JP4202954B2 - 常用発電装置の系統連系保護装置 - Google Patents
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Description
前記交流電力系統の三相交流電圧の瞬時値である、交流電圧信号を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段によって検出された三相交流電圧の瞬時値に基づいて交流電圧信号の実効値を演算する実効値演算回路と、
前記電圧検出手段によって検出された交流電圧信号を、前記実効値演算回路によって演算された実効値で除算した信号に基づき周波数を検出する周波数検出手段と、
前記周波数検出手段によって検出された周波数の変化率を検出する周波数変化率演算器と、
前記周波数変化率演算器によって検出された周波数変化率が正である場合は前記発電機の出力電圧を低下させ、前記周波数変化率が負である場合は前記発電機の出力電圧を上昇させる電圧揺動信号を前記発電機の自動電圧調整器に出力させる電圧揺動信号演算器と、
前記周波数変化率演算器によって検出された周波数変化率が所定値を超えた場合に前記遮断器を開放して前記交流電力系統から前記発電機を解列させる保護手段と、
を具備したことを特徴とする常用発電装置の系統連系保護装置である。
前記交流電力系統の三相交流電圧の瞬時値である、交流電圧信号を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段によって検出された三相交流電圧の瞬時値に基づいて交流電圧信号の平均値を演算する平均値演算回路と、
前記電圧検出手段によって検出された交流電圧信号を、前記平均値演算回路によって演算された平均値で除算した信号に基づき周波数を検出する周波数検出手段と、
前記周波数検出手段によって検出された周波数の変化率を検出する周波数変化率演算器と、
前記周波数変化率演算器によって検出された周波数変化率が正である場合は前記発電機の出力電圧を低下させ、前記周波数変化率が負である場合は前記発電機の出力電圧を上昇させる電圧揺動信号を前記発電機の自動電圧調整器に出力させる電圧揺動信号演算器と、
前記周波数変化率演算器によって検出された周波数変化率が所定値を超えた場合に前記遮断器を開放して前記交流電力系統から前記発電機を解列させる保護手段と、
を具備したことを特徴とする常用発電装置の系統連系保護装置である。
以下、本発明の第1の実施の形態を図1を参照して説明する。第1の実施の形態の概略構成は、自動電圧調整器22によって出力電圧が調整される同期発電機10を備え、自家発電設備需要家受電点遮断器12を介して上位変電所4内に設置されている系統電源(交流電力系統)1と逆潮流ありで連系される常用発電装置(自家用発電装置、分散電源)の系統連系保護装置において、以下のような構成を備えたものである。
ΔQ=Q―QL (4)
ここで、負荷6の電圧をV、周波数をfとする。
PL=V2/R (5)
(V:電圧、R:抵抗値)
で表される。
以上述べた構成以外に、図1に示すように、周波数検出手段41によって検出された周波数の変化率を演算する周波数変化率演算手段42と、前記周波数変化率の過大を判定する変化率過大判定器43と、前記周波数変化率に基づいて、当該周波数変化率が正である場合は同期発電機10の出力電圧を低下させ、周波数変化率が負である場合は発電機10の出力電圧を上昇させる電圧揺動信号ΔV*を発電機10の自動電圧調整器22に出力させる電圧揺動信号演算器44と、周波数変化率が予め定められた判定値を超えて過大となったとき、発電機10の単独運転と判断し、異常信号V31を出力する変化率過大判定器43と、変化率過大判定器43からの異常信号V31を入力し、自家発電設備設置需要家(分散電源設置需要家)55側に設けられている自家発電設備需要家受電点遮断器12に対してトリップ指令を与え、交流電力系統から発電機10を解列させる故障トリップ回路13を備えている。
以上述べたように、第1の実施形態による発電装置の系統連系保護装置では、常用発電装置の交流電圧信号を検出し、電圧変動の影響と高調波を除去して正確な周波数を検出し、周波数変化率(df/dt)を演算し、周波数変化率が正の場合には同期発電機10の電圧を下げ方向に変化させ、周波数変化率が負の場合には同期発電機10の電圧を上げ方向に変化させるようにしており、発電機の周波数が大きく変化した場合に単独運転と判定するようにしているので、前述した従来のように高価な転送遮断装置8を設けることなく、周波数の検出精度の確度を高めることができ、また系統連系中の常用発電装置の単独運転を常用発電装置側で確実にかつ容易に検出して同期発電機10を解列し保護することが可能となる。
図5は、本実施形態による発電装置の系統連系保護装置を説明するための概略構成図である。本実施形態は、図1の実効値演算回路30のみを、平均値演算回路01に代えたものであり、これ以外の構成は図1と同一であるので、ここではその説明を省略する。この場合、平均値演算回路01は、計器用変圧器38により検出された三相交流電圧の瞬時値に基づいて交流電圧信号の例えば半周期毎の瞬時値の平均値を演算する。除算器31は計器用変圧器38により検出された交流電圧信号を、上記交流電圧信号の平均値で除算する。このことにより、入力交流電圧が変動しても、除算器31からの出力電圧波形の振幅は一定となる。そのため、電圧変動により次段のフィルタ回路32及びコンパレータ35を介して出力される零クロスのタイミングがずれることを防止できる。これ以外の作用効果は、第1の実施形態と同様である。
図6は、本実施の形態による監視装置の構成例を示す図であり、図1と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
第1の実施の形態と同様に、周波数変化率演算器42より周波数変化率が出力される。変化率過大判定器45は前記周波数変化率が予め定められた判定値を超えたかどうかを判定する。タイマー46は前記変化率過大判定器45にて判定値を超えた状態が所定時間継続すると単独運転と判定し、異常信号V31を故障トリップ回路13へ出力する。
以上述べたように、本実施の形態による発電装置の系統連系保護装置では、常用発電装置の交流電圧信号を検出し、電圧変動の影響と高調波を除去して正確な周波数を検出し、周波数変化率(df/dt)を演算し、周波数変化率が正の場合には同期発電機10の電圧を下げ方向に変化させ、周波数変化率が負の場合には同期発電機10の電圧を上げ方向に変化させるようにしており、発電機の周波数が大きく変化した状態が所定時間継続した場合に単独運転と判定するようにしているので、前述した従来のように高価な転送遮断装置8を設けることなく、系統連系中の常用発電装置の単独運転を常用発電装置側で確実にかつ容易に検出して同期発電機10を解列し保護することが可能となる。
Claims (3)
- 自動電圧調整器によって出力電圧が調整される発電機を備え、遮断器を介して交流電力系統と逆潮流ありで連系される常用発電装置の系統連系保護装置において、
前記交流電力系統の三相交流電圧の瞬時値である、交流電圧信号を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段によって検出された三相交流電圧の瞬時値に基づいて交流電圧信号の実効値を演算する実効値演算回路と、
前記電圧検出手段によって検出された交流電圧信号を、前記実効値演算回路によって演算された実効値で除算した信号に基づき周波数を検出する周波数検出手段と、
前記周波数検出手段によって検出された周波数の変化率を検出する周波数変化率演算器と、
前記周波数変化率演算器によって検出された周波数変化率が正である場合は前記発電機の出力電圧を低下させ、前記周波数変化率が負である場合は前記発電機の出力電圧を上昇させる電圧揺動信号を前記発電機の自動電圧調整器に出力させる電圧揺動信号演算器と、
前記周波数変化率演算器によって検出された周波数変化率が所定値を超えた場合に前記遮断器を開放して前記交流電力系統から前記発電機を解列させる保護手段と、
を具備したことを特徴とする常用発電装置の系統連系保護装置。 - 自動電圧調整器によって出力電圧が調整される発電機を備え、遮断器を介して交流電力系統と逆潮流ありで連系される常用発電装置の系統連系保護装置において、
前記交流電力系統の三相交流電圧の瞬時値である、交流電圧信号を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段によって検出された三相交流電圧の瞬時値に基づいて交流電圧信号の平均値を演算する平均値演算回路と、
前記電圧検出手段によって検出された交流電圧信号を、前記平均値演算回路によって演算された平均値で除算した信号に基づき周波数を検出する周波数検出手段と、
前記周波数検出手段によって検出された周波数の変化率を検出する周波数変化率演算器と、
前記周波数変化率演算器によって検出された周波数変化率が正である場合は前記発電機の出力電圧を低下させ、前記周波数変化率が負である場合は前記発電機の出力電圧を上昇させる電圧揺動信号を前記発電機の自動電圧調整器に出力させる電圧揺動信号演算器と、
前記周波数変化率演算器によって検出された周波数変化率が所定値を超えた場合に前記遮断器を開放して前記交流電力系統から前記発電機を解列させる保護手段と、
を具備したことを特徴とする常用発電装置の系統連系保護装置。 - 前記周波数変化率演算器によって検出された周波数変化率が所定値を超えた状態が所定時間継続した場合に前記遮断器を開放する手段を更に具備したことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の常用発電装置の系統連系保護装置。
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JP2004068891A JP4202954B2 (ja) | 2004-03-11 | 2004-03-11 | 常用発電装置の系統連系保護装置 |
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