出手段が、
運転中の前記第1の水力発電機の第1の界磁巻線(1a1)に第1の励磁電流(I1)を供給するとともに停止中の前記第2の水力発電機の第2の界磁巻線(1a2)にも第2の励磁電流(I2)を供給する発電機励磁回路(4’)と、
前記第1の水力発電機の前記第1の界磁巻線に接続された第1の界磁地絡継電器(51)および前記第2の水力発電機の前記第2の界磁巻線に接続された第2の界磁地絡継電器(52)とを備え、
前記絶縁回復用ダンパー制御回路が、前記第2の界磁地絡継電器によって停止中の前記第2の水力発電機の発電機界磁回路の絶縁低下が検出されると、前記絶縁回復用ダンパーを開くための制御信号(VCON)を該絶縁回復用ダンパーに出力する、
ことを特徴とする、請求項1記載の水力発電機絶縁回復装置。 - 前記第1の界磁地絡継電器によって運転中の前記第1の水力発電機の発電機界磁回路の絶縁低下が検出されても、前記絶縁回復用ダンパー制御回路が前記制御信号を前記絶縁回復用ダンパーに出力しないことを特徴とする、請求項2記載の水力発電機絶縁回復装置。
- 前記第2の界磁地絡継電器によって停止中の前記第2の水力発電機の発電機界磁回路の絶縁低下が検出されても、前記発電機励磁回路が該第2の水力発電機の前記第2の界磁巻線に前記第2の励磁電流を供給し続けることを特徴とする、請求項2または3記載の水力発電機絶縁回復装置。
- 前記第1の界磁地絡継電器によって運転中の前記第1の水力発電機の発電機界磁回路の絶縁低下が検出されると、前記発電機励磁回路が該第1の水力発電機の前記第1の界磁巻線への前記第1の励磁電流の供給を中止して、該第1の水力発電機を緊急停止させることを特徴とする、請求項2乃至4いずれかに記載の水力発電機絶縁回復装置。
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