JP2013141370A - Automatic generator voltage regulation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複合発電設備に適用する発電機自動電圧調整装置に関するものである。 The present invention relates to a generator automatic voltage regulator applied to a combined power generation facility.
従来の発電設備に適用されている発電機自動電圧調整装置では、発電機主回路の計器用変成器から電圧と電流を入力する入力変換ユニット、制御演算を行うCPUユニット及びサイリスタ励磁装置へ制御点弧パルスを出力する点弧ユニットなどから構成されているが、これら機能ユニットは常用系と待機系の2台備え、信頼性の高い2重化構成としている。蒸気タービン発電機とガスタービン発電機の異なる複数台の発電機で構成される複合発電設備の場合は、発電機台数分の2重化発電機自動電圧調整装置を設置している。
また、発電機自動電圧調整装置と同様に発電機の補機は重要な設備ではあるが、全ての補機に対して、予備補機を設けることは設置スペースやコスト面で改善する余地があるため、予備補機を共用し、この予備補機の運転を円滑に行うことができる予備補機制御装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
In the automatic generator voltage regulator applied to the conventional power generation equipment, the control point to the input conversion unit that inputs voltage and current from the instrument transformer of the generator main circuit, the CPU unit that performs control calculation, and the thyristor excitation device It is composed of an ignition unit that outputs an arc pulse, etc., but these functional units are provided with two units, a normal system and a standby system, and have a highly reliable dual configuration. In the case of a combined power generation facility composed of a plurality of generators of different steam turbine generators and gas turbine generators, double generator automatic voltage regulators are installed for the number of generators.
As with the automatic generator voltage regulator, generator auxiliary equipment is an important facility, but providing all auxiliary equipment with spare auxiliary equipment has room for improvement in terms of installation space and cost. Therefore, a spare auxiliary machine control device that shares a spare auxiliary machine and can smoothly operate the spare auxiliary machine has been proposed (for example, see Patent Document 1).
発電機台数分の2重化自動電圧調整装置を発電機毎に適用する構成では、高信頼性で稼働率が高い反面、製造コストが高くなるため、複合発電設備に適用する場合には導入コストの面で問題がある。
また、特許文献1提案の装置では、複数台の常用補機全てが同一であることを前提としており、常用補機の仕様が異なる場合は、そのまま適用できないという問題がある。
In the configuration in which dual automatic voltage regulators for the number of generators are applied to each generator, the operating rate is high, but the manufacturing cost is high. There is a problem in terms of.
Further, the apparatus proposed in Patent Document 1 is based on the premise that all of a plurality of common auxiliary machines are the same, and there is a problem that it cannot be applied as it is when the specifications of the common auxiliary machines are different.
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、従来の2重化構成と同等の信頼性と稼働率を維持しながら、制御対象の発電機の仕様に応じて、常用系自動電圧調整装置の発電機の電圧調整方法が異なっても、対応可能な低コストの発電機自動電圧調整装置を提供することを目的とする。 This invention has been made to solve the above problems, and according to the specifications of the generator to be controlled while maintaining the same reliability and operating rate as the conventional duplex configuration, It is an object of the present invention to provide a low-cost generator automatic voltage regulator that can be used even when the generator voltage regulation method of the normal system automatic voltage regulator is different.
この発明に係る発電機自動電圧調整装置は、並列運転している複数台のそれぞれ各発電機の発電機電圧・電流を電気量入力信号として取り込む常用系電気量入力手段と、それぞれ各発電機への制御出力信号である発電機界磁電流制御指令を生成する常用系制御出力手段と、発電機電圧の自動調整を行う常用系ディジタル演算手段とを備えた複数台の常用系自動電圧調整装置と、常用系自動電圧調整装置とは別にそれぞれ各発電機の発電機電圧・電流を電気量入力信号として取り込む待機系電気量入力手段と、それぞれ各発電機への制御出力信号である発電機界磁電流制御指令を生成する待機系制御出力手段と、発電機電圧の自動調整を行う待機系ディジタル演算手段とを備えた1台の待機系自動電圧調整装置と、常用系自動電圧調整装置に異常が発生した場合、この異常を検出し電気量入力信号と制御出力信号の入出力を異常が発生した常用系自動電圧調整装置から待機系自動電圧調整装置に切り替える入出力切替器を備え、さらに、異常が発生した常用系自動電圧調整装置の制御対象の発電機の特性に応じて待機系自動電圧調整装置は発電機の電圧を調整する機能を備えたものである。 The generator automatic voltage regulator according to the present invention includes a normal system electric quantity input means for taking in a generator voltage / current of each of a plurality of generators operating in parallel as an electric quantity input signal, and to each generator. A plurality of normal system automatic voltage regulators, including a normal system control output means for generating a generator field current control command that is a control output signal of the system, and a normal system digital calculation means for automatically adjusting the generator voltage; In addition to the normal system automatic voltage regulator, a standby system electric quantity input means for taking in the generator voltage and current of each generator as an electric quantity input signal, respectively, and a generator field that is a control output signal to each generator. The standby system control output means for generating the current control command and the standby system digital calculation means for automatically adjusting the generator voltage are different from each other in the standby system automatic voltage regulator and the normal system automatic voltage regulator. When this occurs, an input / output switch that detects this abnormality and switches the input / output of the electric quantity input signal and the control output signal from the normal automatic voltage regulator in which the abnormality has occurred to the standby automatic voltage regulator is provided. The standby automatic voltage adjusting device has a function of adjusting the voltage of the generator according to the characteristics of the generator to be controlled by the normal automatic voltage adjusting device in which an abnormality has occurred.
この発明に係る発電機自動電圧調整装置は、並列運転している複数台のそれぞれ各発電機の発電機電圧・電流を電気量入力信号として取り込む常用系電気量入力手段と、それぞれ各発電機への制御出力信号である発電機界磁電流制御指令を生成する常用系制御出力手段と、発電機電圧の自動調整を行う常用系ディジタル演算手段とを備えた複数台の常用系自動電圧調整装置と、常用系自動電圧調整装置とは別にそれぞれ各発電機の発電機電圧・電流を電気量入力信号として取り込む待機系電気量入力手段と、それぞれ各発電機への制御出力信号である発電機界磁電流制御指令を生成する待機系制御出力手段と、発電機電圧の自動調整を行う待機系ディジタル演算手段とを備えた1台の待機系自動電圧調整装置と、常用系自動電圧調整装置に異常が発生した場合、この異常を検出し電気量入力信号と制御出力信号の入出力を異常が発生した常用系自動電圧調整装置から待機系自動電圧調整装置に切り替える入出力切替器を備え、さらに、異常が発生した常用系自動電圧調整装置の制御対象の発電機の特性に応じて待機系自動電圧調整装置は発電機の電圧を調整する機能を備えたものであるため、従来の2重化構成と同等の信頼性と稼働率を維持しながら、常用系自動電圧調整装置の発電機の電圧調整方法が異なっても、対応可能な低コストの発電機自動電圧調整装置を提供することができる。 The generator automatic voltage regulator according to the present invention includes a normal system electric quantity input means for taking in a generator voltage / current of each of a plurality of generators operating in parallel as an electric quantity input signal, and to each generator. A plurality of normal system automatic voltage regulators, including a normal system control output means for generating a generator field current control command that is a control output signal of the system, and a normal system digital calculation means for automatically adjusting the generator voltage; In addition to the normal system automatic voltage regulator, a standby system electric quantity input means for taking in the generator voltage and current of each generator as an electric quantity input signal, respectively, and a generator field that is a control output signal to each generator. The standby system control output means for generating the current control command and the standby system digital calculation means for automatically adjusting the generator voltage are different from each other in the standby system automatic voltage regulator and the normal system automatic voltage regulator. When this occurs, an input / output switch that detects this abnormality and switches the input / output of the electric quantity input signal and the control output signal from the normal automatic voltage regulator in which the abnormality has occurred to the standby automatic voltage regulator is provided. The standby automatic voltage regulator is provided with a function of adjusting the voltage of the generator according to the characteristics of the generator to be controlled by the normal automatic voltage regulator in which an abnormality has occurred. Thus, it is possible to provide a low-cost automatic generator voltage regulator that can be used even when the generator voltage adjustment method of the regular automatic voltage regulator is different, while maintaining the same reliability and operating rate.
実施の形態1.
実施の形態1は、複合発電設備における複数台の発電機に対応した各々の常用系自動電圧調整装置と、1台の待機系自動電圧調整装置とを備え、複数台の発電機の容量・仕様が異なるため電圧調整方法が異なっても、常用系自動電圧調整装置に異常が発生時に対応可能な発電機自動電圧調整装置に関するものである。
以下、本願発明の実施の形態1の構成、動作について、複合発電向け発電機自動電圧調整装置のシステム全体構成図である図1に基づいて説明する。
Embodiment 1 FIG.
The first embodiment is provided with each normal automatic voltage regulator corresponding to a plurality of generators in a combined power generation facility and one standby automatic voltage regulator, and the capacity and specifications of the plurality of generators. Therefore, the present invention relates to an automatic generator voltage regulator that can cope with the occurrence of an abnormality in the regular automatic voltage regulator even if the voltage regulation method is different.
Hereinafter, the configuration and operation of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 which is an overall system configuration diagram of a generator automatic voltage regulator for combined power generation.
図1は、複合発電向け発電機自動電圧調整装置を含む複合発電所の電気系統全体の構成を示す。図1において、電気系統は、3台の発電機101、201、301と、発電機遮断器107、207、307と、送電系統へ電圧を昇圧する主変圧器108と、送電系統109などの電気設備が、遮断器、断路器で相互に接続され一つの電力系統網を構成している。
サイリスタ励磁装置103、203、303から界磁遮断器104、204、304を介して、各々対応する発電機の界磁巻線102、202、302に直流界磁電流が供給され、各発電機の電圧制御は界磁電流を調整して行なわれる。
FIG. 1 shows a configuration of an entire electric system of a combined power plant including a generator automatic voltage regulator for combined power generation. In FIG. 1, the electric system includes three
A dc field current is supplied from the
次に、発電機自動電圧調整装置1の構成について説明する。
実施の形態1では、例として発電機自動電圧調整装置1は、3台の発電機101、201、301に対応した3台の常用系自動電圧調整装置110、210、310と1台の待機系自動電圧調整装置410とから構成される場合を説明する。
なお、第1から第3の常用系自動電圧調整装置110、210、310は同じ構成で機能・動作も同じであるため以下の説明では、特に必要がない限り第1の常用系自動電圧調整装置110を代表として説明する。
また、明細書および図面中において、例えば正式には「常用系入力変換ユニット112」と記載すべきところ、符番号等で「常用系」であることが明らかな場合は、「常用系」を省略して「入力変換ユニット112」と記載する。
Next, the configuration of the generator automatic voltage regulator 1 will be described.
In the first embodiment, as an example, the automatic generator voltage regulator 1 includes three normal
The first to third common system
In addition, in the specification and drawings, for example, “formal system input conversion unit 112” should be officially described. However, when it is clear that “ordinary system” is indicated by a number or the like, “common system” is omitted. And described as “input conversion unit 112”.
第1の常用系自動電圧調整装置110は、発電機101の界磁巻線102の界磁電流を調整する常用系装置であり、制御演算を行う常用系CPUユニット111と、発電機主回路の計器用変成器である電圧検出器105と電流検出器106から電圧と電流を入力する常用系入力変換ユニット112と、常用系入力変換ユニット112の出力を常用系CPUユニット111で処理できるディジタル信号に変換する常用系アナログ入力ユニット113と、発電機101の界磁巻線102の界磁電流を調整するためにサイリスタ励磁装置103へ制御点弧パルス出力信号を出力する常用系点弧ユニット114とから構成されており、1重系の構成である。
なお、常用系ディジタル演算手段は常用系CPUユニット111が相当し、常用系電気量入力手段は常用系入力変換ユニット112と常用系アナログ入力ユニット113が相当し、常用系制御出力手段は常用系点弧ユニット114が相当し、発電機界磁電流制御指令は制御点弧パルス出力信号が相当する。
The first common system
The normal system digital operation means corresponds to the normal system CPU unit 111, the normal system electric quantity input means corresponds to the normal system input conversion unit 112 and the normal system analog input unit 113, and the normal system control output means corresponds to the normal system point. The
第2の常用系自動電圧調整装置210および第3の常用系自動電圧調整装置310も、第1の常用系自動電圧調整装置110と同じ1重系の構成であり、各発電機201、301の界磁巻線202、302の界磁電流を調整する。
The second normal system
また、各常用系自動電圧調整装置110、210、310は、各々内部に異常を検出する自己診断機能(図示なし)を有しており、検出した異常信号を待機系自動電圧調整装置410、具体的には後述する入出力切替器421、422、423へ出力する。
なお、発電機自動電圧調整装置は、通常手動操作可能な電圧設定器を備えているが、図1では省略している。
Each of the normal system
Note that the generator automatic voltage regulator is normally provided with a voltage setting device that can be manually operated, but is omitted in FIG.
次に、待機系自動電圧調整装置410の構成について説明する。
待機系自動電圧調整装置410は、第1の常用系自動電圧調整装置110と同様に、待機系CPUユニット411、待機系入力変換ユニット412、待機系アナログ入力ユニット413及び待機系点弧ユニット414を備える。また待機系自動電圧調整装置410は、常用系から待機系へ入出力を切り替える機能を有する入出力切替器421、422、423を備える。さらに、待機系自動電圧調整装置410は、どの常用系自動電圧調整装置が異常になったかを判断して、対応する発電機の容量・仕様に合わせた電圧調整を行うために第1の入出力切替器421から異常が発生した常用系自動電圧調整装置の情報を受信するディジタル入力ユニット415を備える。
入出力切替器421、422、423は、発電機101、201、301の系統との接続を切り替え可能なポジション(入出力接点)を有しており、発電機101、201、301の各々の主回路から電圧、電流入力信号を入力し制御点弧パルス出力信号を出力することができる。具体的には、発電機の電圧検出器からの電圧信号、発電機の電流検出器からの電流信号を待機系自動電圧調整装置410の待機系入力変換ユニット412に入力し、待機系点弧ユニット414から制御点弧パルス出力信号を発電機のサイリスタ励磁装置へ出力する。
なお、待機系ディジタル演算手段は待機系CPUユニット411が相当し、待機系電気量入力手段は待機系入力変換ユニット412と待機系アナログ入力ユニット413が相当し、待機系制御出力手段は待機系点弧ユニット414が相当する。
Next, the configuration of standby system
The standby system automatic
The input /
The standby system digital operation means corresponds to the standby
待機系自動電圧調整装置410は、第1の常用系自動電圧調整装置110と同様に1重化システム構成であるが、3台の発電機101、201、301の界磁巻線102、202、302の界磁電流を調整する待機系の共用装置であり、常用系自動電圧調整装置が異常により機能を喪失した際に、入出力切替器421、422、423で常用系から待機系へ入出力を切り替えるとともに、入出力切替器421経由ディジタル入力ユニット415で受信した異常が発生した常用系自動電圧調整装置の情報に基づき、待機系CPUユニット411が対応する発電機の容量・仕様に応じた適切な電圧調整を行う。
なお、各発電機の電圧調整に必要なプログラムはあらかじめ待機系自動電圧調整装置410の待機系CPUユニット411のメモリ内に保存されており、常用系自動電圧調整装置に異常が発生した場合、どの常用系自動電圧調整装置に異常が発生したのかを示す情報に基づき、対応するプログラムが選択され実行される。
The standby system
The program necessary for voltage adjustment of each generator is stored in advance in the memory of the standby
次に、例として第1の常用系自動電圧調整装置110に異常が発生して機能喪失した場合の待機系自動電圧調整装置410の動作について説明する。
待機系自動電圧調整装置410は、第1の常用系自動電圧調整装置110の異常を検出して待機系自動電圧調整装置410の入出力先を第1の常用系自動電圧調整装置110の制御対象である発電機101の主回路にある電圧検出器105と電流検出器106へ切り替えて発電機101の電圧、電流信号を入力する。さらに待機系自動電圧調整装置410は、待機系点弧ユニット414から点弧パルス信号を発電機101のサイリスタ励磁装置103へ出力して発電機101の容量・仕様に応じた適切な電圧調整を行う。
このため、第1の常用系自動電圧調整装置110に異常が発生して機能を喪失しても、発電機101の自動電圧制御を継続して行うことができ、発電機101の稼働率を維持することができる。
Next, as an example, the operation of the standby system
The standby
For this reason, even if an abnormality occurs in the first normal system
実施の形態1の説明では、異常が発生した常用系自動電圧調整装置の情報をディジタル入力ユニット415で受信する経路を入出力切替器421経由としたが、入出力切替器422または入出力切替器423経由とすることができる。また常用系自動電圧調整装置の異常信号をディジタル入力ユニット415で直接受信する構成とすることもできる。
また、実施の形態1では、例として発電機が3台の場合を説明しているが、発電機の台数および各発電機に対応した常用系自動電圧調整装置の台数はこれに限定されない。
In the description of the first embodiment, the path for receiving the information of the normal automatic voltage regulator in which an abnormality has occurred is received by the digital input unit 415 via the input /
In the first embodiment, the case of three generators is described as an example. However, the number of generators and the number of regular automatic voltage regulators corresponding to each generator are not limited thereto.
以上説明したように、実施の形態1に係る発電機自動電圧調整装置1では、複数台の発電機に対応した複数台の常用系自動電圧調整装置と1台の共用待機系自動電圧調整装置とを備え、待機系自動電圧調整装置は複数台の発電機の各々の容量・仕様に対応した電圧調整方法を保存し、常用系自動電圧調整装置に異常が発生しても、対応する発電機の容量・仕様に応じた発電機の電圧調整を行うことができる。従って、全ての常用系装置を待機冗長の2重化構成とする必要がなく、従来の2重化構成と同等の信頼性と稼働率を維持しながら、常用系自動電圧調整装置の発電機の電圧調整方法が異なっても、対応可能な簡素な構成で低コストの発電機自動電圧調整装置を提供することができる効果がある。 As described above, in the generator automatic voltage regulator 1 according to the first embodiment, a plurality of normal automatic voltage regulators and a common standby automatic voltage regulator corresponding to a plurality of generators. The standby automatic voltage regulator stores the voltage adjustment method corresponding to the capacity and specifications of each of the multiple generators, and even if an abnormality occurs in the regular automatic voltage regulator, the corresponding generator The generator voltage can be adjusted according to the capacity and specifications. Therefore, it is not necessary for all the normal system devices to have a standby redundant dual configuration, while maintaining the same reliability and operating rate as the conventional dual configuration, Even if the voltage adjustment method is different, there is an effect that it is possible to provide a low-cost generator automatic voltage adjustment device with a simple configuration that can be handled.
実施の形態2.
実施の形態2の発電機自動電圧調整装置2は、実施の形態1の発電機自動電圧調整装置1の待機系自動電圧調整装置に常用系自動電圧調整装置の異常を検出する機能を入出力切替器から分離して、統括的な常用系異常検出器530を設けたものである。
The automatic
図2は、実施の形態2に係る発電機自動電圧調整装置2のシステム全体構成図である。図2において、図1と同一あるいは相当部分には、同一の符号を付している。
FIG. 2 is an overall system configuration diagram of the generator
実施の形態2に係る発電機自動電圧調整装置2と実施の形態1に係る発電機自動電圧調整装置1との違いは、待機系自動電圧調整装置510、特に入出力切替器521、522、523と常用系異常検出器530であるため、この差異部を中心に説明する。
The difference between the generator
まず、実施の形態2に係る発電機自動電圧調整装置2の構成を実施の形態1との差異部である待機系自動電圧調整装置510を中心に説明する。
待機系自動電圧調整装置510は、待機系CPUユニット411、待機系入力変換ユニット412、待機系アナログ入力ユニット413及び待機系点弧ユニット414を備える。また待機系自動電圧調整装置510は、常用系から待機系へ入出力を切り替える機能を有する入出力切替器521、522、523を備える。さらに、待機系自動電圧調整装置510は、常用系自動電圧調整装置からの異常信号を統括的に受信し、どの常用系自動電圧調整装置が異常になったかを判断して出力する常用系異常検出器530を備える。さらに、対応する発電機の容量・仕様に合わせた電圧調整を行うために異常が発生した常用系自動電圧調整装置の情報を受信するディジタル入力ユニット415を備える。
入出力切替器521、522、523は、発電機101、201、301の系統との接続を切り替え可能なポジション(入出力接点)を有しており、発電機101、201、301の各々の主回路から電圧、電流入力信号を入力し、制御点弧パルス出力信号を出力する。
実施の形態2の待機系自動電圧調整装置510における入出力切替器521、522、523は、常用系自動電圧調整装置からの異常信号を受信する機能は有していない。常用系異常検出器530は、統括的に常用系自動電圧調整装置からの異常信号を受信し、どの
常用系自動電圧調整装置で異常が発生したかを判断し、この情報を入出力切替器521、522、523およびディジタル入力ユニット415に出力する。
First, the configuration of the generator
Standby system automatic voltage regulator 510 includes standby
The input /
The input /
次に、例として、第1の常用系自動電圧調整装置110に異常が発生した場合の待機系自動電圧調整装置510の動作について説明する。
第1の常用系自動電圧調整装置110に異常が発生して機能喪失すると、第1の常用系自動電圧調整装置110は自己診断機能によりこの異常を検知して、第1の常用系自動電圧調整装置110に異常が発生したことを、待機系自動電圧調整装置510の常用系異常検出器530に出力する。常用系異常検出器530は、この異常信号を受信して第1の常用系自動電圧調整装置110に異常が発生したことを検知して、この情報を入出力切替器521、522、523およびディジタル入力ユニット415に出力する。
待機系自動電圧調整装置510の入出力先を第1の常用系自動電圧調整装置110の制御対象である発電機101の主回路にある電圧検出器105と電流検出器106へ切り替えて発電機101の電圧、電流信号を入力するとともに、待機系点弧ユニット414から点弧パルス信号を発電機101のサイリスタ励磁装置103へ出力して、発電機101の容量・仕様に応じた適切な電圧調整を行う。このため、第1の常用系自動電圧調整装置110に異常が発生して機能を喪失しても、発電機101の自動電圧制御を継続して行うことができ、発電機101の稼働率を維持することができる。
Next, as an example, the operation of the standby system automatic voltage regulator 510 when an abnormality occurs in the first normal system
When an abnormality occurs in the first normal system automatic
The input / output destination of the standby system automatic voltage regulator 510 is switched to the voltage detector 105 and the current detector 106 in the main circuit of the
以上説明したように、実施の形態2に係る発電機自動電圧調整装置2では、複数台の発電機に対応した複数台の常用系自動電圧調整装置と1台の共用待機系自動電圧調整装置とを備え、待機系自動電圧調整装置は複数台の発電機の各々の容量・仕様に対応した電圧調整方法を保存し、常用系自動電圧調整装置に異常が発生しても、対応する発電機の容量・仕様に応じた発電機の電圧調整を行うことができ、従来の2重化構成と同等の信頼性と稼働率を維持しながら、常用系自動電圧調整装置の発電機の電圧調整方法が異なっても、対応可能な簡素な構成で低コストの発電機自動電圧調整装置を提供することができる効果がある。
さらに、実施の形態2に係る発電機自動電圧調整装置2では、実施の形態1と比較して、入出力切替器から常用系異常検出機能を分離して、常用系異常検出器を別に設けたので、保守性を向上できる効果がある。
As described above, in the generator
Further, in the generator
実施の形態3.
実施の形態3の発電機自動電圧調整装置は、実施の形態2の発電機自動電圧調整装置2の常用系異常検出器530にバックアップ優先順位判定機能を追加したものである。
Embodiment 3 FIG.
The generator automatic voltage regulator according to the third embodiment is obtained by adding a backup priority determination function to the normal system abnormality detector 530 of the generator
図3は実施の形態3の発電機自動電圧調整装置に係るバックアップ優先順位設定機能の説明図、図4はバックアップ優先順位設定機能の処理フロー図である。図3において、図2と同一あるいは相当部分には、同一の符号を付している。 FIG. 3 is an explanatory diagram of a backup priority setting function according to the generator automatic voltage regulator of Embodiment 3, and FIG. 4 is a process flow diagram of the backup priority setting function. In FIG. 3, the same or corresponding parts as those in FIG.
実施の形態3に係る発電機自動電圧調整装置と実施の形態2に係る発電機自動電圧調整装置2との違いは、待機系自動電圧調整装置510の常用系異常検出器530にバックアップ優先順位判定機能を設けたことであるため、このバックアップ優先順位判定機能の必要性とその動作を中心に説明する。
The difference between the automatic generator voltage regulator according to the third embodiment and the automatic
複合発電設備の場合、例えば蒸気タービン発電機とガスタービン発電機などを備えており、タービンの種類や容量が異なるため、複数台の発電機は容量・仕様が異なる。このため、複数台の発電機に対して、発電機運転に優先順位が付けられている場合がある。
実施の形態2の待機系自動電圧調整装置510の常用系異常検出器530は、3台の常用系自動電圧調整装置110、210、310から各々の異常信号を受信できるが、同時に2台あるいは3台の常用系自動電圧調整装置に異常が発生した場合、待機系自動電圧調整装置510は1台の常用系自動電圧調整装置しかバックアップすることができない。
従って、万が一、同時に複数台の常用系自動電圧調整装置が故障した場合、発電機の運転優先順位に対応させてバックアップする常用系自動電圧調整装置の優先順位を予め設定しておき、優先順位の高い常用系自動電圧調整装置をバックアップする機能を設ける必要がある。
In the case of a combined power generation facility, for example, a steam turbine generator and a gas turbine generator are provided, and the types and capacities of the turbines are different. Therefore, a plurality of generators have different capacities and specifications. For this reason, priority may be given to generator operation with respect to a plurality of generators.
The normal system abnormality detector 530 of the standby system automatic voltage adjustment device 510 of the second embodiment can receive each abnormality signal from the three normal system automatic
Therefore, in the unlikely event that a plurality of normal automatic voltage regulators fail at the same time, the priorities of the normal automatic voltage regulators to be backed up in accordance with the operation priority of the generator are set in advance. It is necessary to provide a backup function for a high normal system automatic voltage regulator.
図3において、常用系異常検出器530は、第1の常用系自動電圧調整装置110、第2の常用系自動電圧調整装置210および第3の常用系自動電圧調整装置310から各々の常用系自動電圧調整装置の自己診断機能で検出された異常情報を受信する。
常用系異常検出器530では、あらかじめ3台の常用系自動電圧調整装置の優先順位が対応する発電機との関係で決められている。例えば、最大容量の発電機101に対応する第1の常用系自動電圧調整装置を優先順位1、中容量の発電機201に対応する第2の常用系自動電圧調整装置を優先順位2、最小容量の発電機301に対応する第3の常用系自動電圧調整装置を優先順位3と設定されている。
もし、同時に3台の常用系自動電圧調整装置に異常が発生した場合は、バックアップ優先順位の判定が行われ、優先順位が最も高い発電機101に対応する第1の常用系自動電圧調整装置110が選択され、待機系自動電圧調整装置510がバックアップを行う常用系自動電圧調整装置として第1の常用系自動電圧調整装置110が決定され、この情報が入出力切替器521、522、523およびディジタル入力ユニット415に出力される。
In FIG. 3, the normal system abnormality detector 530 includes a first normal system
In the normal system abnormality detector 530, the priorities of the three normal system automatic voltage regulators are determined in advance in relation to the corresponding generator. For example, the first regular automatic voltage regulator corresponding to the
If an abnormality occurs in three normal automatic voltage regulators at the same time, the backup priority is determined, and the first normal
次に、図4のバックアップ並列運転している複数台の発電機の発電機電圧・電流を電気量入力信号として取り込む常用系電気量入力手段と、発電機への制御出力信号である発電機界磁電流制御指令を生成する常用系制御出力手段と、発電機電圧の自動調整を行う常用系ディジタル演算手段とを備えた複数台の常用系自動電圧調整装置と、常用系自動電圧調整装置とは別に待機系電気量入力手段と、待機系制御出力手段と、待機系ディジタル演算手段とを備えた待機系自動電圧調整装置と、常用系自動電圧調整装置に異常が発生し、常用系異常検出器が優先順位判定機能の処理フローについて説明する。
バックアップ優先順位判定処理が開始される(ステップS1)と、ステップS2にて、あらかじめ設定されている優先順位情報が取り出される。例えば、上記の例では、N1=110、N2=210、N3=310と設定される。
次に、ステップS3にて、異常装置は1台以上かどうか判定され、1台以上の場合は、ステップS4へ進む。異常が発生していない場合は、処理を終了する(ステップS13)。
Next, normal system electric quantity input means for taking in generator voltage / current of a plurality of generators operating in backup parallel as shown in FIG. 4 as electric quantity input signals, and a generator field that is a control output signal to the generator. What is a plurality of normal system automatic voltage regulators having a regular system control output means for generating a magnetic current control command and a regular system digital calculation means for automatically adjusting a generator voltage, and a regular system automatic voltage regulator? Separately, a standby system automatic voltage regulator having a standby system electrical quantity input means, a standby system control output means, and a standby system digital computing means, and a normal system automatic voltage regulator, an abnormality occurs, and a normal system abnormality detector The processing flow of the priority determination function will be described.
When the backup priority order determination process is started (step S1), preset priority order information is extracted in step S2. For example, in the above example, N1 = 110, N2 = 210, and N3 = 310 are set.
Next, in step S3, it is determined whether there are one or more abnormal devices. If there are one or more abnormal devices, the process proceeds to step S4. If no abnormality has occurred, the process ends (step S13).
ステップS4で、異常装置は2台以上かどうか判定され、異常装置が1台の場合は、優先順位を判定する必要がないため、ステップS5へ進み、異常が発生した装置の番号をバックアップ対象装置番号として処理を終了する(ステップS13)。
異常装置が2台以上の場合は、ステップS6へ進む。このステップS6に進むのは、異常装置が2台か3台の場合である。ステップS6以降において、異常が発生した2台または3台の異常装置について、あらかじめ設定された優先順位との照合を行う。
ステップS6において、異常が発生した1台目の装置が最も優先順位の高いN1(110)であるか判定する。もし、一致すれば、ステップS9へ進みバックアップ対象装置番号をN1(110)と決定する。
In step S4, it is determined whether or not there are two or more abnormal devices. If there is one abnormal device, it is not necessary to determine the priority order, so the process proceeds to step S5, and the number of the device in which the abnormality has occurred is specified as the backup target device. The process is terminated as a number (step S13).
If there are two or more abnormal devices, the process proceeds to step S6. The process proceeds to step S6 when there are two or three abnormal devices. In step S6 and subsequent steps, two or three abnormal devices in which an abnormality has occurred are compared with a preset priority order.
In step S6, it is determined whether the first device in which an abnormality has occurred is N1 (110) having the highest priority. If they match, the process proceeds to step S9, and the backup target apparatus number is determined to be N1 (110).
ステップS6において、異常が発生した1台目の装置が最も優先順位の高いN1(110)でない場合は、ステップS7へ進む。
ステップS7において、異常が発生した2台目の装置が最も優先順位の高いN1(110)であるか判定する。もし、一致すれば、ステップS9へ進みバックアップ対象装置番号をN1(110)と決定する。
ステップS7において、異常が発生した2台目の装置が最も優先順位の高いN1(110)でない場合は、ステップS8へ進む。
ステップS8において、異常が発生した3台目の装置が最も優先順位の高いN1(110)であるか判定する。もし、一致すれば、ステップS9へ進みバックアップ対象装置番号をN1(110)と決定する。
If it is determined in step S6 that the first apparatus in which an abnormality has occurred is not the highest priority N1 (110), the process proceeds to step S7.
In step S7, it is determined whether the second device in which an abnormality has occurred is N1 (110) having the highest priority. If they match, the process proceeds to step S9, and the backup target apparatus number is determined to be N1 (110).
If it is determined in step S7 that the second device in which an abnormality has occurred is not the highest priority N1 (110), the process proceeds to step S8.
In step S8, it is determined whether the third device in which an abnormality has occurred is N1 (110) having the highest priority. If they match, the process proceeds to step S9, and the backup target apparatus number is determined to be N1 (110).
ここで、もし異常が3台の装置で発生した場合は、ステップS6からステップS8の判定で必ずいずれかのステップで一致するため、ステップS9でバックアップ対象装置番号が決定され、処理は終了する(ステップS13)。
また、異常が2台の装置で発生し、そのうちの1台が最も優先順位の高いN1(110)である場合もステップS6からステップS7の判定で一致するため、ステップS9でバックアップ対象装置番号を決定し、処理を終了する(ステップS13)。
ステップS6からステップS8の判定で一致しない可能性があるのは、異常が発生した2台の装置のいずれも、最も優先順位の高いN1(110)ではない場合である。
Here, if an abnormality occurs in three devices, the determination in steps S6 to S8 always matches in any step, so the backup target device number is determined in step S9, and the process ends ( Step S13).
In addition, when an abnormality occurs in two devices, and one of them is N1 (110) having the highest priority, it matches in the determination of step S6 to step S7, so the backup target device number is set in step S9. Then, the process is terminated (step S13).
There is a possibility that the determinations in steps S6 to S8 do not coincide with each other when neither of the two devices in which the abnormality has occurred is N1 (110) having the highest priority.
この異常が発生した2台の装置のいずれも最も優先順位の高いN1(110)ではない場合の処理を、次に説明する。
ステップS8において、一致しなかった場合は、ステップS10へ進む。
ステップS10において、異常が発生した1台目の装置が優先順位2番目のN2(210)であるか判定する。もし、一致すれば、S11へ進みバックアップ対象装置番号をN2(210)と決定し、終了する(ステップS13)。
もし、ステップS10において一致しなければ、もう1台の装置がN2(210)であることが一義的に決まるからステップS12へ進み、バックアップ対象装置番号をN2(210)と決定し、処理を終了する(ステップS13)。
Next, a process when neither of the two devices in which this abnormality has occurred is N1 (110) having the highest priority will be described.
If they do not match in step S8, the process proceeds to step S10.
In step S10, it is determined whether the first device in which an abnormality has occurred is N2 (210) having the second priority. If they match, the process proceeds to S11, the backup target apparatus number is determined as N2 (210), and the process ends (step S13).
If they do not match in step S10, it is uniquely determined that the other device is N2 (210), so the process proceeds to step S12, the backup target device number is determined to be N2 (210), and the process ends. (Step S13).
例えば、上記の優先順位が設定されている場合、すなわちN1=110、N2=210、N3=310と設定されている場合に、第2の常用系自動電圧調整装置210と第3の常用系自動電圧調整装置310に同時に異常が発生したケースを説明する。
第2の常用系自動電圧調整装置210と第3の常用系自動電圧調整装置310に同時に異常が発生した場合、待機系自動電圧調整装置510は、第2の常用系自動電圧調整装置210と第3の常用系自動電圧調整装置310に同時に異常の信号を受信するので、図4のフロー図において、ステップS6からS8の判定では、バックアップ対象の常用系自動電圧調整装置が決定されず、ステップS10からS12の処理で、バックアップ対象が第2の常用系自動電圧調整装置210であることが決定される。
For example, when the above priorities are set, that is, when N1 = 110, N2 = 210, and N3 = 310, the second normal system
When an abnormality occurs simultaneously in the second normal system
また、この優先順位判定機能を使用して、待機系自動電圧調整装置が先に優先順位の低い常用系自動電圧調整装置をバックアップしている状態において、万一優先順位の高い常用系自動電圧調整装置に異常が発生した場合、待機系自動電圧調整装置のバックアップ対象をこの優先順位の高い常用系自動電圧調整装置に変更することができる。この場合、複合発電設備全体として、最大の発電容量を確保して効率の良い運用を行うことができる。 In addition, when the standby automatic voltage regulator uses the priority judgment function to back up the low-priority normal automatic voltage regulator, the high-priority regular automatic voltage regulator When an abnormality occurs in the apparatus, the backup target of the standby automatic voltage regulator can be changed to the normal automatic voltage regulator having a higher priority. In this case, the combined power generation facility as a whole can ensure the maximum power generation capacity and perform efficient operation.
以上説明したように、実施の形態3に係る発電機自動電圧調整装置では、実施の形態2に係る発電機自動電圧調整装置2に、さらに常用系異常検出器に複数台の常用系自動電圧調整装置にバックアップの優先順位を設定する機能と、同時に複数の常用系自動電圧調整装置に異常が発生した場合に優先してバックアップする常用系自動電圧調整装置を決定する機能を設けたので、実施の形態2に係る発電機自動電圧調整装置2の効果を有するとともに、さらに万が一、同時に複数台の常用系自動電圧調整装置に異常が発生しても、待機系自動電圧調整装置は発電機の運転優先順位に対応させて優先的に特定の常用系自動電圧調整装置をバックアップすることが可能であるとの効果も有する。
As described above, in the generator automatic voltage regulator according to the third embodiment, the generator
実施の形態4.
実施の形態4の発電機自動電圧調整装置は、実施の形態2の発電機自動電圧調整装置2の入出力切替器に入出力をオフラインにできる待機ポジションを設けたものである。
Embodiment 4 FIG.
In the generator automatic voltage regulator of the fourth embodiment, the input / output switch of the generator
図5は実施の形態4の発電機自動電圧調整装置に係る待機ポジションの説明図、図6は機能説明図である。図5、6において、図2と同一あるいは相当部分には、同一の符号を付している。
なお、実施の形態4においては、実施の形態2の発電機自動電圧調整装置と区別するため、以下の説明および図5、6おいて、待機系自動電圧調整装置を610、常用系異常検出器を630、入出力切替器を621、622、623としている。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a standby position according to the generator automatic voltage regulator of Embodiment 4, and FIG. 6 is a functional explanatory diagram. 5 and 6, the same or corresponding parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals.
In the fourth embodiment, in order to distinguish it from the generator automatic voltage regulator of the second embodiment, in the following description and FIGS. 5 and 6, the standby automatic voltage regulator is 610, the normal system abnormality detector. 630 and input /
実施の形態4に係る発電機自動電圧調整装置と実施の形態2に係る発電機自動電圧調整装置2との違いは、入出力切替器621、622、623に待機ポジションを設けたことであるため、この待機ポジションの必要性とその動作を中心に説明する。
The difference between the generator automatic voltage regulator according to the fourth embodiment and the generator
実施の形態2の発電機自動電圧調整装置2では、各常用系自動電圧調整装置110、210、310の常用系入力変換ユニット112、212、312に加えて、待機系自動電圧調整装置510の待機系入力変換ユニット412にも発電機主回路電気量(図2における電圧検出器105、205、305および電流検出器106、206、306から得る発電機電圧と電流)を入力しており、待機系への電気的負担が損失となっていた。
In the generator
図5において、待機系自動電圧調整装置610の入出力切替器621、622、623は、待機ポジションを備えている。常用系異常検出器630から待機ポジションに切り替える切替ポジション指令が来たとき、入出力切替器621、622、623は待機ポジションに切り替える。
ここで、待機ポジションでは、発電機主回路系統にある電圧検出器および電流検出器の焼損を防止するために、電圧信号ラインは開放状態に、電流信号ラインは短絡状態にする。
In FIG. 5, the input /
Here, in the standby position, in order to prevent burning of the voltage detector and the current detector in the generator main circuit system, the voltage signal line is opened and the current signal line is short-circuited.
通常状態においては、各常用系自動電圧調整装置110、210、310は正常運転であるため、常用系異常検出器630では、いずれの常用系自動電圧調整装置からも異常信号を受信しておらず、待機系自動電圧調整装置610の入出力切替器621、622、623)の入出力接点(ポジション)を待機ポジションに位置させる。
In the normal state, each of the normal system
次に、図6に基づき待機ポジションを備える入出力切替器621、622、623を有する待機系自動電圧調整装置610が異常を発生した常用系自動電圧調整装置をバックアップする場合を説明する。
例えば、第1の常用系自動電圧調整装置110に異常が発生した場合、常用系異常検出器630が第1の常用系自動電圧調整装置110の異常を検出して、入出力切替器621、622、623の入出力接点(ポジション)を待機ポジションから常用系自動電圧調整装置110ポジションへ切り替える。
もし、同時に複数の常用系自動電圧調整装置に異常が発生した場合は、実施の形態3で説明したバックアップ優先順位判定機能で優先してバックアップする常用系自動電圧調整装置を決定して、入出力切替器621、622、623の入出力接点(ポジション)をこの常用系自動電圧調整装置のポジションへ切り替える。
Next, a case where the standby
For example, when an abnormality occurs in the first normal
If an abnormality occurs in a plurality of regular automatic voltage regulators at the same time, the regular automatic voltage regulator to be preferentially backed up by the backup priority determination function described in the third embodiment is determined and input / output The input / output contacts (positions) of the
実施の形態4では、実施の形態2の発電機自動電圧調整装置2の入出力切替器に入出力をオフラインにできる待機ポジションを設けた場合について説明したが、実施の形態1および3の発電機自動電圧調整装置の入出力切替器に入出力をオフラインにできる待機ポジションを設けることもできる。
In the fourth embodiment, the case has been described where a standby position where input / output can be made offline is provided in the input / output switch of the generator
以上説明したように、実施の形態4に係る発電機自動電圧調整装置では、実施の形態2に係る発電機自動電圧調整装置2に、さらに待機系自動電圧調整装置の入出力切替器に待機ポジションを設けたので、実施の形態2に係る発電機自動電圧調整装置2の効果を有するとともに、さらに待機系自動電圧調整装置が待機状態にある場合は、電気的負担を課すことなく電気エネルギーの省力化を図ることででき、発電機主回路系統にある電圧検出器および電流検出器の焼損を防止する効果がある。
As described above, in the generator automatic voltage regulator according to the fourth embodiment, the standby position is provided in the generator
なお、発電機自動電圧調整装置に係る本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 In the present invention relating to the generator automatic voltage regulator, the embodiments can be appropriately modified and omitted within the scope of the invention.
1,2 発電機自動電圧調整装置、101,201,301 発電機、
105,205,305 電圧検出器、106,206,306 電流検出器、
110 第1の常用系自動電圧調整装置、111 常用系CPUユニット、
112 常用系入力変換ユニット、113 常用系アナログ変換ユニット、
114 常用系点弧ユニット、210 第2の常用系自動電圧調整装置、
310 第3の常用系自動電圧調整装置、
410,510,610 待機系自動電圧調整装置、411 待機系CPUユニット、
412 待機系入力変換ユニット、413 待機系アナログ変換ユニット、
414 待機系点弧ユニット、415 ディジタル入力ユニット、
421,422,423,521,522,523,621,622,623 入出力切替器、
530,630 常用系異常検出器。
1, 2, automatic generator voltage regulator, 101, 201, 301 generator,
105, 205, 305 voltage detector, 106, 206, 306 current detector,
110 1st regular system automatic voltage regulator, 111 regular system CPU unit,
112 regular input conversion unit, 113 regular analog conversion unit,
114 service system ignition unit, 210 second service system automatic voltage regulator,
310 third regular automatic voltage regulator,
410, 510, 610 Standby system automatic voltage regulator, 411 Standby system CPU unit,
412 Standby system input conversion unit, 413 Standby system analog conversion unit,
414 Standby system ignition unit, 415 digital input unit,
421,422,423,521,522,523,621,622,623 input / output switch,
530, 630 Regular system abnormality detector.
Claims (4)
前記常用系自動電圧調整装置とは別に前記それぞれ各発電機の発電機電圧・電流を電気量入力信号として取り込む待機系電気量入力手段と、前記それぞれ各発電機への制御出力信号である発電機界磁電流制御指令を生成する待機系制御出力手段と、発電機電圧の自動調整を行う待機系ディジタル演算手段とを備えた1台の待機系自動電圧調整装置と、
前記常用系自動電圧調整装置に異常が発生した場合、この異常を検出し前記電気量入力信号と前記制御出力信号の入出力を異常が発生した前記常用系自動電圧調整装置から前記待機系自動電圧調整装置に切り替える入出力切替器を備え、
さらに、異常が発生した前記常用系自動電圧調整装置の制御対象の前記発電機の特性に応じて前記待機系自動電圧調整装置は前記発電機の電圧を調整する機能を備えた発電機自動電圧調整装置。 Common-system electric quantity input means for taking in the generator voltage and current of each generator of each of a plurality of units operating in parallel as an electric quantity input signal, and the generator field current that is a control output signal to each of the generators A plurality of normal system automatic voltage regulators, comprising a normal system control output means for generating a control command and a normal system digital arithmetic means for automatically adjusting the generator voltage;
In addition to the normal system automatic voltage regulator, standby system electric quantity input means for taking in the generator voltage and current of each generator as an electric quantity input signal, and a generator that is a control output signal to each of the generators One standby system automatic voltage regulator comprising standby system control output means for generating a field current control command and standby system digital arithmetic means for automatically adjusting the generator voltage;
When an abnormality occurs in the normal system automatic voltage regulator, the standby system automatic voltage is detected from the normal system automatic voltage regulator in which the abnormality is detected and the input / output of the electric quantity input signal and the control output signal is abnormal. It has an input / output switch that switches to the adjustment device,
Further, the standby automatic voltage adjusting device has a function of adjusting the voltage of the generator according to the characteristics of the generator to be controlled by the normal automatic voltage adjusting device in which an abnormality has occurred. apparatus.
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