JP3923124B2 - タービン高速バルブ制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、火力発電所、原子力発電所などで使用したタンデム形タービンのタービン高速バルブ制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電力系統に接続され火力発電所、原子力発電所は、エネルギー源とするタンデム形タービン、同期発電機を主機とし、これらを制御する一連の制御装置から構成され、系統事故が発生した場合、系統状態によっては安定度が過渡的に悪くなり、不安定状態が持続したまま脱調、運転停止にいたることがある。
これらの状況を防ぐために、系統各所にいわゆる系統安定化装置（以下、ＰＳＳと略称する）が設置され、また励磁装置にもＰＳＳ、速応形励磁装置などが設置され、当該発電機が過渡的に不安定状態にならないよう安定化の改善に努めている。
【０００３】
タービン制御装置においてもこの安定化の改善を図る手段として、例えば社団法人電気協同研究会 昭和５４年１月発行 電気協同研究 第３４巻 第５号に記載されているように、系統事故時に高圧タービンから中圧タービン、低圧タービンへ流入する蒸気を遮断するインターセプト弁（以下、ＩＣＶ弁と略称する）や、通常の制御に使われている加減弁（以下、ＧＶ弁と称する）に対して急速に全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御が考えられていた。
【０００４】
図２５はタンデム形タービンの蒸気系の構成及び弁配置について示す図であり、図において、１０１はボイラ、１０２は主蒸気止め弁、１０３はＧＶ弁、１０４は高圧タービン、１０５は中圧タービン、１０６は低圧タービン、１０７は低圧タービン１０６の出力軸に接続された発電機、１０８はインターセプト弁、１０９は再熱蒸気止め弁、１１０は再熱器、１１１は復水器、１１２は低圧ヒータ、１１３は脱気器、１１４給水ポンプ、１１５は高圧ヒータであり、出力トルクは、図２５から明らかなように、高圧タービン１０４と中低圧タービン１０５，１０６と合成されたトルクとなる。
【０００５】
次に、現状のタービン高速バルブ制御について説明する。図２６は現状のタービン高速バルブ信号の動作例を説明するタービン系の制御、弁特性を示すブロック図である。図において、１２１は速度リレー動作特性部、１２２は油圧増幅器などの特性部、１２６はＧＶ弁全体の動作特性部であり、加減点１４３，ＧＶポート特性部１２３，タービン高速バルブ信号の加算点１２４，ＧＶ弁１０３の動作特性部からなる。
【０００６】
１２７は高速タービンの機器特性部、１２８はＩＣＶ弁１０８に至る機器特性部、１３２はＩＣＶ弁全体の動作特性部であり、加減点１４４，ＩＣＶポート特性部１２９，タービン高速バルブ信号の加算点１３０，ＩＣＶ弁１０８の動作特性部１３１からなる。１２３はＩＣＶ弁１０８から再熱器へ至る機器特性部、１３４は再熱器の動作特性部であり、加減点１３５，再熱器１３６，定数部１３７，加減点１３８，積算点１３９からなる。１４０は高速タービンの出力分担率部、１４１は中低圧タービンの機器特性部、１４２は中低圧タービンの出力分担率部、１４５は加算点、１４６はタービン高速バルブ信号出力部である。
【０００７】
なお、図２５、図２６は、ボイラ１０１を熱源として使った火力機の例を示したが、原子力機では再熱器が湿分分離過熱器に変えることで上図と同様の特性となる。
【０００８】
次に、現状のタービン高速バルブ制御の動作例を説明する。
系統事故が発生し、タービン高速バルブ制御を適用する必要が生じたとき、ＧＶ弁１０３、ＩＣＶ弁１０８それぞれに全閉信号が出力される。また、その後事故除去などの状況を見て各弁を元の状態に戻す復帰信号を出力する。図２７はこれらの全閉信号、復帰信号からなるＧＶ弁開度指令パターン、ＩＣＶ弁開度指令パターンの例を示す。なお、上記従来の技術に関連する先行技術としては、例えば、特公昭６１−３３３５４号公報、特公昭５５−３１２８４号公報、特開昭６２−１１０４９８号公報、特開昭６０−２１６００６号公報、特開昭６０−２１６００５号公報、特開昭６０−１６４６０２号公報、特開昭５９−２１２３２号公報、特開昭５１−５７３０４号公報等がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のタービン高速バルブ制御方法は以上のように構成されているので、系統事故という信号をベースにして制御を行っているが、この条件は系統事故の発生した場所、事故の大きさ、種類に係わらず「事故発生」という一つの信号のみで制御を開始しているため、ＧＶ弁、ＩＣＶ弁への全閉信号、復帰信号は同じく一つの弁開度指令パターンを出しているだけである。
【００１０】
このため、至近端の事故、もしくは３相地絡事故（以下、３ＬＧと略称する）のような厳しい事故の場合、制御が開始され各弁が絞り込まれるまでの間に、不安定状態に達してしまい運転継続ができなくなってしまう場合が生ずる。また反対に遠方の事故、もしくは軽いレベルの事故の場合、絞り込み動作が適度でないため、機械的入力トルクが速くなくなり、系統周波数が低下しすぎる状態が生ずる。
【００１１】
さらに、事故の状況によっては、再熱器の圧力が上昇して保護レベル以上に達し、保護動作が働くようなケースも生じるため、どのような事故の状況においても保護レベルの範囲内で最大限に機能するタービン高速バルブ制御方法が必要であるという課題があった。
【００１２】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、系統事故の違いによる保護動作が働き、停止にいたる状況を防ぎ、どのような事故の場合においても系統の安定化を保つとともに、保護による停止に至ることなく運転継続が可能となるタービン高速バルブ制御方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明に係るタービン高速バルブ制御方法は、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、通常時に速度制御もしくは負荷制御に使われている加減弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の地点を検出し、この検出した系統事故地点の違いに応じて前記加減弁開度パターン制御を変えるものである。
【００１４】
請求項２記載の発明に係るタービン高速バルブ制御方法は、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、通常時に速度制御もしくは負荷制御に使われている加減弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の大きさを検出し、この検出した系統事故の大きさの違いに応じて前記加減弁開度パターン制御を変えるものである。
【００１５】
請求項３記載の発明に係るタービン高速バルブ制御方法は、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、通常時に速度制御もしくは負荷制御に使われている加減弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の様相を検出し、この検出した系統事故の様相の違いに応じて前記加減弁開度パターン制御を変えるものである。
【００１６】
請求項４記載の発明に係るタービン高速バルブ制御方法は、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、通常時に速度制御もしくは負荷制御に使われている加減弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の様相、該系統事故の地点、及び、該系統事故の大きさを検出し、この検出した系統事故の様相の違い、この検出した系統事故の大きさの違い、及び、この検出した系統事故地点の違いに応じて前記加減弁開度パターン制御を変えるものである。
【００１７】
請求項５記載の発明に係るタービン高速バルブ制御方法は、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、高圧タービンから中圧タービン、もしくは低圧タービンへ流入する蒸気を遮断するインターセプト弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の地点を検出し、この検出した系統事故地点の違いに応じて前記インターセプト弁開度パターン制御を変えるものである。
【００１８】
請求項６記載の発明に係るタービン高速バルブ制御方法は、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、高圧タービンから中圧タービン、もしくは低圧タービンへ流入する蒸気を遮断するインターセプト弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の大きさを検出し、この検出した系統事故の大きさの違いに応じて前記インターセプト弁開度パターン制御を変えるものである。
【００１９】
請求項７記載の発明に係るタービン高速バルブ制御方法は、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、高圧タービンから中圧タービン、もしくは低圧タービンへ流入する蒸気を遮断するインターセプト弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の様相を検出し、この検出した系統事故の様相の違いに応じて前記インターセプト弁開度パターン制御を変えるものである。
【００２０】
請求項８記載の発明に係るタービン高速バルブ制御方法は、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、高圧タービンから中圧タービン、もしくは低圧タービンへ流入する蒸気を遮断するインターセプト弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の様相、該系統事故の地点、及び、該系統事故の大きさを検出し、この検出した系統事故の様相の違い、この検出した系統事故の大きさの違い、及び、この検出した系統事故地点の違いに応じて前記インターセプト弁開度パターン制御を変えるものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明のタービン高速バルブ制御方法を実施するために使用するタービン高速バルブ信号出力部のブロック図であり、入力情報をインプットし、内部でソフトウエア（以下、Ｓ／Ｗと略称する）の処理により系統事故の区分を自由に演算できるデジタル型の演算処理装置２と、この系統事故の区分に対応した弁開度指令パターンを選択してタービン高速バルブ信号として出力するメモリ３とを有する。入力情報としては、例えば、系統事故情報，発電機電圧，発電機電流，系統電圧，系統電流，発電機出力，系統保護リレー動作情報を用いる。なお、このタービン高速バルブ信号出力部１は、前記図２６に示したタービン高速バルブ信号出力部１４６と同様に使用するもので、このタービン高速バルブ信号出力部１を使用するタービン系の制御、弁特性を示すブロック図は図２６と同様であるから図を省略する。
【００２７】
図２は、単一発電機４に変圧器５を介して接続されている電力系統の例を示したもので、ＣＢ−１〜ＣＢ−８は系統に設けられた遮断器を示す。この遮断器は図２に示すような単一発電機の発電所のみではなく、複数台の発電機を持つ発電所にも適用できることは言うまでもない。
【００２８】
図３はこの発明の実施の形態１における演算処理装置２Ａの一例を示すもので、ＯＲ回路１１，１２、ＡＮＤ回路１３，１４，１５を有する。
【００２９】
次に動作について説明する。
演算処理装置２Ａは、遮断器接点ＣＢ−１，ＣＢ−２間の系統保護リレー動作情報と遮断器接点ＣＢ−３，ＣＢ−４間の系統保護リレー動作情報をＯＲ回路１１に入力し、遮断器接点ＣＢ−５，ＣＢ−６間の系統保護リレー動作情報と遮断器接点ＣＢ−７，ＣＢ−８間の系統保護リレー動作情報をＯＲ回路１２に入力し、系統事故発生情報をＡＮＤ回路１３，１４，１５に入力して論理処理を行い、系統事故の内容として至近端事故ａ、中距離事故ｂ、遠方事故ｃを判別出力する。
【００３０】
そして、この判別出力された至近端事故ａ、中距離事故ｂ、遠方事故ｃに対応して、例えば図４に示すように、あらかじめメモリ３に設定してある最適なＧＶ弁開度指令パターンａ’〜ｃ’を選択して、タービン高速バルブ信号として出力する。この最適なＧＶ弁開度指令パターンは具体的に発電所の立地点などの詳細仕様が決定した後に系統シミュレーションなどで検討し決定する。
【００３１】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２における演算処理装置２Ｂの一例を示す回路図であり、図において、２１は一定時間の系統電圧ＶS の平均値を求める演算回路、２２、２３、２４はこの求めた平均値が、平均値≦２０％か、２０＜平均値≦６０％か、平均値＞６０％かを判定する判定回路、２５、２６、２７は系統事故発生情報を論理の一要素とするＡＮＤ回路を有する。
【００３２】
次に動作について説明する。
系統電圧ＶS 及び系統事故発生情報を入力として論理処理を行い、系統事故の内容として系統事故の大きさ（厳しさ）を大規模事故ｄ、中規模事故ｅ、小規模事故ｆと区別して判別出力する。
【００３３】
そして、判別出力された大規模事故ｄ、中規模事故ｅ、小規模事故ｆに対応して、例えば図６に示すように、あらかじめメモリ３に設定してある最適なＧＶ弁開度指令パターンｄ’〜ｆ’を選択してタービン高速バルブ信号として出力する。上記最適なＧＶ弁開度指令パターンｄ’〜ｆ’は具体的に発電所の立地点などの詳細仕様が決定した後に系統シミュレーションなどで検討し決定する。
【００３４】
実施の形態３．
前記の実施の形態１、実施の形態２では系統事故地点、系統事故の大きさなどに対応してＧＶ開度指令パターンを選択したが、系統事故の内容として系統事故の様相（平衡、不平衡事故など）によっても最適なＧＶ開度指令パターンが異なるため、系統事故の様相をパラメータにしてＧＶ開度指令パターンを選択することも可能である。
【００３５】
図７はこの発明の実施の形態３における演算処理装置２Ｃの一例を示す回路図であり、図において、３１は系統電圧ＶS の零相電圧を演算する演算回路、３２は零相電圧ＶO ≦２０％かを判定する判定回路、３３は系統電圧ＶS の平均値を演算する演算回路、この求めた平均値が、平均値≦４０％か、平均値≦４０％か、平均値≦４０％かを判定する判定回路３４〜３６、ＡＮＤ回路３７ａ〜３７ｈ、ＯＲ回路３８ａ，３８ｂとを有する。
【００３６】
次に動作について説明する。
系統電圧ＶS に基づく各判定回路の出力の論理処理によって、二つの相が低下していれば２ＬＧ事故と判断し、全ての相が低下していれば３ＬＧと判断、それ以外は１ＬＧと判断する。これらの判断結果と系統事故発生情報により、３ＬＧ事故の場合ｇ、２ＬＧ事故の場合ｈは事故の影響が大きいため、大きくＧＶ弁を動作させるＧＶ弁開度制御パターン（ｇ，ｈ）’を、１ＬＧ事故の場合ｉは影響が大きくないためそれ相応のＧＶ弁開度制御パターンｉ’を、例えば図８に示すように、あらかじめ設定してあるメモリ３から選択してタービン高速バルブ信号として出力する。この最適なＧＶ弁開度指令ＧＶ制御パターンは、前記各実施の形態１、実施の形態２と同じく具体的な検討条件が決定した後に系統シミュレーションなどで決定する。
【００３７】
実施の形態４．
前記各実施の形態では、電力系統の各条件を検出していたが、この実施の形態４では系統事故発生前の発電機出力ＰG を入力し、出力電力量によって系統に与える影響が異なるため、この出力電力量にてＧＶ弁開度指令パターンを選択するものである。
【００３８】
図９はこの実施の形態４における演算処理装置２Ｄの一例を示す回路図であり、図において、４１〜４４は事故発生前の発電機出力ＰG が、ＰG ≧９５％、９５＞ＰG ≧７５％、７５＞ＰG ≧５０％、５０％＞ＰG であるかを判定する判定回路、４５〜４８は判定回路４１〜４４の出力と系統事故発生情報とを入力するＡＮＤ回路である。
【００３９】
次に動作について説明する。
事故前の発電機出力ＰG に基づく判定回路４１〜４４の出力と系統事故発生情報との論理処理によって、系統事故の内容として最大出力ｊ、高出力ｋ、中出力ｌ、低出力ｍを判別出力する。そして、この判別出力された最大出力ｊ、高出力ｋ、中出力ｌ、低出力ｍに対応して、例えば図１０に示すように、あらかじめメモリ３に設定してある最適なＧＶ弁開度指令パターン（ｊ，ｋ）’，ｌ’，ｍ’を選択して、ＧＶ弁開度指令信号として出力する。すなわち、最大出力ｊのときには、事故時の影響が最も大きいため最大の変化をさせるＧＶ弁開度指令パターンｊ’を選択させる。また、それ以外の高出力ｋ、中出力ｌ、低出力ｍについてはＧＶ弁開度指令パターンｋ’，ｌ’．ｍ’を選択出力する。
【００４０】
実施の形態５．
以上の各実施の形態１から実施の形態４では、ＧＶ弁開度指令パターンを、系統事故地点、系統事故の大きさ、系統事故の様相、発電電力量のそれぞれによって区別し、選択するものであったが、これらの検討条件を組み合わせても同様の機能を発揮させる事ができる。
【００４１】
図１１はこの実施の形態５における演算処理装置２Ｅの一例を示す回路図であり、図において、５１〜５５は前記図３、図５、図７に示す演算処理装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃから系統事故地点、系統事故の大きさ、系統事故様相の出力を入力とするＯＲ回路、５６〜５８はＡＮＤ回路である。
【００４２】
次に動作について説明する。
演算処理装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃからの系統事故地点、系統事故の大きさ、系統事故様相の各出力を、ＯＲ回路５１〜５５，ＡＮＤ回路５６〜５８によって論理処理し、系統事故の内容として影響大ｎ、影響中ｏ、影響小ｐを判別出力する。そして、判別出力された影響大ｎ、影響中ｏ、影響小ｐに対応して、例えば図１２に示すように、あらかじめメモリ３に設定してある最適なＧＶ弁開度指令パターンｎ’〜ｐ’を選択してＧＶ弁開度指令信号として出力するものである。
【００４３】
また、上記実施の形態１から実施の形態４における演算処理装置の条件の組み合わせは任意であり、例えば二つの演算処理装置の条件を使用しても検出は可能であるし、四つの演算処理装置の全ての条件を使用しても同様の検出を満足させることはできる。
【００４４】
実施の形態６．
以上の各実施の形態は、ＧＶ弁開度指令パターンにさまざまな検討条件による区分に従い、予め設定したＧＶ弁開度指令パターンの選択を行っているが、これらのことは全てＩＣＶ弁１０８の開度指令パターンにも当てはめることができるもので、図１３はこの実施の形態６における演算処理装置２Ｆの一例を示す回路図であり、前記図３に示す演算処理装置２Ａと同一構成であるので、同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００４５】
この演算処理装置２Ｆで判別出力された至近端事故Ａ、中距離事故Ｂ、遠方事故Ｃに対応して、例えば図１４に示すように、あらかじめメモリ３に設定してある最適なＩＣＶ弁開度指令パターンＡ’〜Ｃ’を選択してタービン高速バルブ信号として出力する。
【００４６】
実施の形態７．
図１５はこの発明の実施の形態７における演算処理装置２Ｇの一例を示す回路図であり、前記図５に示す演算処理装置２Ｂと同一構成であるので、同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００４７】
この演算処理装置２Ｇで判別出力された大規模事故Ｄ、中規模事故Ｅ、小規模事故Ｆに対応して、例えば図１６に示すように、あらかじめメモリ３に設定してある最適なＩＣＶ弁開度指令パターンＤ’〜Ｆ’を選択してタービン高速バルブ信号として出力する。
【００４８】
実施の形態８．
図１７はこの発明の実施の形態８における演算処理装置２Ｈの一例を示す回路図であり、前記図７に示す演算処理装置２Ｃと同一構成であるので、同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００４９】
この演算処理装置２Ｈで判別出力された系統事故の様相（平衡、不平衡事故など）Ｇ〜Ｉに対応して、例えば図１８に示すように、あらかじめメモリ３に設定してある最適なＩＣＶ弁開度指令パターン（Ｇ，Ｈ）’，Ｉ’を選択して、タービン高速バルブ信号として出力する。
【００５０】
実施の形態９．
図１９はこの発明の実施の形態９における演算処理装置２Ｉの一例を示す回路図であり、前記図９に示す演算処理装置２Ｄと同一構成であるので、同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００５１】
この演算処理装置２Ｉで判別出力された最大出力Ｊ、高出力Ｋ、中出力Ｌ、低出力Ｍに対応して、例えば図２０に示すように、あらかじめメモリ３に設定してある最適なＩＣＶ弁開度指令パターン（Ｊ，Ｋ）’〜Ｍ’を選択して、タービン高速バルブ信号として出力する。
【００５２】
実施の形態１０．
図２１はこの発明の実施の形態１０における演算処理装置２Ｊの一例を示す回路図であり、前記図１１に示す演算処理装置２Ｅと同一構成であるので、同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００５３】
この演算処理装置２Ｊで判別出力された影響大Ｎ、影響中Ｏ、影響小Ｐに対応して、例えば図２２に示すように、あらかじめメモリ３に設定してある最適なＩＣＶ弁開度指令パターンＮ’〜Ｐ’を選択して、タービン高速バルブ信号として出力する。
【００５４】
実施の形態１１．
以上の各実施の形態は、いずれも図２に示すような単一発電機の発電所の例を述べたものであるが、特に複数台の発電機を有する発電所の場合では、系統事故地点、系統事故の大きさ、系統事故の様相、発電電力量のそれぞれによってＧＶ弁、ＩＣＶ弁の弁開度指令パターンを変えて制御量を制御するものではなく、これらの検討条件を組み合わせて、タービン高速バルブ制御を適用する発電機の台数を変えても同様の機能を発揮させる事ができる。
【００５５】
図２３は複数台の発電機４ａ〜４ｃが変圧器５ａ〜５ｃを介して同一母線６に接続された系統構成図を示し、図２４は図１１と図２１の演算処理装置２Ｅ、２Ｊによる検討条件を組み合わせてパターン区分を行い、タービン高速バルブ制御の適用台数を変化させるもので、例えば、演算処理装置２Ｅの判定結果が影響大ｎの場合は発電機３台のＧＶ弁にタービン高速バルブ信号、影響中ｏの場合は発電機２台のＧＶ弁にタービン高速バルブ信号、影響小ｐの場合は発電機１台のＧＶ弁にタービン高速バルブ信号を出力する。
【００５６】
また、演算処理装置２Ｊの判定結果が影響大Ｎの場合は発電機３台のＩＣＶ弁にタービン高速バルブ信号、影響中Ｏの場合は発電機２台のＩＣＶ弁にタービン高速バルブ信号、影響小Ｐの場合は発電機１台のＩＣＶ弁にタービン高速バルブ信号を出力するもので、これによって、各弁の制御量を変化させることと同様の効果が得られる。
【００５７】
なお、上記各実施の形態におけるタービン高速バルブ信号出力部１は、Ｓ／Ｗ処理により系統事故の区分を自由に演算できるデジタル型の演算処理装置を使用しているが、他の装置として補助リレー、オペアンプを使用したアナログの比較器などのアナログ演算処理装置を使用しても同様の機能を満足させることができる。
【００５８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、通常時に速度制御もしくは負荷制御に使われている加減弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の地点を検出し、この検出した系統事故地点の違いに応じて前記加減弁開度パターン制御を変えるように構成したので、加減弁の系統事故時における制御パターンを、系統事故の発生地点によって最適に選択でき、発電機出力の急増急減を抑制して、警報に掛かることなく発電機を運転継続できるとともに、系統安定化への大きな寄与が実現できる効果がある。
【００５９】
請求項２記載の発明によれば、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、通常時に速度制御もしくは負荷制御に使われている加減弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の大きさを検出し、この検出した系統事故の大きさの違いに応じて前記加減弁開度パターン制御を変えるように構成したので、加減弁の系統事故時における制御パターンを、系統事故の大きさによって最適に選択でき、発電機出力の急増急減を抑制して、警報に掛かることなく、発電機を運転継続できるとともに、系統安定化への大きな寄与が実現できる効果がある。
【００６０】
請求項３記載の発明によれば、系統事故発生時に、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、通常時に速度制御もしくは負荷制御に使われている加減弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の様相を検出し、この検出した系統事故の様相の違いに応じて前記加減弁開度パターン制御を変えるように構成したので、加減弁の系統事故時における制御パターンを、系統事故の様相によって最適に選択でき、発電機出力の急増急減を抑制して、警報に掛かることなく、発電機を運転継続できるとともに、系統安定化への大きな寄与が実現できる効果がある。
【００６１】
請求項４記載の発明によれば、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、通常時に速度制御もしくは負荷制御に使われている加減弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の様相、該系統事故の地点、及び、該系統事故の大きさを検出し、この検出した系統事故の様相の違い、この検出した系統事故の大きさの違い、及び、この検出した系統事故地点の違いに応じて前記加減弁開度パターン制御を変えるように構成したので、加減弁の系統事故時における制御パターンを、系統事故の地点、系統事故の大きさ、系統事故の様相の条件の違いによって最適に選択でき、発電機出力の急増急減を抑制して、警報に掛かることなく、発電機を運転継続できるとともに、系統安定化への大きな寄与が実現できる効果がある。
【００６２】
請求項５記載の発明によれば、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、高圧タービンから中圧タービン、もしくは低圧タービンへ流入する蒸気を遮断するインターセプト弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の地点を検出し、この検出した系統事故地点の違いに応じて前記インターセプト弁開度パターン制御を変えるように構成したので、インターセプト弁の系統事故時における制御パターンを、系統事故の発生地点によって最適に選択でき、発電機出力の急増急減を抑制して、警報に掛かることなく、発電機を運転継続できるとともに、系統安定化への大きな寄与が実現できる効果がある。
【００６３】
請求項６記載の発明によれば、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、高圧タービンから中圧タービン、もしくは低圧タービンへ流入する蒸気を遮断するインターセプト弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の大きさを検出し、この検出した系統事故の大きさの違いに応じて前記インターセプト弁開度パターン制御を変えるように構成したので、インターセプト弁の系統事故時における制御パターンを、系統事故の大きさによって最適に選択でき、発電機出力の急増急減を抑制して、警報に掛かることなく、発電機を運転継続できるとともに、系統安定化への大きな寄与が実現できる効果がある。
【００６４】
請求項７記載の発明によれば、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、高圧タービンから中圧タービン、もしくは低圧タービンへ流入する蒸気を遮断するインターセプト弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の様相を検出し、この検出した系統事故の様相の違いに応じて前記インターセプト弁開度パターン制御を変えるように構成したので、インターセプト弁の系統事故時における制御パターンを、系統事故の様相によって最適に選択でき、発電機出力の急増急減を抑制して、警報に掛かることなく、発電機を運転継続できるとともに、系統安定化への大きな寄与が実現できる効果がある。
【００６５】
請求項８記載の発明によれば、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、高圧タービンから中圧タービン、もしくは低圧タービンへ流入する蒸気を遮断するインターセプト弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の様相、該系統事故の地点、及び、該系統事故の大きさを検出し、この検出した系統事故の様相の違い、この検出した系統事故の大きさの違い、及び、この検出した系統事故地点の違いに応じて前記インターセプト弁開度パターン制御を変えるように構成したので、インターセプト弁の系統事故時における制御パターンを、系統事故の地点、系統事故の大きさ、系統事故の様相の条件の違いによって最適に選択でき、発電機出力の急増急減を抑制して、警報に掛かることなく、発電機を運転継続できるとともに、系統安定化への大きな寄与が実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明のタービン高速バルブ制御方法を実施するために使用するタービン高速バルブ信号出力部のブロック図である。
【図２】 単一発電機に変圧器を介して接続されている電力系統図である。
【図３】 この発明の実施の形態１における演算処理装置を示す回路図である。
【図４】 この発明の実施の形態１におけるＧＶ弁開度指令パターン図である。
【図５】 この発明の実施の形態２における演算処理装置を示す回路図である。
【図６】 この発明の実施の形態２におけるＧＶ弁開度指令パターン図である。
【図７】 この発明の実施の形態３における演算処理装置を示す回路図である。
【図８】 この発明の実施の形態３におけるＧＶ弁開度指令パターン図である。
【図９】 この発明の実施の形態４における演算処理装置を示す回路図である。
【図１０】 この発明の実施の形態４におけるＧＶ弁開度指令パターン図である。
【図１１】 この発明の実施の形態５における演算処理装置を示す回路図である。
【図１２】 この発明の実施の形態５におけるＧＶ弁開度指令パターン図である。
【図１３】 この発明の実施の形態６における演算処理装置を示す回路図である。
【図１４】 この発明の実施の形態６におけるＧＶ弁開度指令パターン図である。
【図１５】 この発明の実施の形態７における演算処理装置を示す回路図である。
【図１６】 この発明の実施の形態７におけるＧＶ弁開度指令パターン図である。
【図１７】 この発明の実施の形態８における演算処理装置を示す回路図である。
【図１８】 この発明の実施の形態８におけるＧＶ弁開度指令パターン図である。
【図１９】 この発明の実施の形態９における演算処理装置を示す回路図である。
【図２０】 この発明の実施の形態９におけるＧＶ弁開度指令パターン図である。
【図２１】 この発明の実施の形態１０における演算処理装置を示す回路図である。
【図２２】 この発明の実施の形態１０におけるＧＶ弁開度指令パターン図である。
【図２３】 この発明の実施の形態１１における複数台の発電機に変圧器を介して接続されている電力系統図である。
【図２４】 この発明の実施の形態１１における影響区分ケースに対応したタービン高速バルブ制御適用発電機台数の判断例を示す説明図である。
【図２５】 タンデム形タービンの蒸気系の構成及び弁配置について示す図である。
【図２６】 現状のタービン高速バルブ信号の動作例を説明するタービン系の制御、弁特性を示すブロック図である。
【図２７】 ＧＶ弁開度指令パターン、ＩＣＶ弁開度指令パターン図である。
【符号の説明】
１０３ 加減弁、１０４ 高圧タービン、１０５ 中圧タービン、１０６ 低圧タービン、１０８ インターセプト弁。
【発明の属する技術分野】
この発明は、火力発電所、原子力発電所などで使用したタンデム形タービンのタービン高速バルブ制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電力系統に接続され火力発電所、原子力発電所は、エネルギー源とするタンデム形タービン、同期発電機を主機とし、これらを制御する一連の制御装置から構成され、系統事故が発生した場合、系統状態によっては安定度が過渡的に悪くなり、不安定状態が持続したまま脱調、運転停止にいたることがある。
これらの状況を防ぐために、系統各所にいわゆる系統安定化装置（以下、ＰＳＳと略称する）が設置され、また励磁装置にもＰＳＳ、速応形励磁装置などが設置され、当該発電機が過渡的に不安定状態にならないよう安定化の改善に努めている。
【０００３】
タービン制御装置においてもこの安定化の改善を図る手段として、例えば社団法人電気協同研究会 昭和５４年１月発行 電気協同研究 第３４巻 第５号に記載されているように、系統事故時に高圧タービンから中圧タービン、低圧タービンへ流入する蒸気を遮断するインターセプト弁（以下、ＩＣＶ弁と略称する）や、通常の制御に使われている加減弁（以下、ＧＶ弁と称する）に対して急速に全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御が考えられていた。
【０００４】
図２５はタンデム形タービンの蒸気系の構成及び弁配置について示す図であり、図において、１０１はボイラ、１０２は主蒸気止め弁、１０３はＧＶ弁、１０４は高圧タービン、１０５は中圧タービン、１０６は低圧タービン、１０７は低圧タービン１０６の出力軸に接続された発電機、１０８はインターセプト弁、１０９は再熱蒸気止め弁、１１０は再熱器、１１１は復水器、１１２は低圧ヒータ、１１３は脱気器、１１４給水ポンプ、１１５は高圧ヒータであり、出力トルクは、図２５から明らかなように、高圧タービン１０４と中低圧タービン１０５，１０６と合成されたトルクとなる。
【０００５】
次に、現状のタービン高速バルブ制御について説明する。図２６は現状のタービン高速バルブ信号の動作例を説明するタービン系の制御、弁特性を示すブロック図である。図において、１２１は速度リレー動作特性部、１２２は油圧増幅器などの特性部、１２６はＧＶ弁全体の動作特性部であり、加減点１４３，ＧＶポート特性部１２３，タービン高速バルブ信号の加算点１２４，ＧＶ弁１０３の動作特性部からなる。
【０００６】
１２７は高速タービンの機器特性部、１２８はＩＣＶ弁１０８に至る機器特性部、１３２はＩＣＶ弁全体の動作特性部であり、加減点１４４，ＩＣＶポート特性部１２９，タービン高速バルブ信号の加算点１３０，ＩＣＶ弁１０８の動作特性部１３１からなる。１２３はＩＣＶ弁１０８から再熱器へ至る機器特性部、１３４は再熱器の動作特性部であり、加減点１３５，再熱器１３６，定数部１３７，加減点１３８，積算点１３９からなる。１４０は高速タービンの出力分担率部、１４１は中低圧タービンの機器特性部、１４２は中低圧タービンの出力分担率部、１４５は加算点、１４６はタービン高速バルブ信号出力部である。
【０００７】
なお、図２５、図２６は、ボイラ１０１を熱源として使った火力機の例を示したが、原子力機では再熱器が湿分分離過熱器に変えることで上図と同様の特性となる。
【０００８】
次に、現状のタービン高速バルブ制御の動作例を説明する。
系統事故が発生し、タービン高速バルブ制御を適用する必要が生じたとき、ＧＶ弁１０３、ＩＣＶ弁１０８それぞれに全閉信号が出力される。また、その後事故除去などの状況を見て各弁を元の状態に戻す復帰信号を出力する。図２７はこれらの全閉信号、復帰信号からなるＧＶ弁開度指令パターン、ＩＣＶ弁開度指令パターンの例を示す。なお、上記従来の技術に関連する先行技術としては、例えば、特公昭６１−３３３５４号公報、特公昭５５−３１２８４号公報、特開昭６２−１１０４９８号公報、特開昭６０−２１６００６号公報、特開昭６０−２１６００５号公報、特開昭６０−１６４６０２号公報、特開昭５９−２１２３２号公報、特開昭５１−５７３０４号公報等がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のタービン高速バルブ制御方法は以上のように構成されているので、系統事故という信号をベースにして制御を行っているが、この条件は系統事故の発生した場所、事故の大きさ、種類に係わらず「事故発生」という一つの信号のみで制御を開始しているため、ＧＶ弁、ＩＣＶ弁への全閉信号、復帰信号は同じく一つの弁開度指令パターンを出しているだけである。
【００１０】
このため、至近端の事故、もしくは３相地絡事故（以下、３ＬＧと略称する）のような厳しい事故の場合、制御が開始され各弁が絞り込まれるまでの間に、不安定状態に達してしまい運転継続ができなくなってしまう場合が生ずる。また反対に遠方の事故、もしくは軽いレベルの事故の場合、絞り込み動作が適度でないため、機械的入力トルクが速くなくなり、系統周波数が低下しすぎる状態が生ずる。
【００１１】
さらに、事故の状況によっては、再熱器の圧力が上昇して保護レベル以上に達し、保護動作が働くようなケースも生じるため、どのような事故の状況においても保護レベルの範囲内で最大限に機能するタービン高速バルブ制御方法が必要であるという課題があった。
【００１２】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、系統事故の違いによる保護動作が働き、停止にいたる状況を防ぎ、どのような事故の場合においても系統の安定化を保つとともに、保護による停止に至ることなく運転継続が可能となるタービン高速バルブ制御方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明に係るタービン高速バルブ制御方法は、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、通常時に速度制御もしくは負荷制御に使われている加減弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の地点を検出し、この検出した系統事故地点の違いに応じて前記加減弁開度パターン制御を変えるものである。
【００１４】
請求項２記載の発明に係るタービン高速バルブ制御方法は、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、通常時に速度制御もしくは負荷制御に使われている加減弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の大きさを検出し、この検出した系統事故の大きさの違いに応じて前記加減弁開度パターン制御を変えるものである。
【００１５】
請求項３記載の発明に係るタービン高速バルブ制御方法は、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、通常時に速度制御もしくは負荷制御に使われている加減弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の様相を検出し、この検出した系統事故の様相の違いに応じて前記加減弁開度パターン制御を変えるものである。
【００１６】
請求項４記載の発明に係るタービン高速バルブ制御方法は、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、通常時に速度制御もしくは負荷制御に使われている加減弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の様相、該系統事故の地点、及び、該系統事故の大きさを検出し、この検出した系統事故の様相の違い、この検出した系統事故の大きさの違い、及び、この検出した系統事故地点の違いに応じて前記加減弁開度パターン制御を変えるものである。
【００１７】
請求項５記載の発明に係るタービン高速バルブ制御方法は、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、高圧タービンから中圧タービン、もしくは低圧タービンへ流入する蒸気を遮断するインターセプト弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の地点を検出し、この検出した系統事故地点の違いに応じて前記インターセプト弁開度パターン制御を変えるものである。
【００１８】
請求項６記載の発明に係るタービン高速バルブ制御方法は、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、高圧タービンから中圧タービン、もしくは低圧タービンへ流入する蒸気を遮断するインターセプト弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の大きさを検出し、この検出した系統事故の大きさの違いに応じて前記インターセプト弁開度パターン制御を変えるものである。
【００１９】
請求項７記載の発明に係るタービン高速バルブ制御方法は、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、高圧タービンから中圧タービン、もしくは低圧タービンへ流入する蒸気を遮断するインターセプト弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の様相を検出し、この検出した系統事故の様相の違いに応じて前記インターセプト弁開度パターン制御を変えるものである。
【００２０】
請求項８記載の発明に係るタービン高速バルブ制御方法は、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、高圧タービンから中圧タービン、もしくは低圧タービンへ流入する蒸気を遮断するインターセプト弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の様相、該系統事故の地点、及び、該系統事故の大きさを検出し、この検出した系統事故の様相の違い、この検出した系統事故の大きさの違い、及び、この検出した系統事故地点の違いに応じて前記インターセプト弁開度パターン制御を変えるものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明のタービン高速バルブ制御方法を実施するために使用するタービン高速バルブ信号出力部のブロック図であり、入力情報をインプットし、内部でソフトウエア（以下、Ｓ／Ｗと略称する）の処理により系統事故の区分を自由に演算できるデジタル型の演算処理装置２と、この系統事故の区分に対応した弁開度指令パターンを選択してタービン高速バルブ信号として出力するメモリ３とを有する。入力情報としては、例えば、系統事故情報，発電機電圧，発電機電流，系統電圧，系統電流，発電機出力，系統保護リレー動作情報を用いる。なお、このタービン高速バルブ信号出力部１は、前記図２６に示したタービン高速バルブ信号出力部１４６と同様に使用するもので、このタービン高速バルブ信号出力部１を使用するタービン系の制御、弁特性を示すブロック図は図２６と同様であるから図を省略する。
【００２７】
図２は、単一発電機４に変圧器５を介して接続されている電力系統の例を示したもので、ＣＢ−１〜ＣＢ−８は系統に設けられた遮断器を示す。この遮断器は図２に示すような単一発電機の発電所のみではなく、複数台の発電機を持つ発電所にも適用できることは言うまでもない。
【００２８】
図３はこの発明の実施の形態１における演算処理装置２Ａの一例を示すもので、ＯＲ回路１１，１２、ＡＮＤ回路１３，１４，１５を有する。
【００２９】
次に動作について説明する。
演算処理装置２Ａは、遮断器接点ＣＢ−１，ＣＢ−２間の系統保護リレー動作情報と遮断器接点ＣＢ−３，ＣＢ−４間の系統保護リレー動作情報をＯＲ回路１１に入力し、遮断器接点ＣＢ−５，ＣＢ−６間の系統保護リレー動作情報と遮断器接点ＣＢ−７，ＣＢ−８間の系統保護リレー動作情報をＯＲ回路１２に入力し、系統事故発生情報をＡＮＤ回路１３，１４，１５に入力して論理処理を行い、系統事故の内容として至近端事故ａ、中距離事故ｂ、遠方事故ｃを判別出力する。
【００３０】
そして、この判別出力された至近端事故ａ、中距離事故ｂ、遠方事故ｃに対応して、例えば図４に示すように、あらかじめメモリ３に設定してある最適なＧＶ弁開度指令パターンａ’〜ｃ’を選択して、タービン高速バルブ信号として出力する。この最適なＧＶ弁開度指令パターンは具体的に発電所の立地点などの詳細仕様が決定した後に系統シミュレーションなどで検討し決定する。
【００３１】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２における演算処理装置２Ｂの一例を示す回路図であり、図において、２１は一定時間の系統電圧ＶS の平均値を求める演算回路、２２、２３、２４はこの求めた平均値が、平均値≦２０％か、２０＜平均値≦６０％か、平均値＞６０％かを判定する判定回路、２５、２６、２７は系統事故発生情報を論理の一要素とするＡＮＤ回路を有する。
【００３２】
次に動作について説明する。
系統電圧ＶS 及び系統事故発生情報を入力として論理処理を行い、系統事故の内容として系統事故の大きさ（厳しさ）を大規模事故ｄ、中規模事故ｅ、小規模事故ｆと区別して判別出力する。
【００３３】
そして、判別出力された大規模事故ｄ、中規模事故ｅ、小規模事故ｆに対応して、例えば図６に示すように、あらかじめメモリ３に設定してある最適なＧＶ弁開度指令パターンｄ’〜ｆ’を選択してタービン高速バルブ信号として出力する。上記最適なＧＶ弁開度指令パターンｄ’〜ｆ’は具体的に発電所の立地点などの詳細仕様が決定した後に系統シミュレーションなどで検討し決定する。
【００３４】
実施の形態３．
前記の実施の形態１、実施の形態２では系統事故地点、系統事故の大きさなどに対応してＧＶ開度指令パターンを選択したが、系統事故の内容として系統事故の様相（平衡、不平衡事故など）によっても最適なＧＶ開度指令パターンが異なるため、系統事故の様相をパラメータにしてＧＶ開度指令パターンを選択することも可能である。
【００３５】
図７はこの発明の実施の形態３における演算処理装置２Ｃの一例を示す回路図であり、図において、３１は系統電圧ＶS の零相電圧を演算する演算回路、３２は零相電圧ＶO ≦２０％かを判定する判定回路、３３は系統電圧ＶS の平均値を演算する演算回路、この求めた平均値が、平均値≦４０％か、平均値≦４０％か、平均値≦４０％かを判定する判定回路３４〜３６、ＡＮＤ回路３７ａ〜３７ｈ、ＯＲ回路３８ａ，３８ｂとを有する。
【００３６】
次に動作について説明する。
系統電圧ＶS に基づく各判定回路の出力の論理処理によって、二つの相が低下していれば２ＬＧ事故と判断し、全ての相が低下していれば３ＬＧと判断、それ以外は１ＬＧと判断する。これらの判断結果と系統事故発生情報により、３ＬＧ事故の場合ｇ、２ＬＧ事故の場合ｈは事故の影響が大きいため、大きくＧＶ弁を動作させるＧＶ弁開度制御パターン（ｇ，ｈ）’を、１ＬＧ事故の場合ｉは影響が大きくないためそれ相応のＧＶ弁開度制御パターンｉ’を、例えば図８に示すように、あらかじめ設定してあるメモリ３から選択してタービン高速バルブ信号として出力する。この最適なＧＶ弁開度指令ＧＶ制御パターンは、前記各実施の形態１、実施の形態２と同じく具体的な検討条件が決定した後に系統シミュレーションなどで決定する。
【００３７】
実施の形態４．
前記各実施の形態では、電力系統の各条件を検出していたが、この実施の形態４では系統事故発生前の発電機出力ＰG を入力し、出力電力量によって系統に与える影響が異なるため、この出力電力量にてＧＶ弁開度指令パターンを選択するものである。
【００３８】
図９はこの実施の形態４における演算処理装置２Ｄの一例を示す回路図であり、図において、４１〜４４は事故発生前の発電機出力ＰG が、ＰG ≧９５％、９５＞ＰG ≧７５％、７５＞ＰG ≧５０％、５０％＞ＰG であるかを判定する判定回路、４５〜４８は判定回路４１〜４４の出力と系統事故発生情報とを入力するＡＮＤ回路である。
【００３９】
次に動作について説明する。
事故前の発電機出力ＰG に基づく判定回路４１〜４４の出力と系統事故発生情報との論理処理によって、系統事故の内容として最大出力ｊ、高出力ｋ、中出力ｌ、低出力ｍを判別出力する。そして、この判別出力された最大出力ｊ、高出力ｋ、中出力ｌ、低出力ｍに対応して、例えば図１０に示すように、あらかじめメモリ３に設定してある最適なＧＶ弁開度指令パターン（ｊ，ｋ）’，ｌ’，ｍ’を選択して、ＧＶ弁開度指令信号として出力する。すなわち、最大出力ｊのときには、事故時の影響が最も大きいため最大の変化をさせるＧＶ弁開度指令パターンｊ’を選択させる。また、それ以外の高出力ｋ、中出力ｌ、低出力ｍについてはＧＶ弁開度指令パターンｋ’，ｌ’．ｍ’を選択出力する。
【００４０】
実施の形態５．
以上の各実施の形態１から実施の形態４では、ＧＶ弁開度指令パターンを、系統事故地点、系統事故の大きさ、系統事故の様相、発電電力量のそれぞれによって区別し、選択するものであったが、これらの検討条件を組み合わせても同様の機能を発揮させる事ができる。
【００４１】
図１１はこの実施の形態５における演算処理装置２Ｅの一例を示す回路図であり、図において、５１〜５５は前記図３、図５、図７に示す演算処理装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃから系統事故地点、系統事故の大きさ、系統事故様相の出力を入力とするＯＲ回路、５６〜５８はＡＮＤ回路である。
【００４２】
次に動作について説明する。
演算処理装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃからの系統事故地点、系統事故の大きさ、系統事故様相の各出力を、ＯＲ回路５１〜５５，ＡＮＤ回路５６〜５８によって論理処理し、系統事故の内容として影響大ｎ、影響中ｏ、影響小ｐを判別出力する。そして、判別出力された影響大ｎ、影響中ｏ、影響小ｐに対応して、例えば図１２に示すように、あらかじめメモリ３に設定してある最適なＧＶ弁開度指令パターンｎ’〜ｐ’を選択してＧＶ弁開度指令信号として出力するものである。
【００４３】
また、上記実施の形態１から実施の形態４における演算処理装置の条件の組み合わせは任意であり、例えば二つの演算処理装置の条件を使用しても検出は可能であるし、四つの演算処理装置の全ての条件を使用しても同様の検出を満足させることはできる。
【００４４】
実施の形態６．
以上の各実施の形態は、ＧＶ弁開度指令パターンにさまざまな検討条件による区分に従い、予め設定したＧＶ弁開度指令パターンの選択を行っているが、これらのことは全てＩＣＶ弁１０８の開度指令パターンにも当てはめることができるもので、図１３はこの実施の形態６における演算処理装置２Ｆの一例を示す回路図であり、前記図３に示す演算処理装置２Ａと同一構成であるので、同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００４５】
この演算処理装置２Ｆで判別出力された至近端事故Ａ、中距離事故Ｂ、遠方事故Ｃに対応して、例えば図１４に示すように、あらかじめメモリ３に設定してある最適なＩＣＶ弁開度指令パターンＡ’〜Ｃ’を選択してタービン高速バルブ信号として出力する。
【００４６】
実施の形態７．
図１５はこの発明の実施の形態７における演算処理装置２Ｇの一例を示す回路図であり、前記図５に示す演算処理装置２Ｂと同一構成であるので、同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００４７】
この演算処理装置２Ｇで判別出力された大規模事故Ｄ、中規模事故Ｅ、小規模事故Ｆに対応して、例えば図１６に示すように、あらかじめメモリ３に設定してある最適なＩＣＶ弁開度指令パターンＤ’〜Ｆ’を選択してタービン高速バルブ信号として出力する。
【００４８】
実施の形態８．
図１７はこの発明の実施の形態８における演算処理装置２Ｈの一例を示す回路図であり、前記図７に示す演算処理装置２Ｃと同一構成であるので、同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００４９】
この演算処理装置２Ｈで判別出力された系統事故の様相（平衡、不平衡事故など）Ｇ〜Ｉに対応して、例えば図１８に示すように、あらかじめメモリ３に設定してある最適なＩＣＶ弁開度指令パターン（Ｇ，Ｈ）’，Ｉ’を選択して、タービン高速バルブ信号として出力する。
【００５０】
実施の形態９．
図１９はこの発明の実施の形態９における演算処理装置２Ｉの一例を示す回路図であり、前記図９に示す演算処理装置２Ｄと同一構成であるので、同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００５１】
この演算処理装置２Ｉで判別出力された最大出力Ｊ、高出力Ｋ、中出力Ｌ、低出力Ｍに対応して、例えば図２０に示すように、あらかじめメモリ３に設定してある最適なＩＣＶ弁開度指令パターン（Ｊ，Ｋ）’〜Ｍ’を選択して、タービン高速バルブ信号として出力する。
【００５２】
実施の形態１０．
図２１はこの発明の実施の形態１０における演算処理装置２Ｊの一例を示す回路図であり、前記図１１に示す演算処理装置２Ｅと同一構成であるので、同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００５３】
この演算処理装置２Ｊで判別出力された影響大Ｎ、影響中Ｏ、影響小Ｐに対応して、例えば図２２に示すように、あらかじめメモリ３に設定してある最適なＩＣＶ弁開度指令パターンＮ’〜Ｐ’を選択して、タービン高速バルブ信号として出力する。
【００５４】
実施の形態１１．
以上の各実施の形態は、いずれも図２に示すような単一発電機の発電所の例を述べたものであるが、特に複数台の発電機を有する発電所の場合では、系統事故地点、系統事故の大きさ、系統事故の様相、発電電力量のそれぞれによってＧＶ弁、ＩＣＶ弁の弁開度指令パターンを変えて制御量を制御するものではなく、これらの検討条件を組み合わせて、タービン高速バルブ制御を適用する発電機の台数を変えても同様の機能を発揮させる事ができる。
【００５５】
図２３は複数台の発電機４ａ〜４ｃが変圧器５ａ〜５ｃを介して同一母線６に接続された系統構成図を示し、図２４は図１１と図２１の演算処理装置２Ｅ、２Ｊによる検討条件を組み合わせてパターン区分を行い、タービン高速バルブ制御の適用台数を変化させるもので、例えば、演算処理装置２Ｅの判定結果が影響大ｎの場合は発電機３台のＧＶ弁にタービン高速バルブ信号、影響中ｏの場合は発電機２台のＧＶ弁にタービン高速バルブ信号、影響小ｐの場合は発電機１台のＧＶ弁にタービン高速バルブ信号を出力する。
【００５６】
また、演算処理装置２Ｊの判定結果が影響大Ｎの場合は発電機３台のＩＣＶ弁にタービン高速バルブ信号、影響中Ｏの場合は発電機２台のＩＣＶ弁にタービン高速バルブ信号、影響小Ｐの場合は発電機１台のＩＣＶ弁にタービン高速バルブ信号を出力するもので、これによって、各弁の制御量を変化させることと同様の効果が得られる。
【００５７】
なお、上記各実施の形態におけるタービン高速バルブ信号出力部１は、Ｓ／Ｗ処理により系統事故の区分を自由に演算できるデジタル型の演算処理装置を使用しているが、他の装置として補助リレー、オペアンプを使用したアナログの比較器などのアナログ演算処理装置を使用しても同様の機能を満足させることができる。
【００５８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、通常時に速度制御もしくは負荷制御に使われている加減弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の地点を検出し、この検出した系統事故地点の違いに応じて前記加減弁開度パターン制御を変えるように構成したので、加減弁の系統事故時における制御パターンを、系統事故の発生地点によって最適に選択でき、発電機出力の急増急減を抑制して、警報に掛かることなく発電機を運転継続できるとともに、系統安定化への大きな寄与が実現できる効果がある。
【００５９】
請求項２記載の発明によれば、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、通常時に速度制御もしくは負荷制御に使われている加減弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の大きさを検出し、この検出した系統事故の大きさの違いに応じて前記加減弁開度パターン制御を変えるように構成したので、加減弁の系統事故時における制御パターンを、系統事故の大きさによって最適に選択でき、発電機出力の急増急減を抑制して、警報に掛かることなく、発電機を運転継続できるとともに、系統安定化への大きな寄与が実現できる効果がある。
【００６０】
請求項３記載の発明によれば、系統事故発生時に、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、通常時に速度制御もしくは負荷制御に使われている加減弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の様相を検出し、この検出した系統事故の様相の違いに応じて前記加減弁開度パターン制御を変えるように構成したので、加減弁の系統事故時における制御パターンを、系統事故の様相によって最適に選択でき、発電機出力の急増急減を抑制して、警報に掛かることなく、発電機を運転継続できるとともに、系統安定化への大きな寄与が実現できる効果がある。
【００６１】
請求項４記載の発明によれば、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、通常時に速度制御もしくは負荷制御に使われている加減弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の様相、該系統事故の地点、及び、該系統事故の大きさを検出し、この検出した系統事故の様相の違い、この検出した系統事故の大きさの違い、及び、この検出した系統事故地点の違いに応じて前記加減弁開度パターン制御を変えるように構成したので、加減弁の系統事故時における制御パターンを、系統事故の地点、系統事故の大きさ、系統事故の様相の条件の違いによって最適に選択でき、発電機出力の急増急減を抑制して、警報に掛かることなく、発電機を運転継続できるとともに、系統安定化への大きな寄与が実現できる効果がある。
【００６２】
請求項５記載の発明によれば、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、高圧タービンから中圧タービン、もしくは低圧タービンへ流入する蒸気を遮断するインターセプト弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の地点を検出し、この検出した系統事故地点の違いに応じて前記インターセプト弁開度パターン制御を変えるように構成したので、インターセプト弁の系統事故時における制御パターンを、系統事故の発生地点によって最適に選択でき、発電機出力の急増急減を抑制して、警報に掛かることなく、発電機を運転継続できるとともに、系統安定化への大きな寄与が実現できる効果がある。
【００６３】
請求項６記載の発明によれば、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、高圧タービンから中圧タービン、もしくは低圧タービンへ流入する蒸気を遮断するインターセプト弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の大きさを検出し、この検出した系統事故の大きさの違いに応じて前記インターセプト弁開度パターン制御を変えるように構成したので、インターセプト弁の系統事故時における制御パターンを、系統事故の大きさによって最適に選択でき、発電機出力の急増急減を抑制して、警報に掛かることなく、発電機を運転継続できるとともに、系統安定化への大きな寄与が実現できる効果がある。
【００６４】
請求項７記載の発明によれば、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、高圧タービンから中圧タービン、もしくは低圧タービンへ流入する蒸気を遮断するインターセプト弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の様相を検出し、この検出した系統事故の様相の違いに応じて前記インターセプト弁開度パターン制御を変えるように構成したので、インターセプト弁の系統事故時における制御パターンを、系統事故の様相によって最適に選択でき、発電機出力の急増急減を抑制して、警報に掛かることなく、発電機を運転継続できるとともに、系統安定化への大きな寄与が実現できる効果がある。
【００６５】
請求項８記載の発明によれば、系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、高圧タービンから中圧タービン、もしくは低圧タービンへ流入する蒸気を遮断するインターセプト弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の様相、該系統事故の地点、及び、該系統事故の大きさを検出し、この検出した系統事故の様相の違い、この検出した系統事故の大きさの違い、及び、この検出した系統事故地点の違いに応じて前記インターセプト弁開度パターン制御を変えるように構成したので、インターセプト弁の系統事故時における制御パターンを、系統事故の地点、系統事故の大きさ、系統事故の様相の条件の違いによって最適に選択でき、発電機出力の急増急減を抑制して、警報に掛かることなく、発電機を運転継続できるとともに、系統安定化への大きな寄与が実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明のタービン高速バルブ制御方法を実施するために使用するタービン高速バルブ信号出力部のブロック図である。
【図２】 単一発電機に変圧器を介して接続されている電力系統図である。
【図３】 この発明の実施の形態１における演算処理装置を示す回路図である。
【図４】 この発明の実施の形態１におけるＧＶ弁開度指令パターン図である。
【図５】 この発明の実施の形態２における演算処理装置を示す回路図である。
【図６】 この発明の実施の形態２におけるＧＶ弁開度指令パターン図である。
【図７】 この発明の実施の形態３における演算処理装置を示す回路図である。
【図８】 この発明の実施の形態３におけるＧＶ弁開度指令パターン図である。
【図９】 この発明の実施の形態４における演算処理装置を示す回路図である。
【図１０】 この発明の実施の形態４におけるＧＶ弁開度指令パターン図である。
【図１１】 この発明の実施の形態５における演算処理装置を示す回路図である。
【図１２】 この発明の実施の形態５におけるＧＶ弁開度指令パターン図である。
【図１３】 この発明の実施の形態６における演算処理装置を示す回路図である。
【図１４】 この発明の実施の形態６におけるＧＶ弁開度指令パターン図である。
【図１５】 この発明の実施の形態７における演算処理装置を示す回路図である。
【図１６】 この発明の実施の形態７におけるＧＶ弁開度指令パターン図である。
【図１７】 この発明の実施の形態８における演算処理装置を示す回路図である。
【図１８】 この発明の実施の形態８におけるＧＶ弁開度指令パターン図である。
【図１９】 この発明の実施の形態９における演算処理装置を示す回路図である。
【図２０】 この発明の実施の形態９におけるＧＶ弁開度指令パターン図である。
【図２１】 この発明の実施の形態１０における演算処理装置を示す回路図である。
【図２２】 この発明の実施の形態１０におけるＧＶ弁開度指令パターン図である。
【図２３】 この発明の実施の形態１１における複数台の発電機に変圧器を介して接続されている電力系統図である。
【図２４】 この発明の実施の形態１１における影響区分ケースに対応したタービン高速バルブ制御適用発電機台数の判断例を示す説明図である。
【図２５】 タンデム形タービンの蒸気系の構成及び弁配置について示す図である。
【図２６】 現状のタービン高速バルブ信号の動作例を説明するタービン系の制御、弁特性を示すブロック図である。
【図２７】 ＧＶ弁開度指令パターン、ＩＣＶ弁開度指令パターン図である。
【符号の説明】
１０３ 加減弁、１０４ 高圧タービン、１０５ 中圧タービン、１０６ 低圧タービン、１０８ インターセプト弁。
Claims (8)
- 系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、通常時に速度制御もしくは負荷制御に使われている加減弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の地点を検出し、この検出した系統事故地点の違いに応じて前記加減弁開度パターン制御を変えることを特徴とするタービン高速バルブ制御方法。
- 系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、通常時に速度制御もしくは負荷制御に使われている加減弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の大きさを検出し、この検出した系統事故の大きさの違いに応じて前記加減弁開度パターン制御を変えることを特徴とするタービン高速バルブ制御方法。
- 系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、通常時に速度制御もしくは負荷制御に使われている加減弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の様相を検出し、この検出した系統事故の様相の違いに応じて前記加減弁開度パターン制御を変えることを特徴とするタービン高速バルブ制御方法。
- 系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、通常時に速度制御もしくは負荷制御に使われている加減弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の様相、該系統事故の地点、及び、該系統事故の大きさを検出し、この検出した系統事故の様相の違い、この検出した系統事故の大きさの違い、及び、この検出した系統事故地点の違いに応じて前記加減弁開度パターン制御を変えることを特徴とするタービン高速バルブ制御方法。
- 系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、高圧タービンから中圧タービン、もしくは低圧タービンへ流入する蒸気を遮断するインターセプト弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の地点を検出し、この検出した系統事故地点の違いに応じて前記インターセプト弁開度パターン制御を変えることを特徴とするタービン高速バルブ制御方法。
- 系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、高圧タービンから中圧タービン、もしくは低圧タービンへ流入する蒸気を遮断するインターセプト弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の大きさを検出し、この検出した系統事故の大きさの違いに応じて前記インターセプト弁開度パターン制御を変えることを特徴とするタービン高速バルブ制御方法。
- 系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、高圧タービンから中圧タービン、もしくは低圧タービンへ流入する蒸気を遮断するインターセプト弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の様相を検出し、この検出した系統事故の様相の違いに応じて前記インターセプト弁開度パターン制御を変えることを特徴とするタービン高速バルブ制御方法。
- 系統事故が発生し、タービンからの入力、発電機からの出力がアンバランスになった場合、高圧タービンから中圧タービン、もしくは低圧タービンへ流入する蒸気を遮断するインターセプト弁に対して急速全閉指令を与えるタービン高速バルブ制御方法において、系統事故発生時に、系統事故の内容として該系統事故の様相、該系統事故の地点、及び、該系統事故の大きさを検出し、この検出した系統事故の様相の違い、この検出した系統事故の大きさの違い、及び、この検出した系統事故地点の違いに応じて前記インターセプト弁開度パターン制御を変えることを特徴とするタービン高速バルブ制御方法。
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