JP2017174044A - Turbine power generation plant monitoring control system and its field monitoring board and process amount output device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、タービン、タービン発電機の回転軸の振動、回転数、軸受温度、蒸気量、等のプロセス量を監視制御するタービン発電プラント監視制御システム及びその現場監視盤並びにプロセス量出力装置に関するものである。 The present invention relates to a turbine power plant monitoring and control system that monitors and controls process quantities such as vibration of a rotating shaft of a turbine and a turbine generator, the number of revolutions, a bearing temperature, and a steam amount, and a field monitoring panel and process amount output device thereof. It is.
従来、例えば工場などの自家発電システムのような小規模発電設備においては、発電監視制御システムおよびそのプロセス量出力装置における一つのプロセス量は、並列をなす二つの出力回路の一方の出力回路から発電機制御装置へ、他方出力回路から表示装置へ出力されている。 Conventionally, in a small-scale power generation facility such as a private power generation system such as a factory, one process amount in the power generation monitoring control system and the process amount output device is generated from one output circuit of two output circuits in parallel. Is output from the other output circuit to the display device.
並列をなす二つの出力回路の何れにも、その入出力側の使用電圧が異なることからアイソレーションアンプ（絶縁増幅器）が使用されている。 Isolation amplifiers (insulation amplifiers) are used for both of the two output circuits in parallel because the voltage used on the input and output sides is different.
例えば、誘導雷、遮断器の開閉、ＡＶＲの作動に起因する外来サージ電圧により、発電機制御装置側の出力回路のアイソレーションアンプ（絶縁増幅器）が故障した場合、作業員を現場に派遣し、作業員が故障したアイソレーションアンプ（絶縁増幅器）を確認し、表示装置に接続されていた出力回路を、優先度の高い発電機制御装置へ、作業員が手作業により接続し替えている。 For example, when an isolation amplifier (insulation amplifier) in the output circuit on the generator control device fails due to an external lightning voltage caused by induced lightning, circuit breaker switching, or AVR operation, dispatch a worker to the site, The worker confirms the isolated isolation amplifier (insulation amplifier), and the worker manually connects the output circuit connected to the display device to the generator control device having a high priority.
前述のような小規模発電設備に使用されている並列をなす二つの出力回路を有するプロセス量出力装置は、部品共用による生産性向上などの見地から、電力会社が運営する大規模な原子力発電プラント、火力発電プラント等の事業用発電プラントにも使用することが可能である。 The process output device with two parallel output circuits used in the above-mentioned small-scale power generation facilities is a large-scale nuclear power plant operated by an electric power company from the viewpoint of improving productivity by sharing parts. It can also be used for commercial power plants such as thermal power plants.
ところで、大規模な事業用発電プラントにおいては、公衆ネットワークからアイソレイトされた発電所内ネットワーク（例えばリングLAN）を使用してプロセス量の出力、タービン、発電機への制御信号が授受されるように、タービン制御装置、発電機制御装置、表示装置、各種計算機が前記発電所内ネットワークに個別に接続されている。
従って、並列をなす二つの出力回路を有するプロセス量出力装置を、大規模な事業用発電プラントの監視制御システムおよびそのプロセス量出力装置に適用した場合、二つの出力回路のうちの一つの出力回路を使用することで足り、残りの他の出力回路は余ることになる。
By the way, in a large-scale commercial power plant, the output of the process amount, the control signal to the turbine, and the generator are exchanged using a network in the power plant (for example, a ring LAN) isolated from the public network. A turbine control device, a generator control device, a display device, and various computers are individually connected to the network in the power plant.
Therefore, when a process quantity output device having two output circuits in parallel is applied to a large-scale commercial power plant monitoring control system and the process quantity output device, one output circuit of the two output circuits. Is sufficient, and the remaining other output circuits are left behind.
この発明は前述のような実情に鑑みてなされたもので、並列をなす二つの出力回路を有するプロセス量出力装置を、大規模な事業用発電プラントの監視制御システムおよびそのプロセス量出力装置に適用し、並列をなす二つの出力回路の双方を利用することにより、大規模な事業用発電プラントにおけるタービン発電プラント監視制御システムおよびそのプロセス量出力装置の信頼性を向上することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and applies a process quantity output device having two output circuits in parallel to a large-scale commercial power plant monitoring control system and its process quantity output device. The purpose of this is to improve the reliability of the turbine power plant monitoring and control system and the process quantity output device in a large-scale commercial power plant by using both of the two output circuits in parallel. is there.
この発明に係るタービン発電プラント監視制御システムは、発電所内ネットワークに、発電プラントのプロセス量に基づいてプラント制御量を演算するプラント制御用計算機、前記プロセス量およびプラント制御量を記録する記録用計算機、および前記プラント制御用計算機が演算したプラント制御量に基づいて前記発電プラントを制御する前記プラント制御装置が接続されたタービン発電プラント監視制御システムであって、前記発電プラントの監視制御されるプロセス量の種別ごとに設けられそれぞれ並列をなす二つの出力回路を有しこれら二つの出力回路が交互に作動し作動している前記出力回路が、検出された対応する前記プロセス量を、前記プラント制御装置へ出力するプロセス量出力装置を備えているものである。 A turbine power plant monitoring and control system according to the present invention includes a plant control computer that calculates a plant control amount based on a process amount of a power plant in a power plant network, a recording computer that records the process amount and the plant control amount, And a turbine power plant monitoring control system to which the plant control device for controlling the power plant based on the plant control amount calculated by the plant control computer is connected, wherein the process amount of the power plant monitored and controlled The output circuit which is provided for each type and has two output circuits which are in parallel with each other, and the two output circuits are alternately operated and operated, sends the detected corresponding process amount to the plant controller. A process amount output device for output is provided.
この発明によるタービン発電プラント監視制御システムは、発電所内ネットワークに、発電プラントのプロセス量に基づいてプラント制御量を演算するプラント制御用計算機、前記プロセス量およびプラント制御量を記録する記録用計算機、および前記プラント制御用計算機が演算したプラント制御量に基づいて前記発電プラントを制御する前記プラント制御装置が接続されたタービン発電プラント監視制御システムであって、前記発電プラントの監視制御されるプロセス量の種別ごとに設けられそれぞれ並列をなす二つの出力回路を有しこれら二つの出力回路が交互に作動し作動している前記出力回路が、検出された対応する前記プロセス量を、前記プラント制御装置へ出力するプロセス量出力装置を備えているので、並列をなす二つの出力回路を有するプロセス量出力装置を、大規模な事業用発電プラントの監視制御システムおよびそのプロセス量出力装置に適用し、並列をなす二つの出力回路の双方を利用することにより、大規模な事業用発電プラントにおけるタービン発電プラント監視制御システムおよびそのプロセス量出力装置の信頼性を向上することができる効果がある。 A turbine power plant monitoring and control system according to the present invention includes a plant control computer that calculates a plant control amount based on a process amount of a power plant in a power plant network, a recording computer that records the process amount and the plant control amount, and A turbine power plant monitoring control system to which the plant control device for controlling the power plant based on a plant control amount calculated by the plant control computer is connected, wherein the type of process amount monitored and controlled by the power plant Each of the two output circuits provided in parallel with each other, and the two output circuits are alternately operated and operated, and the detected corresponding process amount is output to the plant controller. Because it has a process quantity output device that performs two outputs in parallel, Applying a process output device with a circuit to a large-scale commercial power plant monitoring and control system and its process output device, and using both two parallel output circuits, There is an effect that the reliability of the turbine power plant monitoring control system and the process quantity output device thereof in the power plant can be improved.
以下、この発明の実施の形態１を図１から図４によって説明する。
図１はタービン発電プラント監視制御システムの一例のシステム構成図、図２は図１におけるタービン発電プラント監視制御システムにおけるプロセス量出力装置の一例を示す図、図３は図２に例示のプロセス量出力装置の内部構成の一例を示す図、図４は検出対象のサージ電圧の事例を示す図である。
図１において、プロセス量である蒸気により回転させられる蒸気タービン１によりタービン発電機２が回転させられる。
1 is a system configuration diagram of an example of a turbine power plant monitoring control system, FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a process amount output device in the turbine power plant monitoring control system of FIG. 1, and FIG. 3 is a process amount output illustrated in FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the internal configuration of the apparatus, and FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a surge voltage to be detected.
In FIG. 1, a
蒸気タービン１の回転軸１１は、軸受１２，１３によって支承されている。
回転軸１１には、回転数検出のための回転板１４が設けられている。
タービン発電機２の回転軸２１は、軸受け２２，２３によって支承されている。
The rotating
The rotating
The rotating
１Ｓは蒸気タービン１への蒸気量を検出する蒸気量検出センサ、１１Ｓ１は回転軸１１の径方向の振動を検出する径方向振動検出センサ、１１Ｓ２は回転軸１１の軸方向の振動を検出する軸方向振動検出センサ、１３Ｓは軸受１３の温度を検出する軸受温度検出センサ、１４Ｓは回転軸１１の回転数を検出するタービン回転数検出センサである。
1S is a steam amount detection sensor that detects the amount of steam to the
２Ｓはタービン発電機２の温度を検出するタービン発電機温度検出センサ、２１Ｓ１は回転軸２１の径方向の振動を検出する径方向振動検出センサ、２１Ｓ２は回転軸２１の軸方向の振動を検出する軸方向振動検出センサ、２２Ｓは軸受１３の温度を検出する軸受温度検出センサである。
３は回転軸１１と回転軸２１とを連結するカップリングである。
2S is a turbine generator temperature detection sensor that detects the temperature of the
発電所内ネットワーク（公衆ネットワークからアイソレイトされた例えばリングＬＡＮ）４には、発電プラントのプロセス量に基づいてプラント制御量を演算するプラント制御用計算機５、前記プロセス量およびプラント制御量を記録する記録用計算機６、およびプラント制御用計算機が演算したプラント制御量に基づいて前記発電プラントを制御するコントローラ等のプラント制御装置７、プラント監視のための諸量が表示される表示装置８が接続されている。
プラント制御装置７は、タービン１の制御を行うタービン制御装置７１、タービン発電機２の制御を行う発電機制御装置７２、ＡＶＲ（自動電圧調整器）の制御を行うＡＶＲ制御装置、ほかを備えている。
A power plant network (for example, a ring LAN isolated from a public network) 4 includes a
The
発電プラントの監視制御されるプロセス量の種別ごとに設けられそれぞれ並列をなす二つの出力回路８１５１，８１５２を有しこれら二つの出力回路８１５１，８１５２が交互に作動し作動している出力回路が、検出された対応する前記プロセス量を、プラント制御装置７へ、またプラント制御装置７を介して発電所内ネットワーク４へ出力するプロセス量出力装置８１，８２，８３，８４，８５，８６，８７，８８，８９，・・・８ｎが設けられている。
An output circuit which has two
プロセス量出力装置８１，８２，８３，８４，８５，８６，８７，８８，８９，・・・８ｎには、図示のように、対応するプロセス量検出用の各センサ１Ｓ，１１Ｓ１，１１Ｓ２，１３Ｓ，１４Ｓ，２Ｓ，２１Ｓ１，２１Ｓ２，２２Ｓのプロセス量検出出力が入力される。
As shown in the figure, the process
プロセス量出力装置８１，８２，８３，８４，８５，８６，８７，８８，８９，・・・８ｎは、何れも、図２および図３に例示のように、プロセス量である径方向振動検出センサ１１Ｓ１の出力に含まれるノイズを除去するフィルタ８１１、Ａ／Ｄ変換器８１２、演算回路８１３、Ｄ／Ａ変換器８１４、アイソレーションアンプ（絶縁増幅器）８１５１ａ，８１５２ａ、誘導雷、遮断器の開閉、ＡＶＲ（自動電圧調整器）の作動に起因する外来サージ電圧、例えば外来サージ電圧Ｓｇ１（誘導雷に起因するサージ電圧），外来サージ電圧Ｓｇ２（遮断器の開閉，ＡＶＲの作動，大容量電動機の起動停止，蒸気発生部への給水用ポンプの起動停止，など発電所内の設備機器の動作に起因するサージ電圧）を検出する外来サージ電圧検出部８１６、出力切替部８１７が、共通のプロセス量出力基板８１００上に搭載されている。
８１７０は出力切替部８１７の出力端子つまりプロセス量出力装置８１の出力端子で、プラント制御装置７のプロセス量入力端に接続されている。８１７１は出力切替部８１７の切替端子で、並列をなす出力回路８１５１，８１５２の一方の出力回路８１５１に接続された端子である。８１７２は出力切替部８１７の切替端子で、並列をなす出力回路８１５１，８１５２の他方の出力回路８１５２に接続された端子である。
切替端子８１７１から切替端子８１７２への切り替え、およびその逆の切替端子８１７２から切替端子８１７１への切り替えは、出力切替駆動部８１７３により行われる。
なお、出力切替部８１７は、一般的な機械的切替スイッチ、一般的な電子的切替スイッチの何れでも使用可能である。
Each of the process
Switching from the
The
プロセス量出力装置８１の前記二つの出力回路８１５１，８１５２の機能が同じであり、二つの出力回路８１５１，８１５２が所定時間毎に動作し、出力回路の一方が作動状態の間は前記出力回路の他方が不動作状態であるように出力切替部８１７の動作を設定する動作設機能を外来サージ電圧検出部８１６が有している。
また、プロセス量出力装置８１は、プロセス量出力装置８１の出力端８１７０に到来する前述の外来サージ電圧Ｓｇ１，Ｓｇ２を検出する外来サージ電圧検出部８１６と外来サージ電圧検出部８１６の出力により二つの出力回路８１５１，８１５２のいずれか一方を動作状態としてプロセス量出力装置８１の出力をプラント制御装置７へ出力する出力切替部８１７を備え、外来サージ電圧検出部８１６が外来サージ電圧Ｓｇ１，Ｓｇ２を検出すると、外来サージ電圧検出部８１６の出力により出力切替部８１７が、外来サージ電圧Ｓｇ１，Ｓｇ２を検出したときに動作状態である例えば一方の出力回路８１５１を不動作状態へ切り替え、外来サージ電圧を検出したときに不動作状態である例えば他方の出力回路８１５２を動作状態へ切り替える。
The functions of the two
Further, the process
外来サージ電圧検出部８１６の応動電圧は、例えば、出力回路８１５１，８１５２のアイソレーションアンプ（絶縁増幅器）８１５１ａ，８１５２ａの耐電圧試験（例えば、出力回路８１５１，８１５２の出力電圧が２４Ｖの場合は、例えば５００Ｖを１時間印加する）の電圧を対象に設定すればよく、検出対象の外来サージ電圧Ｓｇ１，Ｓｇ２が外来サージ電圧検出部８１６の応動電圧を越えると検出出力を出力切替部８１７へ出力し、出力切替部８１７は、外来サージ電圧検出部８１６の検出出力が入力されると、前記切替動作を行う。
応動電圧の設定および動作、検出対象の外来サージ電圧Ｓｇ１，Ｓｇ２についての詳細説明は後述する。
The response voltage of the external
Detailed description of the setting and operation of the response voltage and the external surge voltages Sg1, Sg2 to be detected will be described later.
図２に例示のプロセス量出力装置の内部構成の一例は、図３に機能ブロック図で例示の通りであり、外来サージ電圧検出部８１６は、外来サージ電圧を検知する外来サージ電圧センサ８１６１と、外来サージ電圧を入出力回路８１６２を経由して例えばμｓ，ｎｓ単位の周期で保存する記憶部８１６３と、記憶部８１６３に保存された外来サージ電圧が検出対象の外来サージ電圧（誘導雷に起因するサージ電圧Ｓｇ１、遮断器の開閉，ＡＶＲの作動，大容量電動機の起動停止，蒸気発生部への給水用ポンプの起動停止，など発電所内の設備機器の動作に起因するサージ電圧Ｓｇ２）であるかどうか設定動作電圧に基づいて判定する演算部８１６４と、出力回路８１５１，８１５２の何れ出力回路が動作状態であるか報知する表示部ＬＥＤ１，ＬＥＤ２を有する表示器８１６５とで構成されている。
また、出力切替部８１７は、記憶部８１６３に格納されたプログラムおよび当該プログラムを実行する演算部８１６４によって、出力端子８１７０を切替端子８１７１と切替端子８１７２とに交互に所定時間間隔で切り替え接続すると共に、記憶部８１６３に格納されたプログラムおよび設定動作電圧に基づいて演算部８１６４が、所定の外来サージ電圧Ｓｇ１，Ｓｇ２と判定した場合、即ち外来サージ電圧Ｓｇ１，Ｓｇ２を検出したときに、検出したときに動作状態である一方の前記出力回路（図２、図３の事例では出力端子８１７０に切替端子８１７２を介して接続されている出力回路８１５２）を不動作状態へ切り替え、前記外来サージ電圧を検出したときに不動作状態である他方の前記出力回路（図２、図３の事例では出力端子８１７０に接続されていない出力回路８１５１）を動作状態へ切り替える（出力端子８１７０を切替端子８１７１に切り替え接続する）。
An example of the internal configuration of the process amount output device illustrated in FIG. 2 is as illustrated in the functional block diagram of FIG. 3, and the external
Further, the
外来サージ電圧（誘導雷に起因するサージ電圧Ｓｇ１、遮断器の開閉，ＡＶＲの作動，大容量電動機の起動停止，蒸気発生部への給水用ポンプの起動停止，など発電所内の設備機器の動作に起因するサージ電圧Ｓｇ２）の事例および外来サージ電圧への外来サージ電圧検出部８１６の応動については、図４に例示してあり、以下、図２、図３、図４によって、具体例を説明する。
External surge voltage (surge voltage Sg1 caused by induced lightning, circuit breaker switching, AVR operation, large capacity motor activation / deactivation, water supply pump activation / deactivation of steam generator, etc. Examples of the surge voltage Sg2) caused and the response of the external surge
図４（ａ）は誘導雷に起因するサージ電圧Ｓｇ１の事例である。誘導雷に起因するサージ電圧の大きさおよび周期は、落雷場所に依存するが、図４（ａ）は最大値１５００Ｖが出力切替部８１７を経由して出力回路８１５２に何秒間か到来した場合を例示してあり、応動設定電圧を１０００Ｖ、１０００Ｖの継続時間を１秒から数秒間と記憶部に設定してあり、到来した誘導雷に起因するサージ電圧Ｓｇ１を外来サージ電圧検出部８１６が検出し、誘導雷に起因するサージ電圧Ｓｇ１（最大値１５００Ｖで何秒間持続するサージ電圧）が記憶部８１６３に記憶される。演算部８１６４は、記憶部８１６３に格納されているプログラムによって、記憶部８１６３の設定（前記耐電圧試験を考慮した１０００Ｖの継続時間を１秒から数秒間）に基づいて検出対象のサージ電圧であると判定し、入出力回路８１６２を介して出力切替部８１７へ切り替え信号が出力され、出力切替部８１７はその出力切替駆動部８１７３により、出力端子８１７０を、切替端子８１７２から切替端子８１７１に切り替え接続し、それまで動作状態であった出力回路８１５２は不動作状態となると共に、それまで不動作状態であった出力回路８１５１は動作状態となる。従って、それまで動作状態であった出力回路８１５２のアイソレーションアンプ（絶縁増幅器）８１５２ａが、誘導雷に起因するサージ電圧Ｓｇ１（最大値１５００Ｖで何秒間持続するサージ電圧）で万一破壊されたとしても、プロセス量出力装置８１から８９，・・・８ｎは、発電プラントの検出センサから送信されたプロセス量を、プラント制御装置７に継続して出力することができる。
それまで動作状態であった出力回路８１５２のアイソレーションアンプ（絶縁増幅器）８１５２ａは、誘導雷に起因するサージ電圧Ｓｇ１（最大値１５００Ｖで何秒間持続するサージ電圧）で破壊されてない場合は、不動作状態に切り替わることで、不動作状態とならない連続動作状態の場合に比べ、寿命が長くなり、システム全体としての信頼性が向上する。
FIG. 4A shows an example of the surge voltage Sg1 caused by induced lightning. Although the magnitude and period of the surge voltage caused by the induced lightning depends on the location of the lightning strike, FIG. 4A shows the case where the
The isolation amplifier (insulation amplifier) 8152a of the
図４（ｂ）（ｃ）は、遮断器の開閉，ＡＶＲの作動，大容量電動機の起動停止，蒸気発生部への給水用ポンプの起動停止，など発電所内の設備機器の動作に起因するサージ電圧Ｓｇ２の事例である。発電所内の設備機器の動作に起因するサージ電圧の大きさおよび周期は、単独動作、複合動作、瞬時動作、緩慢動作などに依存し画一的ではないが、本実施の形態では、図４（ｂ）（ｃ）のサージ電圧が、出力切替部８１７を経由して出力回路８１５２に到来した場合を例示してある。なお、発電所内の設備機器の動作に起因するサージ電圧は、発電所内の設備機器の構成、レイアウトを、出力回路８１５２のアイソレーションアンプ（絶縁増幅器）８１５１ａ，８１５２ａを破壊する程の大きさにならないように考慮してあるが、出力回路８１５２のアイソレーションアンプ（絶縁増幅器）８１５１ａ，８１５２ａの一方に繰り返し印加されないようにすることにより、アイソレーションアンプ（絶縁増幅器）８１５１ａ，８１５２ａの寿命が長くなり、システム全体としての信頼性が向上する。
従って、外来サージ電圧検出部８１６を、外来サージ電圧を検知する外来サージ電圧センサ８１６１と、外来サージ電圧を入出力回路８１６２を経由して例えばμｓ，ｎｓ単位の周期で保存する記憶部８１６３と、記憶部８１６３に保存された外来サージ電圧が検出対象の遮断器の開閉，ＡＶＲの作動，大容量電動機の起動停止，蒸気発生部への給水用ポンプの起動停止，など発電所内の設備機器の動作に起因する外来サージ電圧圧Ｓｇ２であるかどうか設定動作電圧に基づいて判定する演算部８１６４と、出力回路８１５１，８１５２の何れ出力回路が動作状態であるか報知する表示部ＬＥＤ１，ＬＥＤ２を有する表示器８１６５とで構成し、また、出力切替部８１７を、記憶部８１６３に格納されたプログラムおよび当該プログラムを実行する演算部８１６４によって、出力端子８１７０を切替
端子８１７１と切替端子８１７２とに交互に所定時間間隔で切り替え接続すると共に、記憶部８１６３に格納されたプログラムおよび設定動作電圧に基づいて演算部８１６４が、所定の外来サージ電圧Ｓｇ２と判定した場合、即ち外来サージ電圧Ｓｇ２を検出したときに、検出したときに動作状態である一方の前記出力回路（図２、図３の事例では出力端子８１７０に切替端子８１７２を介して接続されている出力回路８１５２）を不動作状態へ切り替え、前記外来サージ電圧を検出したときに不動作状態である他方の前記出力回路（図２、図３の事例では出力端子８１７０に接続されていない出力回路８１５１）を動作状態へ切り替える（出力端子８１７０を切替端子８１７１に切り替え接続する）ようにすることにより、出力回路８１５２のアイソレーションアンプ（絶縁増幅器）８１５１ａ，８１５２ａの一方に繰り返し印加されないようにすることができ、アイソレーションアンプ（絶縁増幅器）８１５１ａ，８１５２ａの寿命が長くなり、システム全体としての信頼性が向上する。
4 (b) and 4 (c) show surges caused by the operation of equipment in the power plant, such as opening / closing of circuit breaker, operation of AVR, start / stop of large capacity motor, start / stop of water supply pump to steam generator, etc. This is an example of the voltage Sg2. The magnitude and cycle of the surge voltage resulting from the operation of the equipment in the power plant depends on single operation, composite operation, instantaneous operation, slow operation, etc., but is not uniform. In this embodiment, FIG. b) The case where the surge voltage of (c) arrives at the
Therefore, the external surge
図４（ｂ）は、検出対象を、約４００Ｖ（耐電圧試験電圧５００Ｖの８０％）以上の継続的サージ電圧が1分間以上継続した場合とした事例であり、発電所内の設備機器の動作に起因する外来サージ電圧Ｓｇ２が、記憶部８１６３に設定された応動動作電圧４００Ｖを越えた状態が、記憶部８１６３に設定された設定時間１分間続くと、前述の場合と同様に、出力切替部８１７が前述と同様に切り替え動作をする。
Fig. 4 (b) shows an example in which a continuous surge voltage of about 400V (80% of the withstand voltage test voltage of 500V) or more continues for 1 minute or more in the operation of equipment in the power plant. When the resulting external surge voltage Sg2 exceeds the
図４（ｃ）は、検出対象を、約４５０Ｖ（耐圧試験電圧５００Ｖの９０％）以上のパルス状サージが、1秒間で定格周波数（５０Ｈｚ）以上継続した場合とした事例であり、発電所内の設備機器の動作に起因する外来サージ電圧Ｓｇ２が、記憶部８１６３に設定された応動動作電圧４５０Ｖを越えたパルス状サージの状態が、記憶部８１６３に設定された設定された1秒間で定格周波数（５０Ｈｚ）以上となると、前述の場合と同様に、出力切替部８１７が前述と同様に切り替え動作をする。
Fig. 4 (c) shows an example in which a pulsed surge of about 450V (90% of the withstand voltage test voltage of 500V) or more continues to be detected for more than the rated frequency (50Hz) in one second. The state of the pulsed surge in which the external surge voltage Sg2 resulting from the operation of the equipment device exceeds the
なお、表示器８１６５の表示部ＬＥＤ１，ＬＥＤ２は、例えば、出力回路８１５２が動作状態のときには表示部ＬＥＤ２が青色点灯し、出力回路８１５１が動作状態のときには表示部ＬＥＤ１が青色点灯するようにしてあり、現場監視盤９で、監視員が、どのプロセス量出力装置のどの出力回路が動作状態にあるのか目視確認できる。
また、動作状態である一方の前記出力回路（図２、図３の事例では出力端子８１７０に切替端子８１７２を介して接続されている出力回路８１５２）を不動作状態へ切り替え、前記外来サージ電圧を検出したときに不動作状態である他方の前記出力回路（図２、図３の事例では出力端子８１７０に接続されていない出力回路８１５１）を動作状態へ切り替えた場合、動作状態へ切り替えられた出力回路（図２、図３の事例では出力回路８１５１）のアイソレーションアンプ（絶縁増幅器）（図２、図３の事例ではアイソレーションアンプ８１５１ａ）が破壊されている場合は、プロセス量がアイソレーションアンプ（図２、図３の事例ではアイソレーションアンプ８１５１ａ）の出力側に出力されないので、プロセス量がアイソレーションアンプ（図２、図３の事例ではアイソレーションアンプ８１５１ａ）の出力側に出力されないことを、演算部８１６４が判別することにより、対応する表示部（図２、図３の事例では表示部ＬＥＤ１）を赤色点滅で表示することにより、現場監視盤９で、監視員が、どのプロセス量出力装置のどの出力回路のアイソレーションアンプが破壊されているのか目視確認でき、的確な保守ができる。
For example, the display unit LED1 and LED2 of the display unit 8165 are configured such that when the
Further, one of the output circuits in the operating state (the
なお、以上の説明は、主としてプロセス量出力装置８１について具体的に説明したが、プロセス量出力装置８２，８３，８４，８５，８６，８７，８８，８９，・・・８ｎも、プロセス量出力装置８１と同じ構成、同じ機能であり、プロセス量出力装置８１と同じ効果を奏する。
In the above description, the process
実施の形態２．
前述の実施の形態１では、蒸気タービン、タービン発電機が何れも単機の場合を例示したが、本実施の形態２は、更に規模の大きなタービン発電プラントに適用した事例を例示するものであり、図５に例示のように、ｎ台の蒸気タービン＃１−１，＃２−１，・・・＃ｎ−１、ｎ台のタービン発電機＃１−２，＃２−２，・・・＃ｎ−２、ｎ台のプラント制御装置＃１−７，＃２−７，・・・＃ｎ−７、ｎ台の現場監視盤＃１−９，＃２−９，・・・＃ｎ−９、ｎ台の励磁装置＃１−１０，＃２−１０，・・・＃ｎ−１０が設置されている。
In the above-described first embodiment, the case where both the steam turbine and the turbine generator are single units is illustrated, but the present second embodiment illustrates an example applied to a turbine power plant having a larger scale, As illustrated in FIG. 5, n steam turbines # 1-1, # 2-1,... # N-1, n turbine generators # 1-2, # 2-2,. # N-2, n plant control devices # 1-7, # 2-7,... # N-7, n site monitoring panels # 1-9, # 2-9,. -9, n excitation devices # 1-10, # 2-10,... # N-10 are installed.
ｎ台の現場監視盤＃１−９，＃２−９，・・・＃ｎ−９の各々には、図５では図示を省略してあるが、それぞれ実施の形態１で具体的に説明したプロセス量出力装置８１と同じ構成、同じ機能のプロセス量出力装置が設けられ、実施の形態１と同じ効果を奏する。
Each of the n on-site monitoring panels # 1-9, # 2-9,... # n-9 is not shown in FIG. 5, but has been specifically described in the first embodiment. A process amount output device having the same configuration and the same function as the process
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、組み合わせ、変形、省略することができる。
なお、各図中、同一符合は同一または相当部分を示す。
In the present invention, the embodiments can be appropriately combined, modified, and omitted within the scope of the invention.
In addition, in each figure, the same code | symbol shows the same or an equivalent part.
１，＃１−１，＃２−１，・・・＃ｎ−１ 蒸気タービン、
１Ｓ 蒸気量検出センサ、
１１ 回転軸、 １１Ｓ１ 径方向振動検出センサ、
１１Ｓ２ 軸方向振動検出センサ、 １２ 軸受、
１３ 軸受、 １３Ｓ 軸受温度検出センサ、
１４ 回転板、 １４Ｓ タービン回転数検出センサ、
２，＃１−２，＃２−２，・・・＃ｎ−２ タービン発電機、
２Ｓ タービン発電機温度検出センサ、
２１Ｓ１ 径方向振動検出センサ、 ２１Ｓ２ 軸方向振動検出センサ、
２２Ｓ 軸受温度検出センサ、 ３ カップリング、
４ 発電所内ネットワーク、 ５ プラント制御用計算機、
６ 記録用計算機、
７，＃１−７，＃２−７，・・・＃ｎ−７ プラント制御装置、
７１ タービン制御装置、 ７２ 発電機制御装置、
７３ ＡＶＲ制御装置、 ８ 表示装置、
８１から８９，・・・８ｎ，＃１−８１・・・＃１−８ｎ，＃２−８１・・・＃２−８ｎ，・・・＃ｎ−８１・・・＃ｎ−８ｎ プロセス量出力装置、
８１００ プロセス量出力基板、 ８１１ フィルタ、
８１２ Ａ／Ｄ変換器、 ８１３ 演算回路、
８１４ Ｄ／Ａ変換器、 ８１５１ 出力回路、
８１５１ａ アイソレーションアンプ（絶縁増幅器）、
８１５２ 出力回路、
８１５２ａ アイソレーションアンプ（絶縁増幅器）、
８１６ 外来サージ電圧検出部、 ８１６１ 外来サージ電圧センサ、
８１６２ 入出力回路、 ８１６３ 記憶部、
８１６４ 演算部、 ８１６５ 表示器、
ＬＥＤ１ 表示部、 ＬＥＤ２ 表示部、
８１７ 出力切替部、 ８１７０ 出力端子、
８１７１ 切替端子、 ８１７２ 切替端子、
８１７３ 出力切替駆動部、
９，＃１−９，＃２−９，・・・＃ｎ−９ 現場監視盤、
１０，＃１−１０，＃２−１０，・・・＃ｎ−１０ 励磁装置、
１０１ 励磁機、 １０２ 励磁遮断器、
Ｓｇ１ 外来サージ電圧（誘導雷に起因するサージ電圧）、
Ｓｇ２ 外来サージ電圧（遮断器の開閉、ＡＶＲの作動に起因するサージ電圧）
1, # 1-1, # 2-1, ... # n-1 steam turbine,
1S steam detection sensor,
11 rotating shaft, 11S1 radial vibration detection sensor,
11S2 axial vibration detection sensor, 12 bearing,
13 Bearing, 13S Bearing temperature detection sensor,
14 rotation plate, 14S turbine rotation speed detection sensor,
2, # 1-2, # 2-2, ... # n-2 Turbine generator,
2S turbine generator temperature detection sensor,
21S1 radial vibration detection sensor, 21S2 axial vibration detection sensor,
22S bearing temperature detection sensor, 3 coupling,
4 Power plant network, 5 Plant control computer,
6 Recording computer
7, # 1-7, # 2-7,... # N-7 Plant control device,
71 turbine control device, 72 generator control device,
73 AVR control device, 8 display device,
81 to 89, ... 8n, # 1-81 ... # 1-8n, # 2-81 ... # 2-8n, ... # n-81 ... # n-8n Process amount output apparatus,
8100 process quantity output board, 811 filter,
812 A / D converter, 813 arithmetic circuit,
814 D / A converter, 8151 output circuit,
8151a Isolation amplifier (isolation amplifier),
8152 output circuit,
8152a Isolation amplifier (isolation amplifier),
816 External surge voltage detector, 8161 External surge voltage sensor,
8162 input / output circuit, 8163 storage unit,
8164 arithmetic unit, 8165 display,
LED1 display, LED2 display,
817 output switching unit, 8170 output terminal,
8171 switching terminal, 8172 switching terminal,
8173 output switching drive unit,
9, # 1-9, # 2-9, ... # n-9 On-site monitoring panel,
10, # 1-10, # 2-10,... # N-10 excitation device,
101 exciter, 102 excitation breaker,
Sg1 External surge voltage (surge voltage caused by induced lightning),
Sg2 External surge voltage (surge voltage caused by circuit breaker switching, AVR operation)
Claims (16)
前記発電プラントの監視制御されるプロセス量の種別ごとに設けられそれぞれ並列をなす二つの出力回路を有しこれら二つの出力回路が交互に作動し作動している前記出力回路が、検出された対応する前記プロセス量を、前記プラント制御装置へ出力するプロセス量出力装置を備えている
ことを特徴とするタービン発電プラント監視制御システム。 A plant control computer that calculates a plant control amount based on a process amount of a power plant in a power plant network, a recording computer that records the process amount and the plant control amount, and a plant control amount calculated by the plant control computer A turbine power plant monitoring and control system connected to a plant control device for controlling the power plant based on
The output circuit that is provided for each type of process quantity to be monitored and controlled by the power plant and that has two output circuits that are in parallel with each other, and the two output circuits are alternately operated and operated is detected. A turbine power plant monitoring and control system comprising: a process amount output device that outputs the process amount to the plant control device.
前記プロセス量出力装置の前記二つの出力回路の機能が同じであり、前記二つの出力回路が所定時間毎に動作し、前記出力回路の一方が作動状態の間は前記出力回路の他方が不動作状態である
ことを特徴とするタービン発電プラント監視制御システム。 In the turbine power plant monitoring control system according to claim 1,
The functions of the two output circuits of the process quantity output device are the same, the two output circuits operate every predetermined time, and the other of the output circuits does not operate while one of the output circuits is in an operating state. A turbine power plant monitoring control system characterized by being in a state.
前記プロセス量出力装置の前記二つの出力回路の機能が同じであり、
前記プロセス量出力装置は、前記プロセス量出力装置の出力端に到来する外来サージ電圧を検出する外来サージ電圧検出部および前記二つの出力回路のいずれか一方を動作状態として前記プロセス量出力装置の出力を前記プラント制御装置へ出力する出力切替部を備え、
前記外来サージ電圧検出部が前記外来サージ電圧を検出すると、出力切替部が、前記外来サージ電圧を検出したときに動作状態である一方の前記出力回路を不動作状態へ切り替え、前記外来サージ電圧を検出したときに不動作状態である他方の前記出力回路を動作状態へ切り替える
ことを特徴とするタービン発電プラント監視制御システム。 In the turbine power plant monitoring control system according to claim 1,
The functions of the two output circuits of the process quantity output device are the same,
The process quantity output device outputs an external surge voltage detector that detects an external surge voltage that arrives at an output terminal of the process quantity output device and one of the two output circuits as an operating state. Including an output switching unit for outputting to the plant control device,
When the external surge voltage detection unit detects the external surge voltage, the output switching unit switches the one output circuit that is in an operating state to a non-operational state when detecting the external surge voltage, A turbine power plant monitoring control system, wherein the other output circuit that is in an inoperative state when detected is switched to an operational state.
前記不動作状態である他方の前記出力回路を動作状態へ切り替えたときに当該他方の前記出力回路が出力を出さない場合は当該他方の前記出力回路は破壊されていると前記プロセス量出力装置は自己診断して当該他方の前記出力回路が破壊されていることを報知することを特徴とするタービン発電プラント監視制御システム。 In the turbine power plant monitoring control system according to claim 3,
If the other output circuit does not output when the other output circuit in the non-operating state is switched to the operating state, the other output circuit is destroyed and the process quantity output device A turbine power plant monitoring and control system characterized by performing self-diagnosis and notifying that the other output circuit is destroyed.
前記二つの出力回路と前記外来サージ電圧検出部と前記出力切替部とが、共通のプロセス量出力基板上に搭載されている
ことを特徴とするタービン発電プラント監視制御システム。 In the turbine power plant monitoring and control system according to claim 3 or 4,
The turbine power plant monitoring control system, wherein the two output circuits, the external surge voltage detection unit, and the output switching unit are mounted on a common process amount output board.
前記プロセス量の種別ごとに設けられた前記プロセス量出力装置のそれぞれが、前記発電プラントの共通の現場監視盤内に設けられている
ことを特徴とするタービン発電プラント監視制御システム。 In the turbine power plant monitoring control system according to any one of claims 1 to 5,
Each of the said process amount output devices provided for every kind of said process amount is provided in the common on-site monitoring panel of the said power plant, The turbine power plant monitoring control system characterized by the above-mentioned.
前記発電プラントの監視制御されるプロセス量の種別ごとに設けられ、それぞれ並列をなす二つの出力回路を有し、これら二つの出力回路が交互に作動し作動している前記出力回路が、検出された対応する前記プロセス量を、前記プラント制御装置へ出力する複数のプロセス量出力装置、
を備えていることを特徴とする現場監視盤。 A plant control computer for calculating a plant control amount based on the process amount of the power plant in the power plant network, a recording computer for recording the process amount and the plant control amount, and a plant control amount calculated by the plant control computer On-site monitoring that is installed at the site of the power plant in the turbine power plant monitoring and control system to which the plant control device for controlling the power plant is connected is displayed for monitoring at the site. A board,
Provided for each type of process quantity to be monitored and controlled by the power plant, each having two output circuits in parallel, and the output circuit in which these two output circuits are alternately operated and operated is detected. A plurality of process amount output devices for outputting the corresponding process amounts to the plant control device,
On-site monitoring board characterized by having
前記プロセス量出力装置の各々は、前記二つの出力回路の機能が同じであり、前記二つの出力回路が所定時間毎に動作し、前記出力回路の一方が作動状態の間は前記出力回路の他方が不動作状態である
ことを特徴とする現場監視盤。 In the field monitoring board according to claim 7,
Each of the process quantity output devices has the same function of the two output circuits, the two output circuits operate every predetermined time, and while one of the output circuits is in an operating state, the other of the output circuits An on-site monitoring board characterized by the fact that is inactive.
前記プロセス量出力装置の各々は、前記二つの出力回路の機能が同じであり、
前記プロセス量出力装置の各々は、出力端に到来する外来サージ電圧を検出する外来サージ電圧検出部および前記二つの出力回路のいずれか一方を動作状態として前記プロセス量出力装置の出力を前記プラント制御装置へ出力する出力切替部を備え、前記外来サージ電圧検出部が前記外来サージ電圧を検出すると前記出力切替部が、前記外来サージ電圧を検出したときに動作状態である一方の前記出力回路を不動作状態へ切り替え、前記外来サージ電圧を検出したときに不動作状態である他方の前記出力回路を動作状態へ切り替えることを特徴とする現場監視盤。 In the field monitoring board according to claim 7,
Each of the process quantity output devices has the same function of the two output circuits,
Each of the process quantity output devices is configured such that an external surge voltage detector that detects an external surge voltage arriving at an output terminal and one of the two output circuits is in an operating state, and the output of the process quantity output device is controlled by the plant. An output switching unit that outputs to the device, and when the external surge voltage detection unit detects the external surge voltage, the output switching unit is configured to disable one of the output circuits that is in an operating state when the external surge voltage is detected. An on-site monitoring board characterized by switching to an operating state and switching the other output circuit that is in a non-operating state to an operating state when the external surge voltage is detected.
前記不動作状態である他方の前記出力回路を動作状態へ切り替えたときに当該他方の前記出力回路が出力を出さない場合は当該他方の前記出力回路は破壊されていると前記プロセス量出力装置は自己診断して当該他方の前記出力回路が破壊されていることを報知することを特徴とする現場監視盤。 In the field monitoring board according to claim 9,
If the other output circuit does not output when the other output circuit in the non-operating state is switched to the operating state, the other output circuit is destroyed and the process quantity output device An on-site monitoring board characterized by performing self-diagnosis and notifying that the other output circuit is destroyed.
前記プロセス量出力装置の各々は、前記二つの出力回路と前記外来サージ電圧検出部と前記出力切替部とが、共通のプロセス量出力基板上に搭載されている
ことを特徴とする現場監視盤。 In the field monitoring board according to claim 9 or claim 10,
Each of the process quantity output devices is characterized in that the two output circuits, the external surge voltage detection unit, and the output switching unit are mounted on a common process quantity output board.
前記二つの出力回路の機能が同じであり、前記二つの出力回路が所定時間毎に動作し、前記出力回路の一方が作動状態の間は前記出力回路の他方が不動作状態である
ことを特徴とするプロセス量出力装置。 The process amount output device according to claim 12,
The functions of the two output circuits are the same, the two output circuits operate every predetermined time, and the other of the output circuits is inactive while one of the output circuits is in an activated state. Process quantity output device.
前記二つの出力回路の機能が同じであり、
出力端に到来する外来サージ電圧を検出する外来サージ電圧検出部および前記二つの出力回路のいずれか一方を動作状態として前記プロセス量出力装置の出力を前記プラント制御装置へ出力する出力切替部を備え、
前記外来サージ電圧検出部が前記外来サージ電圧を検出すると前記出力切替部が、前記外来サージ電圧を検出したときに動作状態である一方の前記出力回路を不動作状態へ切り替え、前記外来サージ電圧を検出したときに不動作状態である他方の前記出力回路を動作状態へ切り替える
ことを特徴とするプロセス量出力装置。 The process amount output device according to claim 12,
The functions of the two output circuits are the same,
An external surge voltage detection unit that detects an external surge voltage that arrives at the output terminal, and an output switching unit that outputs one of the two output circuits to the plant control device while operating one of the two output circuits. ,
When the external surge voltage detection unit detects the external surge voltage, the output switching unit switches one output circuit that is in an operating state to a non-operating state when the external surge voltage is detected, and A process quantity output device, characterized in that, when detected, the other output circuit that is in an inoperative state is switched to an operational state.
前記不動作状態である他方の前記出力回路を動作状態へ切り替えたときに当該他方の前記出力回路が出力を出さない場合は当該他方の前記出力回路は破壊されていると前記プロセス量出力装置は自己診断して当該他方の前記出力回路が破壊されていることを報知することを特徴とするプロセス量出力装置。 The process quantity output device according to claim 9, wherein
If the other output circuit does not output when the other output circuit in the non-operating state is switched to the operating state, the other output circuit is destroyed and the process quantity output device A process quantity output device which performs self-diagnosis and notifies that the other output circuit is destroyed.
前記二つの出力回路と前記外来サージ電圧検出部と前記出力切替部とが、共通のプロセス量出力基板上に搭載されている
ことを特徴とするプロセス量出力装置。 The process amount output device according to claim 14 or 15,
The process amount output device, wherein the two output circuits, the external surge voltage detection unit, and the output switching unit are mounted on a common process amount output board.
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