JP3802191B2 - 給水タービン制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給水タービン制御装置に係わり、特に給水指令信号やタービン速度信号に異常が発生した場合、給水タービンを保護するのに好適な給水タービン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２に発電所に於ける給水タービン系統の一例を示す。
【０００３】
図示するように、給水ポンプタービン１の同軸上に給水ポンプ２が連絡され、給水ポンプタービン１には蒸気加減弁３を介して図示しない蒸気発生器から蒸気が供給されるようになっている。
【０００４】
給水タービン制御装置６は、給水制御装置４からの給水指令信号ｗ１を入力すると共に接続される操作パネル５からの速度操作信号ｋ１が入力するように接続されている。さらに、給水ポンプタービン１の軸に連絡する歯車７に回転数検出器８が配置され、速度信号ｓ１が給水タービン制御装置６へ入力するように接続され、給水タービン制御装置６から加減弁作動装置９を介して弁操作信号ｖ１が蒸気加減弁３へ出力されるように接続されている。
【０００５】
給水ポンプタービン１は、供給される蒸気によって回転し、これによって、同軸に直結された給水ポンプ２が回転して給水がされる。給水ポンプタービン１の回転速度は、蒸気加減弁３より蒸気の供給量を調節することにより制御される。給水ポンプタービン１の回転速度は、回転数検出器８で検出され速度信号ｓ１が給水タービン制御装置６へ入力される。
【０００６】
一方、給水制御装置４から出力される蒸気発生装置に対する給水流量の要求値に対応付けられた給水指令信号ｗ１または操作パネル５から出力される操作員の設定による速度操作信号ｋ１が給水タービン制御装置６へ入力される。給水タービン制御装置６では、速度信号ｓ１が給水指令信号ｗ１あるいは速度操作信号ｋ１となるように弁操作信号ｖ１を制御する。
【０００７】
以上の給水タービン系統に於けるタービン制御装置の具体例を図１３に示す。
【０００８】
図１３に示す給水タービン制御装置６は、起動指令手段２１と加算手段２２と加算手段２４と増幅手段２３と増幅手段２５と低値選択手段２６と弁開度制御手段２７と給水指令信号保持手段２８とから構成されている。
【０００９】
まず、速度操作信号ｋ１が起動指令手段２１によって処理され起動速度指令信号ｋ２として加算手段２２へ入力される。加算手段２２では、起動速度指令信号ｋ２と速度信号ｓ１とが加算され、加算信号ｋ３が増幅手段２３へ入力され得られる信号ｋ４が低値選択手段２６へ入力される。一方、給水指令信号ｗ１が図１４に示す後述する給水指令信号保持手段２８へ入力され、給水指令信号保持手段２８からの出力信号ｗ２と速度信号ｓ１とが加算手段２４で加算される。加算手段２４からの加算信号ｗ３が増幅手段２５へ入力され、得られる信号ｗ４が低値選択手段２６へ入力される。
【００１０】
低値選択手段２６では、信号ｗ４と信号ｋ４のいずれか低値が選択され、速度信号ｓ１として弁開度制御手段２７へ出力され、弁開度制御手段２７は、弁操作信号ｖ１を蒸気加減弁３へ出力して弁を開閉させる。
【００１１】
これにより、給水ポンプタービン１の速度信号ｓ１がある一定の速度以下の場合には速度操作信号ｋ１に基づいて信号ｋ４が選択されて制御される。その速度信号ｓ１を超える一定以上の範囲（以下自動モード速度範囲と称する）に於いては給水指令信号ｗ１に基づく信号ｗ４が選択されて制御がされる。すなわち、給水ポンプタービン１が停止状態から自動モード速度範囲になるまでの給水タービン起動時には速度操作信号ｋ１を入力した起動指令手段２１によって作成された起動速度指令ｋ２に基づき給水ポンプタービン１が制御される。さらに、給水ポンプタービン１が自動モード速度範囲になってからは給水指令信号ｗ１に基づく信号ｗ４が選択され、給水ポンプタービン１が制御される。
【００１２】
このようにして給水タービン制御装置６は、給水ポンプタービン１の軸端に設けられた歯車７と回転数検出器８により検出された速度信号ｓ１と起動速度指令ｋ１または給水指令信号ｗ１との偏差のうちどちらか低い値が低値選択手段２６により速度制御信号ｓｓ１として出力されて、弁開度制御手段２７を介して加減弁作動装置９へ出力される。これによって、蒸気加減弁３が調節されて、給水ポンプタービン１の速度信号ｓ１が給水指令信号ｗ１または前記速度操作信号ｋ１に基づいた値となるように制御される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術によれば、次のような問題がある。
【００１４】
まず、第一に、通常のプラント運転である自動モード速度範囲に於いて給水指令信号ｗ１が異常となった場合、給水ポンプタービン１の誤動作やこれによるプラントへの悪影響を与える問題があった。そして、この対策の一環として図１４に示す給水指令信号保持手段２８のように、給水指令信号ｗ１の喪失（下限値）を喪失検出手段３２によって検出し、この検出信号ｗ１０により給水指令信号ｗ１を切換手段３３により切り放し給水設定手段３１に設定された給水設定信号ｗ０に切り換え、その後の給水タービン制御は給水設定信号ｗ０により運転を継続するようにしていた。
【００１５】
ところで、図示してないが給水設定手段３１は切換手段３３が動作していないときは給水指令信号ｗ１に追従しており、切換手段３３が動作したときにはその時点での給水指令信号ｗ１相当の一定信号を出力するように動作する。しかし、従来例の方法では給水指令信号ｗ１の喪失のみの対策であり、速度指令信号ｗ１が一定の上限値を超えるような場合や、急激に変化するような場合については配慮されていないことから、それらの異常時に給水ポンプタービン１が誤動作してプラントに悪影響を与えるという問題があった。
【００１６】
上記従来例の対策例として特公平６−８４８０５号公報が提案されているが、上記従来例や特公平６−８４８０５号公報の記載では、給水指令信号ｗ１の異常を検出してから給水設定信号ｗ０に切換操作を行なうようにしている。かかるタービン制御装置のように比例制御により制御している場合には給水指令信号ｗ１の異常検出から切換手段３３により給水設定信号ｗ０に切り換えるまでの僅かな時間であるが、給水指令信号ｗ１が正常値から異常値に変化する過程の異常信号や切換手段３３の切換時回路のオープン信号が発生し、一時的に給水ポンプタービン１が誤動作してプラントに悪影響を与える可能性があった。
【００１７】
第２に、給水指令信号ｗ１やタービン速度ｓ１に異常が発生したときに従来技術では異常発生時の正確な時刻や異常値が判らず、異常発生後の復旧メンテナンス作業や異常解析を補助する機能が無く、それら保守面での考慮がされていなかった。
【００１８】
本発明は、上記従来の問題点を解決すべく、第１の目的として、給水指令信号の異常高や急変などの異常が発生しても、円滑に、かつ、安定に給水ポンプタービンの速度を制御することができる給水タービン制御装置を提供することにある。
【００１９】
また、第２の目的として給水指令信号やタービン速度に異常が発生した場合、異常発生時の正確な時刻や異常値を簡単に知ることができ異常発生後の復旧メンテナンス作業や異常解析を補助する機能を有する給水タービン制御装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、給水ポンプタービンの速度信号が給水指令信号となるように蒸気加減弁を制御する給水タービン制御装置において、現時点より数スキャン前の給水指令信号の値のスキャン時給水指令信号に基づいて蒸気加減弁を制御する一方、給水指令信号に異常が発生したときスキャン時給水指令信号を保持出力して蒸気加減弁を制御する給水指令信号保持手段を設けるようにしたものである。この手段によれば、現時点より数スキャン前のスキャン時の給水指令信号が正常時に出力され、蒸気加減弁が制御される一方、給水指令信号が異常になると異常時の現時点より数スキャン前の値に保持され蒸気加減弁が制御される。これにより、給水指令信号が異常になる前の信号で蒸気加減弁が制御され、急激な速度変化を与えず、円滑、かつ、安定に制御が継続される。従って、従来のように予め設定する給水指令信号の切替えによる僅かなオープン状態や信号の急変動に起因する給水ポンプタービンへの悪影響が回避できる。
【００２１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、給水指令信号保持手段は、給水指令信号が所定の上下限を逸脱したとき、あるいは、給水指令信号の変化率が所定の正常範囲外のとき、異常検出信号を出力する異常信号検出手段と、現時点より数スキャン前の給水指令信号の値をスキャン時給水指令信号として出力する前値出力手段と、この前値出力手段により出力されるスキャン時給水設定信号を出力する一方、異常検出信号が入力するとスキャン時給水指令信号を保持出力する給水指令信号保持手段とを設けるようにしたものである。この手段によれば、現時点より数スキャン前の給水指令信号で蒸気加減弁が制御される一方、給水指令信号が所定の上下限を逸脱したとき、または、給水指令信号の変化率が急変したとき異常信号が出力される。異常信号を入力すると数スキャン前の給水指令信号が保持出力され、蒸気加減弁が制御される。これにより、給水指令信号が異常になる前の信号で蒸気加減弁が制御され、急激な速度変化を与えず、円滑、かつ、安定に制御が継続される。従って、従来のように予め設定する給水指令信号の切替えによる僅かなオープン状態や信号の急変動に起因する給水ポンプタービンへの悪影響が回避できる。
【００２２】
請求項３の発明は、給水ポンプタービンの速度信号が給水指令信号となるように蒸気加減弁を制御する給水タービン制御装置において、現時点より数スキャン前の給水指令信号と速度信号との偏差信号の値であるスキャン時給水速度指令信号に基づいて蒸気加減弁を制御する一方、給水速度指令信号に異常が発生したときスキャン時給水速度指令信号を保持出力して蒸気加減弁を制御する給水速度指令信号保持手段を設けるようにしたものである。この手段によれば、現時点より数スキャン前のスキャン時の給水速度指令信号が出力され、蒸気加減弁が制御される一方、速度信号が異常になると異常時の現時点より数スキャン前の値に給水速度指令信号が保持され蒸気加減弁が制御される。これにより、給水速度指令信号が異常になる前の信号で蒸気加減弁が制御され、急激の速度変化を与えず、円滑、かつ、安定に制御が継続される。従って、従来のように予め設定する給水指令信号の切替えによる僅かなオープン状態や信号の急変動に起因する給水ポンプタービンへの悪影響が回避できる。
【００２３】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、給水速度指令信号保持手段は、速度信号が所定の上下限を逸脱したとき、あるいは、速度信号の変化率が所定の正常範囲外のとき、異常検出信号を出力する異常信号検出手段と、現時点より数スキャン前の給水速度指令信号の値をスキャン時給水速度指令信号として出力する前値出力手段と、この前値出力手段により出力されるスキャン時給水速度指令信号を出力する一方、異常検出信号が入力するとスキャン時給水速度指令信号を保持出力する給水速度指令信号保持手段とを設けるようにしたものである。この手段によれば、現時点の数スキャン前の給水速度指令信号で蒸気加減弁が制御される一方、速度信号が所定の上下限を逸脱したとき、または、速度信号の変化率が急変したとき異常信号が出力される。異常信号を入力すると数スキャン前の給水速度指令信号が保持出力され、蒸気加減弁が制御される。これにより、給水速度指令信号が異常になる前の信号で蒸気加減弁が制御され、急激な速度変化を与えず、円滑、かつ、安定に制御が継続される。従って、従来のように予め設定する給水指令信号の切替えによる僅かなオープン状態や信号の急変動に起因する給水ポンプタービンへの悪影響が回避できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
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。
【００２６】
図１は、本発明の第１実施の形態を示す給水タービン制御装置の構成図である。
【００２７】
図１において、従来技術を示す図１３と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、図１は、図１３の給水指令信号保持手段２８と構成を異にし、給水指令信号保持手段２８Ａとして給水指令信号ｗ１に異常が発生したとき現時点より数スキャン前の値を保持出力するようにした点に特徴を有している。
【００２８】
給水指令信号保持手段２８Ａは、具体的には、図２に示すように、前値出力手段３７と出力保持手段３８と異常信号検出手段３９とから構成されている。
【００２９】
ここで、前値出力手段３７は、給水指令信号ｗ１を入力して現時点より所定の数スキャン前の給水指令信号ｗ１の値をスキャン時給水指令信号ｗ１１として出力保持手段３８へ出力するものである。出力保持手段３８は、スキャン時給水指令信号ｗ１１をスキャン毎に更新記憶し、さらに、スキャン時給水指令信号ｗ１１を出力信号ｗ２として加算手段２４へ出力する。一方、異常信号検出手段３９から異常検出信号ｗ１４が入力すると、スキャン時給水指令信号ｗ１１を保持して出力するものである。
【００３０】
異常信号検出手段３９は、上下限検出手段３４と変化率検出手段３５と論理和演算手段３６からなっている。上下限検出手段３４は、給水指令信号ｗ１が所定の上下限を逸脱したとき異常検出信号ｗ１２を出力し、変化率検出手段３５は給水指令信号ｗ１の変化率の絶対値が所定の上限値を逸脱したとき異常検出信号ｗ１３を出力する。論理和演算手段３６は、異常検出信号ｗ１２と異常検出信号ｗ１３とのいずれかが入力したとき異常検出信号ｗ１４を出力保持手段３８へ出力するものである。
【００３１】
まず、給水指令信号ｗ１が上下限検出手段３４へ入力され、給水指令信号ｗ１の上下限逸脱状態のとき異常が検出されて異常検出信号ｗ１４が出力される。また、給水指令信号ｗ１が変化率検出手段３５へ入力されて給水指令信号ｗ１の変化率が正常範囲外のとき異常が検出され異常検出信号ｗ１３が出力される。上下限検出手段３４の異常検出信号ｗ１２と変化率検出手段３５の異常検出信号ｗ１３とが論理和演算手段３６へ入力される。
【００３２】
一方、給水指令信号ｗ１が前値出力手段３７へ入力され現時点から数スキャン前のスキャン時給水指令信号ｗ１１を出力する。前値出力手段３７のスキャン時給水指令信号ｗ１１が出力保持手段３８へ入力される。そして、出力保持手段３８へ論理和演算手段３６の異常検出信号ｗ１４、つまり、給水指令信号の異常信号が入力すると出力保持手段３８によりその時点の値に保持される。
【００３３】
通常、給水制御装置４からの給水指令信号ｗ１は前値出力手段３７に入力され、スキャン時給水指令信号ｗ１１は給水指令信号ｗ１より数スキャン前の給水指令信号が出力される。そして、出力保持手段３８を介して出力信号ｗ２なる。この時の出力保持手段３８には論理和演算手段３６からの異常検出信号ｗ１４が入力されていないため出力保持手段３８の出力信号ｗ２は前値出力手段３７の出力信号ｗ１１と同じ値が出力され制御される。
【００３４】
次に、給水指令信号ｗ１がある一定以上の上下限値を逸脱するような異常が発生した場合には、上下限検出手段３４によりその異常が検出され論理和演算手段３６を介して異常検出信号ｗ１４が出力保持手段３８に入力される。そして、出力保持手段３８は異常検出信号ｗ１４が入力されると、異常信号ｗ１４が入力された時点のスキャン時給水指令信号ｗ１１を保持し、異常信号ｗ１４が入力され続けている間は出力保持手段３８の出力信号ｗ２は給水指令信号ｗ１の異常信号ｗ１４が入力された時点のスキャン時給水指令信号ｗ１１を出力し続ける。
【００３５】
さらに、給水指令信号ｗ１に急激な突変が発生したときは変化率検出手段３５によって異常が検出され、以降は前記上下限検出手段３４によって検出された異常と同様の作用となる。
【００３６】
図３及び図４は、第１実施の形態を示す給水タービン制御装置の作用の一例を示す図である。
【００３７】
図３は、給水指令信号ｗ１が正常の場合を示し、時刻ｔ０を現時点のスキャン時刻として、それより前のスキャン時刻ｔ１〜ｔ８において、上段のスキャン信号に対応して給水指令信号ｗ１が前値出力手段３７へ入力されている。これに対して最下段のように前値出力手段３７は現時点のスキャンより４スキャン前の値をスキャン時給水指令信号ｗ１１として順次出力しており、スキャン時給水指令信号ｗ１１と給水指令信号ｗ１との値ａ，ｂ，ｃ，ｄの値は等しくなっている。そして、出力保持手段３８からスキャン時給水指令信号ｗ１１がそのまま出力信号ｗ２として出力されている。
【００３８】
一方、図４は、給水指令信号ｗ１に異常が発生した場合を示し、現時点ｔ０より以前の給水指令信号ｗ１が正常のとき、４スキャン前のスキャン時給水指令信号ｗ１１が前値出力手段３７から出力され、出力保持手段３８から出力信号ｗ２として出力されている。
【００３９】
図３に対応する現時点ｔ０のスキャンより前に、仮りに給水指令信号ｗ１が急増して異常信号検出手段３９によって異常検出信号ｗ１４が出力保持手段３へ出力されるとスキャン時刻ｔ５のスキャン時のスキャン時給水指令信号ｗ１１の値ｂが出力保持手段３８で保持され出力される。
【００４０】
このように第１実施の形態によれば、給水指令信号ｗ１に様々な異常が発生しても、上下限検出手段３４と変化率検出手段３５により信号異常を検出し、さらに、異常検出信号ｗ１４により給水指令信号ラインに設けられた前値出力手段３７と出力保持手段３８により給水指令信号ｗ１に異常が発生する前の正常時の値を保持出力することができ、急激な速度変化を与えることなく円滑、かつ、安定に給水ポンプタービンの速度制御を継続するとが可能となる。
【００４１】
なお、給水指令信号ｗ１のスキャンは、一般に、２０ｍｓから５０ｍｓでされており、現時点のスキャンより何スキャン前のスキャン時給水指令信号ｗ１１とするかは、給水指令信号ｗ１の状態変化に応じて適宜定める必要がある。仮りに、４スキャン前とするとスキャンが２０ｍｓでされているとすると常に８０ｍｓ遅れることになるが、制御系として問題が生じることはない。
【００４２】
図５は、本発明の第２実施の形態を示す給水タービン制御装置の構成図である。
【００４３】
図５において、従来技術を示す図１３と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、図５は、図１３の給水指令信号保持手段２８を削除し、給水速度指令信号保持手段２９を追設し、速度信号ｓ１に異常が発生したとき現時点よりスキャン前の値を保持出力するようにした点に特徴を有している。
【００４４】
給水速度指令信号保持手段２９は、具体的には、図６に示すように前値出力手段４７と出力保持手段４８と異常信号検出手段４９とから構成されている。
【００４５】
ここで、前値出力手段４７は、給水指令信号ｗ１とタービン速度信号ｓ１との偏差がある給水速度指令信号ｗ３を入力して現時点より所定の数スキャン前の給水速度指令信号ｗ３の値をスキャン時給水速度指令信号ｗ３１として出力保持手段４８へ出力するものである。出力保持手段４８は、スキャン時給水指令信号ｗ３１をスキャン毎に更新記憶し、さらに、スキャン時給水速度指令信号ｗ３１を出力信号ｗ３２として加算手段２４へ出力する。一方、異常信号検出手段４９から異常検出信号ｓ１４が入力すると、スキャン時給水速度指令信号ｗ３１を保持して出力するものである。
【００４６】
異常信号検出手段４９は、上下限検出手段４４と変化率検出手段４５と論理和演算手段４６からなっている。上下限検出手段４４は、タービン速度信号ｓ１が所定の上下限を逸脱したとき異常検出信号ｗ１２を出力し、変化率検出手段３５は給水指令信号ｗ１の変化率の絶対値が所定の上限値を逸脱したとき異常検出信号ｓ１３に出力する。論理和演算手段４６は、異常検出信号ｓ１３と異常検出信号ｗ１３とのいずれかが入力したとき異常検出信号ｓ１４を出力保持手段４８へ出力するものである。
【００４７】
まず、タービン速度信号ｓ１が上下限検出手段４４へ入力される。タービン速度信号ｓ１の上下限逸脱が上下限検出手段４４により検出されると異常検出信号ｓ１２が出力される。また、タービン速度信号ｓ１が上下限検出手段４４へ入力される。タービン速度信号ｓ１の変化率の異常が検出されると異常検出信号ｓ１３が出力される。論理和演算手段４６では、異常検出信号ｓ１２または異常検出信号ｓ１３が入力されると異常検出信号ｓ１４を出力保持手段４８へ出力する。
【００４８】
給水速度指令信号ｗ３は前値出力手段４７に入力され現時点より数スキャン前のスキャン時給水速度指令信号ｗ３１が出力保持手段４８へ出力される。このときの出力保持手段４８には論理和演算手段４６からの速度信号ｓ１の異常検出信号ｓ１４は入力されていないため出力保持手段４８の出力信号ｗ３２は前値出力手段４７のスキャン時給水速度指令信号ｗ３１と同じ値が出力され制御される。
【００４９】
次に、速度信号ｓ１にある一定以上の上下限値を逸脱するような異常が発生した場合には、上下限検出手段４４によりその異常が検出され論理和演算手段４６を介して異常信号ｓ１４が出力保持手段４８に入力される。そして、出力保持手段４８は異常信号ｓ１４が入力されると、異常検出信号ｓ１４が入力された時点のスキャン時給水速度指令信号ｗ３１を保持し、異常検出信号ｓ１４が入力され続けている間は出力保持手段４８の出力信号ｗ３２は異常検出信号ｓ１４が入力された時点のスキャン時給水速度指令信号ｗ３１を出力し続ける。
【００５０】
また、速度信号ｓ１に突変が発生したときは変化率検出手段４５によって異常が検出され、以降は前記上下限検出手段４４によって検出された異常と同様の作用となる。
【００５１】
図７及び図８は、第２実施の形態を示す給水タービン制御装置の作用の一例を示す図である。
【００５２】
図７は、速度信号ｓ１が正常の場合を示し、時刻ｔ０を現時点のスキャン時刻として、それより前のスキャン時刻ｔ１〜ｔ８において、上段のスキャン信号に対応して給水速度指令信号ｗ３が前値出力手段４７へ入力されている。これに対して最下段のように前値出力手段４７から現時点より４スキャン前の値をスキャン時給水速度指令信号ｗ３１として順次出力しており、スキャン時給水速度指令信号ｗ３１と給水速度指令信号ｗ３とのａ，ｂ，ｃ，ｄの値は等しくなっている。そして、出力保持手段４８からスキャン時給水速度指令信号ｗ３１がそのまま出力信号ｗ３２として出力されている。
【００５３】
一方、図８は、速度信号ｓ１に異常が発生した場合を示し、現時点ｔ０のスキャンより以前の給水速度指令信号ｗ３が正常のとき、現時点のスキャンより４スキャン前のスキャン時給水指令信号ｗ３１が前値出力手段４７から出力され、出力保持手段４８から出力信号ｗ３２として出力されている。
【００５４】
図７に対応する現時点ｔ０のスキャン時より前に、仮りに速度信号ｓ１が急増して異常信号検出手段４９によって異常検出信号ｓ１４が出力保持手段４８へ出力されるとスキャン時刻ｔ１のスキャン時給水速度指令信号ｗ３１の値ｂが出力保持手段４８で保持され出力される。
【００５５】
このように第２実施の形態によれば、速度信号ｓ１に様々な異常が発生しても、上下限検出手段４４と変化率検出手段４５により異常を検出し、さらに、異常検出信号ｓ１４により給水速度指令ラインに設けられた前値出力手段４７と出力保持手段４８により速度信号ｓ１に異常が発生する前の正常時の値を保持出力することができ、急激な速度変化を与えることなく安定に給水ポンプタービンの速度を一定制御することが可能となる。
【００５６】
なお、給水速度指令信号ｗ３のスキャンは、一般に、２０ｍｓから５０ｍｓでされており、現時点より何スキャン前のスキャン時給水速度指令信号ｗ３１とするかは、給水速度指令信号ｗ３の状態変化に応じて適宜定める必要がある。仮りに、現時点のスキャンの４スキャン前とするとスキャンが２０ｍｓでされているとすれば常に８０ｍｓ遅れることになるが、制御系として問題が生じることはない。
【００５７】
図９は、本発明の第３実施の形態を示す信号メモリ手段の構成図である。
【００５８】
信号メモリ手段５０は、メモリ５１−１，メモリ５１−２・・・・メモリ５１−ｎのｎ個からなっており、ｎ個のメモリが速度信号ｓ１を入力し、現スキャン時点及びそれより以前の各スキャン時に対応して各スキャン値をスキャン毎に更新記憶し異常検出信号ｓ１４が入力すると、各メモリが各スキャン値を保持出力するようにした点に特徴を有している。
【００５９】
メモリ５１−１は、速度信号ｓ１を入力して現時点のスキャンのスキャン値を更新記憶し、速度信号ｓ１の異常検出信号ｓ１４を入力すると出力信号をその時点での値に保持する。メモリ５１−２は、現時点のスキャンより１スキャン前のスキャン値を更新記憶し、速度信号ｓ１の異常検出信号ｓ１４を入力するとその時点での値に保持する。メモリ５１−３は、現時点のスキャンより２スキャン前の値を更新記憶し、速度信号ｓ１の異常検出信号ｓ１４により出力信号をその時点での値に保持する。メモリ５１−ｎは、現時点のスキャンよりｎスキャン前の値を更新記憶し、速度信号ｓ１の異常検出信号ｓ１４により出力信号をその時点での値に保持する。
【００６０】
通常時、メモリ５１−１，メモリ５１−２・・・・メモリ５１−ｎは速度信号ｓ１に入力して出力信号が各現状値、現スキャン値より１スキャン前の値、現スキャン値より２スキャン前の値、現スキャン値よりｎスキャン前値をそれぞれ出力している。つまり、毎スキャン毎に新しい値が書き換えられている。そして、各メモリ共パラメータとして速度信号ｓ１の異常検出信号ｓ１４を入力すると、このパラメータ信号動作時には出力信号をその時点での値に保持する。
【００６１】
図１０は、第３実施の形態の作用を示し、異常検出信号ｓ１４が入力しない正常時の図であって、現時点のスキャン時刻ｔ０として、それより以前の時刻ｔ１〜ｔ６に対して最上段のスキャン信号と二段目の速度信号ｓ１が表されている。
【００６２】
メモリ５１の出力信号２１は、現時点のスキャン時の値が出力されている。メモリ５１−１の出力信号２１−１は、メモリ５１より１つ前のスキャン値として、メモリ５１−２の出力信号２１−２は２つ前のスキャン値としている。このような場合に異常検出信号ｓ１４が入力されると、各メモリは、その時点に記憶している値を保持する。
【００６３】
なお、図１１に示すように給水指令信号ｗ１を入力して、異常検出信号ｗ１４が発生したとき、各メモリの値を保持して、給水指令信号ｗ１の解析をすることもできる。
【００６４】
このように第３実施の形態によれば、タービンの速度信号ｓ１や給水指令信号ｗ１に異常が発生した場合、各メモリの出力信号を見ることによって異常発生時の正確な時刻や異常値を簡単に知ることが可能となり、早期に復旧ができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、給水指令信号が異常になると異常時の現時点のスキャンより数スキャン前の値に保持して蒸気加減弁を制御するので、急激の速度変化を与えず、円滑、かつ、安定に制御が継続される。従って、従来のように予め設定する給水指令信号の切替えによる僅かなオープン状態や信号の急変動に起因する給水ポンプタービンへの悪影響が回避できる。
【００６６】
請求項２の発明によれば、給水指令信号が所定の上下限を逸脱したとき、または、給水指令信号の変化率が急変したとき現時点のスキャンより数スキャン前の給水指令信号を保持出力するので、急激の速度変化を与えず、円滑、かつ、安定に制御が継続できる。
【００６７】
請求項３の発明によれば、速度信号が異常になると現時点のスキャンより数スキャン前の値に給水速度指令信号に保持するので、急激の速度変化を与えず、円滑、かつ、安定に制御が継続される。従って、従来のように予め設定する給水指令信号の切替えによる僅かなオープン状態や信号の急変動に起因する給水ポンプタービンへの悪影響が回避できる。
【００６８】
請求項４の発明によれば、速度信号が所定の上下限を逸脱したとき、または、速度信号の変化率が急変したとき現時点のスキャンより数スキャン前の給水速度指令信号を保持出力するので、急激な速度変化を与えず、円滑、かつ、安定に制御が継続できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態を示す給水タービン制御装置の構成図である。
【図２】図１の給水タービン制御装置に備える給水指令信号保持手段を示す構成図である。
【図３】図１の給水タービン制御装置の第１作用を示すタイミングチャートである。
【図４】図１の給水タービン制御装置の第２作用を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の第２実施の形態を示す給水タービン制御装置の構成図である。
【図６】図５の給水タービン制御装置に備える給水速度指令信号保持手段を示す構成図である。
【図７】図５の給水タービン制御装置の第１作用を示すタイミングチャートである。
【図８】図５の給水タービン制御装置の第２作用を示すタイミングチャートである。
【図９】本発明の第３実施の形態を示す信号メモリ手段の構成図である。
【図１０】図９の信号メモリ手段の作用を示すタイミングチャートである。
【図１１】図９の第３実施の形態の他の実施の形態を示す信号メモリ手段の構成図である。
【図１２】発電所における給水タービンの系統図である。
【図１３】従来の給水タービン制御装置を示す構成図である。
【図１４】給水指令信号の異常時の信号保持手段を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 給水ポンプタービン
２ 給水ポンプ
３ 蒸気加減弁
４ 給水制御装置
５ 操作パネル
６ 給水タービン制御装置
７ 歯車
８ 回転数検出器
９ 加減弁作動装置
２１ 起動指令手段
２２，２４ 加算手段
２３，２５ 増幅手段
２６ 低値選択手段
２７ 弁開度制御手段
２８ 給水指令信号保持手段
２９ 給水速度指令信号保持手段
３４，４４ 上下限検出手段
３５，４５ 変化率検出手段
３６，４６ 論理和演算手段
３７，４７ 前値出力手段
３８，４８ 出力保持手段
３９，４９ 異常信号検出手段
５０ 信号メモリ手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、給水タービン制御装置に係わり、特に給水指令信号やタービン速度信号に異常が発生した場合、給水タービンを保護するのに好適な給水タービン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２に発電所に於ける給水タービン系統の一例を示す。
【０００３】
図示するように、給水ポンプタービン１の同軸上に給水ポンプ２が連絡され、給水ポンプタービン１には蒸気加減弁３を介して図示しない蒸気発生器から蒸気が供給されるようになっている。
【０００４】
給水タービン制御装置６は、給水制御装置４からの給水指令信号ｗ１を入力すると共に接続される操作パネル５からの速度操作信号ｋ１が入力するように接続されている。さらに、給水ポンプタービン１の軸に連絡する歯車７に回転数検出器８が配置され、速度信号ｓ１が給水タービン制御装置６へ入力するように接続され、給水タービン制御装置６から加減弁作動装置９を介して弁操作信号ｖ１が蒸気加減弁３へ出力されるように接続されている。
【０００５】
給水ポンプタービン１は、供給される蒸気によって回転し、これによって、同軸に直結された給水ポンプ２が回転して給水がされる。給水ポンプタービン１の回転速度は、蒸気加減弁３より蒸気の供給量を調節することにより制御される。給水ポンプタービン１の回転速度は、回転数検出器８で検出され速度信号ｓ１が給水タービン制御装置６へ入力される。
【０００６】
一方、給水制御装置４から出力される蒸気発生装置に対する給水流量の要求値に対応付けられた給水指令信号ｗ１または操作パネル５から出力される操作員の設定による速度操作信号ｋ１が給水タービン制御装置６へ入力される。給水タービン制御装置６では、速度信号ｓ１が給水指令信号ｗ１あるいは速度操作信号ｋ１となるように弁操作信号ｖ１を制御する。
【０００７】
以上の給水タービン系統に於けるタービン制御装置の具体例を図１３に示す。
【０００８】
図１３に示す給水タービン制御装置６は、起動指令手段２１と加算手段２２と加算手段２４と増幅手段２３と増幅手段２５と低値選択手段２６と弁開度制御手段２７と給水指令信号保持手段２８とから構成されている。
【０００９】
まず、速度操作信号ｋ１が起動指令手段２１によって処理され起動速度指令信号ｋ２として加算手段２２へ入力される。加算手段２２では、起動速度指令信号ｋ２と速度信号ｓ１とが加算され、加算信号ｋ３が増幅手段２３へ入力され得られる信号ｋ４が低値選択手段２６へ入力される。一方、給水指令信号ｗ１が図１４に示す後述する給水指令信号保持手段２８へ入力され、給水指令信号保持手段２８からの出力信号ｗ２と速度信号ｓ１とが加算手段２４で加算される。加算手段２４からの加算信号ｗ３が増幅手段２５へ入力され、得られる信号ｗ４が低値選択手段２６へ入力される。
【００１０】
低値選択手段２６では、信号ｗ４と信号ｋ４のいずれか低値が選択され、速度信号ｓ１として弁開度制御手段２７へ出力され、弁開度制御手段２７は、弁操作信号ｖ１を蒸気加減弁３へ出力して弁を開閉させる。
【００１１】
これにより、給水ポンプタービン１の速度信号ｓ１がある一定の速度以下の場合には速度操作信号ｋ１に基づいて信号ｋ４が選択されて制御される。その速度信号ｓ１を超える一定以上の範囲（以下自動モード速度範囲と称する）に於いては給水指令信号ｗ１に基づく信号ｗ４が選択されて制御がされる。すなわち、給水ポンプタービン１が停止状態から自動モード速度範囲になるまでの給水タービン起動時には速度操作信号ｋ１を入力した起動指令手段２１によって作成された起動速度指令ｋ２に基づき給水ポンプタービン１が制御される。さらに、給水ポンプタービン１が自動モード速度範囲になってからは給水指令信号ｗ１に基づく信号ｗ４が選択され、給水ポンプタービン１が制御される。
【００１２】
このようにして給水タービン制御装置６は、給水ポンプタービン１の軸端に設けられた歯車７と回転数検出器８により検出された速度信号ｓ１と起動速度指令ｋ１または給水指令信号ｗ１との偏差のうちどちらか低い値が低値選択手段２６により速度制御信号ｓｓ１として出力されて、弁開度制御手段２７を介して加減弁作動装置９へ出力される。これによって、蒸気加減弁３が調節されて、給水ポンプタービン１の速度信号ｓ１が給水指令信号ｗ１または前記速度操作信号ｋ１に基づいた値となるように制御される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術によれば、次のような問題がある。
【００１４】
まず、第一に、通常のプラント運転である自動モード速度範囲に於いて給水指令信号ｗ１が異常となった場合、給水ポンプタービン１の誤動作やこれによるプラントへの悪影響を与える問題があった。そして、この対策の一環として図１４に示す給水指令信号保持手段２８のように、給水指令信号ｗ１の喪失（下限値）を喪失検出手段３２によって検出し、この検出信号ｗ１０により給水指令信号ｗ１を切換手段３３により切り放し給水設定手段３１に設定された給水設定信号ｗ０に切り換え、その後の給水タービン制御は給水設定信号ｗ０により運転を継続するようにしていた。
【００１５】
ところで、図示してないが給水設定手段３１は切換手段３３が動作していないときは給水指令信号ｗ１に追従しており、切換手段３３が動作したときにはその時点での給水指令信号ｗ１相当の一定信号を出力するように動作する。しかし、従来例の方法では給水指令信号ｗ１の喪失のみの対策であり、速度指令信号ｗ１が一定の上限値を超えるような場合や、急激に変化するような場合については配慮されていないことから、それらの異常時に給水ポンプタービン１が誤動作してプラントに悪影響を与えるという問題があった。
【００１６】
上記従来例の対策例として特公平６−８４８０５号公報が提案されているが、上記従来例や特公平６−８４８０５号公報の記載では、給水指令信号ｗ１の異常を検出してから給水設定信号ｗ０に切換操作を行なうようにしている。かかるタービン制御装置のように比例制御により制御している場合には給水指令信号ｗ１の異常検出から切換手段３３により給水設定信号ｗ０に切り換えるまでの僅かな時間であるが、給水指令信号ｗ１が正常値から異常値に変化する過程の異常信号や切換手段３３の切換時回路のオープン信号が発生し、一時的に給水ポンプタービン１が誤動作してプラントに悪影響を与える可能性があった。
【００１７】
第２に、給水指令信号ｗ１やタービン速度ｓ１に異常が発生したときに従来技術では異常発生時の正確な時刻や異常値が判らず、異常発生後の復旧メンテナンス作業や異常解析を補助する機能が無く、それら保守面での考慮がされていなかった。
【００１８】
本発明は、上記従来の問題点を解決すべく、第１の目的として、給水指令信号の異常高や急変などの異常が発生しても、円滑に、かつ、安定に給水ポンプタービンの速度を制御することができる給水タービン制御装置を提供することにある。
【００１９】
また、第２の目的として給水指令信号やタービン速度に異常が発生した場合、異常発生時の正確な時刻や異常値を簡単に知ることができ異常発生後の復旧メンテナンス作業や異常解析を補助する機能を有する給水タービン制御装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、給水ポンプタービンの速度信号が給水指令信号となるように蒸気加減弁を制御する給水タービン制御装置において、現時点より数スキャン前の給水指令信号の値のスキャン時給水指令信号に基づいて蒸気加減弁を制御する一方、給水指令信号に異常が発生したときスキャン時給水指令信号を保持出力して蒸気加減弁を制御する給水指令信号保持手段を設けるようにしたものである。この手段によれば、現時点より数スキャン前のスキャン時の給水指令信号が正常時に出力され、蒸気加減弁が制御される一方、給水指令信号が異常になると異常時の現時点より数スキャン前の値に保持され蒸気加減弁が制御される。これにより、給水指令信号が異常になる前の信号で蒸気加減弁が制御され、急激な速度変化を与えず、円滑、かつ、安定に制御が継続される。従って、従来のように予め設定する給水指令信号の切替えによる僅かなオープン状態や信号の急変動に起因する給水ポンプタービンへの悪影響が回避できる。
【００２１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、給水指令信号保持手段は、給水指令信号が所定の上下限を逸脱したとき、あるいは、給水指令信号の変化率が所定の正常範囲外のとき、異常検出信号を出力する異常信号検出手段と、現時点より数スキャン前の給水指令信号の値をスキャン時給水指令信号として出力する前値出力手段と、この前値出力手段により出力されるスキャン時給水設定信号を出力する一方、異常検出信号が入力するとスキャン時給水指令信号を保持出力する給水指令信号保持手段とを設けるようにしたものである。この手段によれば、現時点より数スキャン前の給水指令信号で蒸気加減弁が制御される一方、給水指令信号が所定の上下限を逸脱したとき、または、給水指令信号の変化率が急変したとき異常信号が出力される。異常信号を入力すると数スキャン前の給水指令信号が保持出力され、蒸気加減弁が制御される。これにより、給水指令信号が異常になる前の信号で蒸気加減弁が制御され、急激な速度変化を与えず、円滑、かつ、安定に制御が継続される。従って、従来のように予め設定する給水指令信号の切替えによる僅かなオープン状態や信号の急変動に起因する給水ポンプタービンへの悪影響が回避できる。
【００２２】
請求項３の発明は、給水ポンプタービンの速度信号が給水指令信号となるように蒸気加減弁を制御する給水タービン制御装置において、現時点より数スキャン前の給水指令信号と速度信号との偏差信号の値であるスキャン時給水速度指令信号に基づいて蒸気加減弁を制御する一方、給水速度指令信号に異常が発生したときスキャン時給水速度指令信号を保持出力して蒸気加減弁を制御する給水速度指令信号保持手段を設けるようにしたものである。この手段によれば、現時点より数スキャン前のスキャン時の給水速度指令信号が出力され、蒸気加減弁が制御される一方、速度信号が異常になると異常時の現時点より数スキャン前の値に給水速度指令信号が保持され蒸気加減弁が制御される。これにより、給水速度指令信号が異常になる前の信号で蒸気加減弁が制御され、急激の速度変化を与えず、円滑、かつ、安定に制御が継続される。従って、従来のように予め設定する給水指令信号の切替えによる僅かなオープン状態や信号の急変動に起因する給水ポンプタービンへの悪影響が回避できる。
【００２３】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、給水速度指令信号保持手段は、速度信号が所定の上下限を逸脱したとき、あるいは、速度信号の変化率が所定の正常範囲外のとき、異常検出信号を出力する異常信号検出手段と、現時点より数スキャン前の給水速度指令信号の値をスキャン時給水速度指令信号として出力する前値出力手段と、この前値出力手段により出力されるスキャン時給水速度指令信号を出力する一方、異常検出信号が入力するとスキャン時給水速度指令信号を保持出力する給水速度指令信号保持手段とを設けるようにしたものである。この手段によれば、現時点の数スキャン前の給水速度指令信号で蒸気加減弁が制御される一方、速度信号が所定の上下限を逸脱したとき、または、速度信号の変化率が急変したとき異常信号が出力される。異常信号を入力すると数スキャン前の給水速度指令信号が保持出力され、蒸気加減弁が制御される。これにより、給水速度指令信号が異常になる前の信号で蒸気加減弁が制御され、急激な速度変化を与えず、円滑、かつ、安定に制御が継続される。従って、従来のように予め設定する給水指令信号の切替えによる僅かなオープン状態や信号の急変動に起因する給水ポンプタービンへの悪影響が回避できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
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。
【００２６】
図１は、本発明の第１実施の形態を示す給水タービン制御装置の構成図である。
【００２７】
図１において、従来技術を示す図１３と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、図１は、図１３の給水指令信号保持手段２８と構成を異にし、給水指令信号保持手段２８Ａとして給水指令信号ｗ１に異常が発生したとき現時点より数スキャン前の値を保持出力するようにした点に特徴を有している。
【００２８】
給水指令信号保持手段２８Ａは、具体的には、図２に示すように、前値出力手段３７と出力保持手段３８と異常信号検出手段３９とから構成されている。
【００２９】
ここで、前値出力手段３７は、給水指令信号ｗ１を入力して現時点より所定の数スキャン前の給水指令信号ｗ１の値をスキャン時給水指令信号ｗ１１として出力保持手段３８へ出力するものである。出力保持手段３８は、スキャン時給水指令信号ｗ１１をスキャン毎に更新記憶し、さらに、スキャン時給水指令信号ｗ１１を出力信号ｗ２として加算手段２４へ出力する。一方、異常信号検出手段３９から異常検出信号ｗ１４が入力すると、スキャン時給水指令信号ｗ１１を保持して出力するものである。
【００３０】
異常信号検出手段３９は、上下限検出手段３４と変化率検出手段３５と論理和演算手段３６からなっている。上下限検出手段３４は、給水指令信号ｗ１が所定の上下限を逸脱したとき異常検出信号ｗ１２を出力し、変化率検出手段３５は給水指令信号ｗ１の変化率の絶対値が所定の上限値を逸脱したとき異常検出信号ｗ１３を出力する。論理和演算手段３６は、異常検出信号ｗ１２と異常検出信号ｗ１３とのいずれかが入力したとき異常検出信号ｗ１４を出力保持手段３８へ出力するものである。
【００３１】
まず、給水指令信号ｗ１が上下限検出手段３４へ入力され、給水指令信号ｗ１の上下限逸脱状態のとき異常が検出されて異常検出信号ｗ１４が出力される。また、給水指令信号ｗ１が変化率検出手段３５へ入力されて給水指令信号ｗ１の変化率が正常範囲外のとき異常が検出され異常検出信号ｗ１３が出力される。上下限検出手段３４の異常検出信号ｗ１２と変化率検出手段３５の異常検出信号ｗ１３とが論理和演算手段３６へ入力される。
【００３２】
一方、給水指令信号ｗ１が前値出力手段３７へ入力され現時点から数スキャン前のスキャン時給水指令信号ｗ１１を出力する。前値出力手段３７のスキャン時給水指令信号ｗ１１が出力保持手段３８へ入力される。そして、出力保持手段３８へ論理和演算手段３６の異常検出信号ｗ１４、つまり、給水指令信号の異常信号が入力すると出力保持手段３８によりその時点の値に保持される。
【００３３】
通常、給水制御装置４からの給水指令信号ｗ１は前値出力手段３７に入力され、スキャン時給水指令信号ｗ１１は給水指令信号ｗ１より数スキャン前の給水指令信号が出力される。そして、出力保持手段３８を介して出力信号ｗ２なる。この時の出力保持手段３８には論理和演算手段３６からの異常検出信号ｗ１４が入力されていないため出力保持手段３８の出力信号ｗ２は前値出力手段３７の出力信号ｗ１１と同じ値が出力され制御される。
【００３４】
次に、給水指令信号ｗ１がある一定以上の上下限値を逸脱するような異常が発生した場合には、上下限検出手段３４によりその異常が検出され論理和演算手段３６を介して異常検出信号ｗ１４が出力保持手段３８に入力される。そして、出力保持手段３８は異常検出信号ｗ１４が入力されると、異常信号ｗ１４が入力された時点のスキャン時給水指令信号ｗ１１を保持し、異常信号ｗ１４が入力され続けている間は出力保持手段３８の出力信号ｗ２は給水指令信号ｗ１の異常信号ｗ１４が入力された時点のスキャン時給水指令信号ｗ１１を出力し続ける。
【００３５】
さらに、給水指令信号ｗ１に急激な突変が発生したときは変化率検出手段３５によって異常が検出され、以降は前記上下限検出手段３４によって検出された異常と同様の作用となる。
【００３６】
図３及び図４は、第１実施の形態を示す給水タービン制御装置の作用の一例を示す図である。
【００３７】
図３は、給水指令信号ｗ１が正常の場合を示し、時刻ｔ０を現時点のスキャン時刻として、それより前のスキャン時刻ｔ１〜ｔ８において、上段のスキャン信号に対応して給水指令信号ｗ１が前値出力手段３７へ入力されている。これに対して最下段のように前値出力手段３７は現時点のスキャンより４スキャン前の値をスキャン時給水指令信号ｗ１１として順次出力しており、スキャン時給水指令信号ｗ１１と給水指令信号ｗ１との値ａ，ｂ，ｃ，ｄの値は等しくなっている。そして、出力保持手段３８からスキャン時給水指令信号ｗ１１がそのまま出力信号ｗ２として出力されている。
【００３８】
一方、図４は、給水指令信号ｗ１に異常が発生した場合を示し、現時点ｔ０より以前の給水指令信号ｗ１が正常のとき、４スキャン前のスキャン時給水指令信号ｗ１１が前値出力手段３７から出力され、出力保持手段３８から出力信号ｗ２として出力されている。
【００３９】
図３に対応する現時点ｔ０のスキャンより前に、仮りに給水指令信号ｗ１が急増して異常信号検出手段３９によって異常検出信号ｗ１４が出力保持手段３へ出力されるとスキャン時刻ｔ５のスキャン時のスキャン時給水指令信号ｗ１１の値ｂが出力保持手段３８で保持され出力される。
【００４０】
このように第１実施の形態によれば、給水指令信号ｗ１に様々な異常が発生しても、上下限検出手段３４と変化率検出手段３５により信号異常を検出し、さらに、異常検出信号ｗ１４により給水指令信号ラインに設けられた前値出力手段３７と出力保持手段３８により給水指令信号ｗ１に異常が発生する前の正常時の値を保持出力することができ、急激な速度変化を与えることなく円滑、かつ、安定に給水ポンプタービンの速度制御を継続するとが可能となる。
【００４１】
なお、給水指令信号ｗ１のスキャンは、一般に、２０ｍｓから５０ｍｓでされており、現時点のスキャンより何スキャン前のスキャン時給水指令信号ｗ１１とするかは、給水指令信号ｗ１の状態変化に応じて適宜定める必要がある。仮りに、４スキャン前とするとスキャンが２０ｍｓでされているとすると常に８０ｍｓ遅れることになるが、制御系として問題が生じることはない。
【００４２】
図５は、本発明の第２実施の形態を示す給水タービン制御装置の構成図である。
【００４３】
図５において、従来技術を示す図１３と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、図５は、図１３の給水指令信号保持手段２８を削除し、給水速度指令信号保持手段２９を追設し、速度信号ｓ１に異常が発生したとき現時点よりスキャン前の値を保持出力するようにした点に特徴を有している。
【００４４】
給水速度指令信号保持手段２９は、具体的には、図６に示すように前値出力手段４７と出力保持手段４８と異常信号検出手段４９とから構成されている。
【００４５】
ここで、前値出力手段４７は、給水指令信号ｗ１とタービン速度信号ｓ１との偏差がある給水速度指令信号ｗ３を入力して現時点より所定の数スキャン前の給水速度指令信号ｗ３の値をスキャン時給水速度指令信号ｗ３１として出力保持手段４８へ出力するものである。出力保持手段４８は、スキャン時給水指令信号ｗ３１をスキャン毎に更新記憶し、さらに、スキャン時給水速度指令信号ｗ３１を出力信号ｗ３２として加算手段２４へ出力する。一方、異常信号検出手段４９から異常検出信号ｓ１４が入力すると、スキャン時給水速度指令信号ｗ３１を保持して出力するものである。
【００４６】
異常信号検出手段４９は、上下限検出手段４４と変化率検出手段４５と論理和演算手段４６からなっている。上下限検出手段４４は、タービン速度信号ｓ１が所定の上下限を逸脱したとき異常検出信号ｗ１２を出力し、変化率検出手段３５は給水指令信号ｗ１の変化率の絶対値が所定の上限値を逸脱したとき異常検出信号ｓ１３に出力する。論理和演算手段４６は、異常検出信号ｓ１３と異常検出信号ｗ１３とのいずれかが入力したとき異常検出信号ｓ１４を出力保持手段４８へ出力するものである。
【００４７】
まず、タービン速度信号ｓ１が上下限検出手段４４へ入力される。タービン速度信号ｓ１の上下限逸脱が上下限検出手段４４により検出されると異常検出信号ｓ１２が出力される。また、タービン速度信号ｓ１が上下限検出手段４４へ入力される。タービン速度信号ｓ１の変化率の異常が検出されると異常検出信号ｓ１３が出力される。論理和演算手段４６では、異常検出信号ｓ１２または異常検出信号ｓ１３が入力されると異常検出信号ｓ１４を出力保持手段４８へ出力する。
【００４８】
給水速度指令信号ｗ３は前値出力手段４７に入力され現時点より数スキャン前のスキャン時給水速度指令信号ｗ３１が出力保持手段４８へ出力される。このときの出力保持手段４８には論理和演算手段４６からの速度信号ｓ１の異常検出信号ｓ１４は入力されていないため出力保持手段４８の出力信号ｗ３２は前値出力手段４７のスキャン時給水速度指令信号ｗ３１と同じ値が出力され制御される。
【００４９】
次に、速度信号ｓ１にある一定以上の上下限値を逸脱するような異常が発生した場合には、上下限検出手段４４によりその異常が検出され論理和演算手段４６を介して異常信号ｓ１４が出力保持手段４８に入力される。そして、出力保持手段４８は異常信号ｓ１４が入力されると、異常検出信号ｓ１４が入力された時点のスキャン時給水速度指令信号ｗ３１を保持し、異常検出信号ｓ１４が入力され続けている間は出力保持手段４８の出力信号ｗ３２は異常検出信号ｓ１４が入力された時点のスキャン時給水速度指令信号ｗ３１を出力し続ける。
【００５０】
また、速度信号ｓ１に突変が発生したときは変化率検出手段４５によって異常が検出され、以降は前記上下限検出手段４４によって検出された異常と同様の作用となる。
【００５１】
図７及び図８は、第２実施の形態を示す給水タービン制御装置の作用の一例を示す図である。
【００５２】
図７は、速度信号ｓ１が正常の場合を示し、時刻ｔ０を現時点のスキャン時刻として、それより前のスキャン時刻ｔ１〜ｔ８において、上段のスキャン信号に対応して給水速度指令信号ｗ３が前値出力手段４７へ入力されている。これに対して最下段のように前値出力手段４７から現時点より４スキャン前の値をスキャン時給水速度指令信号ｗ３１として順次出力しており、スキャン時給水速度指令信号ｗ３１と給水速度指令信号ｗ３とのａ，ｂ，ｃ，ｄの値は等しくなっている。そして、出力保持手段４８からスキャン時給水速度指令信号ｗ３１がそのまま出力信号ｗ３２として出力されている。
【００５３】
一方、図８は、速度信号ｓ１に異常が発生した場合を示し、現時点ｔ０のスキャンより以前の給水速度指令信号ｗ３が正常のとき、現時点のスキャンより４スキャン前のスキャン時給水指令信号ｗ３１が前値出力手段４７から出力され、出力保持手段４８から出力信号ｗ３２として出力されている。
【００５４】
図７に対応する現時点ｔ０のスキャン時より前に、仮りに速度信号ｓ１が急増して異常信号検出手段４９によって異常検出信号ｓ１４が出力保持手段４８へ出力されるとスキャン時刻ｔ１のスキャン時給水速度指令信号ｗ３１の値ｂが出力保持手段４８で保持され出力される。
【００５５】
このように第２実施の形態によれば、速度信号ｓ１に様々な異常が発生しても、上下限検出手段４４と変化率検出手段４５により異常を検出し、さらに、異常検出信号ｓ１４により給水速度指令ラインに設けられた前値出力手段４７と出力保持手段４８により速度信号ｓ１に異常が発生する前の正常時の値を保持出力することができ、急激な速度変化を与えることなく安定に給水ポンプタービンの速度を一定制御することが可能となる。
【００５６】
なお、給水速度指令信号ｗ３のスキャンは、一般に、２０ｍｓから５０ｍｓでされており、現時点より何スキャン前のスキャン時給水速度指令信号ｗ３１とするかは、給水速度指令信号ｗ３の状態変化に応じて適宜定める必要がある。仮りに、現時点のスキャンの４スキャン前とするとスキャンが２０ｍｓでされているとすれば常に８０ｍｓ遅れることになるが、制御系として問題が生じることはない。
【００５７】
図９は、本発明の第３実施の形態を示す信号メモリ手段の構成図である。
【００５８】
信号メモリ手段５０は、メモリ５１−１，メモリ５１−２・・・・メモリ５１−ｎのｎ個からなっており、ｎ個のメモリが速度信号ｓ１を入力し、現スキャン時点及びそれより以前の各スキャン時に対応して各スキャン値をスキャン毎に更新記憶し異常検出信号ｓ１４が入力すると、各メモリが各スキャン値を保持出力するようにした点に特徴を有している。
【００５９】
メモリ５１−１は、速度信号ｓ１を入力して現時点のスキャンのスキャン値を更新記憶し、速度信号ｓ１の異常検出信号ｓ１４を入力すると出力信号をその時点での値に保持する。メモリ５１−２は、現時点のスキャンより１スキャン前のスキャン値を更新記憶し、速度信号ｓ１の異常検出信号ｓ１４を入力するとその時点での値に保持する。メモリ５１−３は、現時点のスキャンより２スキャン前の値を更新記憶し、速度信号ｓ１の異常検出信号ｓ１４により出力信号をその時点での値に保持する。メモリ５１−ｎは、現時点のスキャンよりｎスキャン前の値を更新記憶し、速度信号ｓ１の異常検出信号ｓ１４により出力信号をその時点での値に保持する。
【００６０】
通常時、メモリ５１−１，メモリ５１−２・・・・メモリ５１−ｎは速度信号ｓ１に入力して出力信号が各現状値、現スキャン値より１スキャン前の値、現スキャン値より２スキャン前の値、現スキャン値よりｎスキャン前値をそれぞれ出力している。つまり、毎スキャン毎に新しい値が書き換えられている。そして、各メモリ共パラメータとして速度信号ｓ１の異常検出信号ｓ１４を入力すると、このパラメータ信号動作時には出力信号をその時点での値に保持する。
【００６１】
図１０は、第３実施の形態の作用を示し、異常検出信号ｓ１４が入力しない正常時の図であって、現時点のスキャン時刻ｔ０として、それより以前の時刻ｔ１〜ｔ６に対して最上段のスキャン信号と二段目の速度信号ｓ１が表されている。
【００６２】
メモリ５１の出力信号２１は、現時点のスキャン時の値が出力されている。メモリ５１−１の出力信号２１−１は、メモリ５１より１つ前のスキャン値として、メモリ５１−２の出力信号２１−２は２つ前のスキャン値としている。このような場合に異常検出信号ｓ１４が入力されると、各メモリは、その時点に記憶している値を保持する。
【００６３】
なお、図１１に示すように給水指令信号ｗ１を入力して、異常検出信号ｗ１４が発生したとき、各メモリの値を保持して、給水指令信号ｗ１の解析をすることもできる。
【００６４】
このように第３実施の形態によれば、タービンの速度信号ｓ１や給水指令信号ｗ１に異常が発生した場合、各メモリの出力信号を見ることによって異常発生時の正確な時刻や異常値を簡単に知ることが可能となり、早期に復旧ができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、給水指令信号が異常になると異常時の現時点のスキャンより数スキャン前の値に保持して蒸気加減弁を制御するので、急激の速度変化を与えず、円滑、かつ、安定に制御が継続される。従って、従来のように予め設定する給水指令信号の切替えによる僅かなオープン状態や信号の急変動に起因する給水ポンプタービンへの悪影響が回避できる。
【００６６】
請求項２の発明によれば、給水指令信号が所定の上下限を逸脱したとき、または、給水指令信号の変化率が急変したとき現時点のスキャンより数スキャン前の給水指令信号を保持出力するので、急激の速度変化を与えず、円滑、かつ、安定に制御が継続できる。
【００６７】
請求項３の発明によれば、速度信号が異常になると現時点のスキャンより数スキャン前の値に給水速度指令信号に保持するので、急激の速度変化を与えず、円滑、かつ、安定に制御が継続される。従って、従来のように予め設定する給水指令信号の切替えによる僅かなオープン状態や信号の急変動に起因する給水ポンプタービンへの悪影響が回避できる。
【００６８】
請求項４の発明によれば、速度信号が所定の上下限を逸脱したとき、または、速度信号の変化率が急変したとき現時点のスキャンより数スキャン前の給水速度指令信号を保持出力するので、急激な速度変化を与えず、円滑、かつ、安定に制御が継続できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態を示す給水タービン制御装置の構成図である。
【図２】図１の給水タービン制御装置に備える給水指令信号保持手段を示す構成図である。
【図３】図１の給水タービン制御装置の第１作用を示すタイミングチャートである。
【図４】図１の給水タービン制御装置の第２作用を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の第２実施の形態を示す給水タービン制御装置の構成図である。
【図６】図５の給水タービン制御装置に備える給水速度指令信号保持手段を示す構成図である。
【図７】図５の給水タービン制御装置の第１作用を示すタイミングチャートである。
【図８】図５の給水タービン制御装置の第２作用を示すタイミングチャートである。
【図９】本発明の第３実施の形態を示す信号メモリ手段の構成図である。
【図１０】図９の信号メモリ手段の作用を示すタイミングチャートである。
【図１１】図９の第３実施の形態の他の実施の形態を示す信号メモリ手段の構成図である。
【図１２】発電所における給水タービンの系統図である。
【図１３】従来の給水タービン制御装置を示す構成図である。
【図１４】給水指令信号の異常時の信号保持手段を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 給水ポンプタービン
２ 給水ポンプ
３ 蒸気加減弁
４ 給水制御装置
５ 操作パネル
６ 給水タービン制御装置
７ 歯車
８ 回転数検出器
９ 加減弁作動装置
２１ 起動指令手段
２２，２４ 加算手段
２３，２５ 増幅手段
２６ 低値選択手段
２７ 弁開度制御手段
２８ 給水指令信号保持手段
２９ 給水速度指令信号保持手段
３４，４４ 上下限検出手段
３５，４５ 変化率検出手段
３６，４６ 論理和演算手段
３７，４７ 前値出力手段
３８，４８ 出力保持手段
３９，４９ 異常信号検出手段
５０ 信号メモリ手段
Claims (4)
- 給水ポンプタービンの速度信号が給水指令信号となるように蒸気加減弁を制御する給水タービン制御装置において、現時点より数スキャン前の給水指令信号の値のスキャン時給水指令信号に基づいて前記蒸気加減弁を制御する一方、前記給水指令信号に異常が発生したとき前記スキャン時給水指令信号を保持出力して前記蒸気加減弁を制御する給水指令信号保持手段を備えることを特徴とする給水タービン制御装置。
- 前記給水指令信号保持手段は、給水指令信号が所定の上下限を逸脱したとき、あるいは、給水指令信号の変化率が所定の正常範囲外のとき、異常検出信号を出力する異常信号検出手段と、現時点より数スキャン前の前記給水指令信号の値をスキャン時給水指令信号として出力する前値出力手段と、この前値出力手段により出力されるスキャン時給水設定信号を出力する一方、前記異常検出信号が入力すると前記スキャン時給水指令信号を保持出力する給水指令信号保持手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の給水タービン制御装置。
- 給水ポンプタービンの速度信号が給水指令信号となるように蒸気加減弁を制御する給水タービン制御装置において、現時点より数スキャン前の前記給水指令信号と前記速度信号との偏差信号の値であるスキャン時給水速度指令信号に基づいて前記蒸気加減弁を制御する一方、前記給水速度指令信号に異常が発生したとき前記スキャン時給水速度指令信号を保持出力して前記蒸気加減弁を制御する給水速度指令信号保持手段を備えることを特徴とする給水タービン制御装置。
- 前記給水速度指令信号保持手段は、前記速度信号が所定の上下限を逸脱したとき、あるいは、前記速度信号の変化率が所定の正常範囲外のとき、異常検出信号を出力する異常信号検出手段と、現時点より数スキャン前の前記給水速度指令信号の値をスキャン時給水速度指令信号として出力する前値出力手段と、この前値出力手段により出力されるスキャン時給水速度指令信号を出力する一方、前記異常検出信号が入力すると前記スキャン時給水速度指令信号を保持出力する給水速度指令信号保持手段とを備えることを特徴とする請求項３記載の給水タービン制御装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP10239197A JP3802191B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 給水タービン制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10239197A JP3802191B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 給水タービン制御装置 |
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|---|---|
| JPH10281406A JPH10281406A (ja) | 1998-10-23 |
| JP3802191B2 true JP3802191B2 (ja) | 2006-07-26 |
Family
ID=14326157
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP10239197A Expired - Lifetime JP3802191B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 給水タービン制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3802191B2 (ja) |
-
1997
- 1997-04-07 JP JP10239197A patent/JP3802191B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10281406A (ja) | 1998-10-23 |
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