JP4757082B2 - Field current control system - Google Patents
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本発明は界磁電流の制御システムに関し、特に静止型のAVR(Automatic Voltage Regulator)方式の励磁装置に適用して有用なものである。 The present invention relates to a field current control system, and is particularly useful when applied to a static AVR (Automatic Voltage Regulator) type excitation device.
図3は静止型のAVR方式の励磁装置に適用する従来技術に係る界磁電流の制御システムを示すブロック線図である。同図に示すように、発電機1は界磁巻線2に供給する界磁電流で母線3に印加する系統電圧を調整する。このため、検出部4、設定器5、増幅・制御部6及び検出部7からなる制御手段Iを有しており、この制御手段Iで整流装置8の出力電圧を制御することにより前記界磁電流を調整するように構成してある。ここで、整流装置8は母線3に接続された励磁用変圧器9を介して電力を供給される。すなわち、整流装置8は系統電圧である交流電圧を電源とし、これを整流して直流電圧に変換している。
FIG. 3 is a block diagram showing a field current control system according to the prior art applied to a static AVR exciter. As shown in the figure, the
かかる、界磁電流の制御システムは次のように動作する。
1) 検出部4により系統電圧及び電流をPT及びCTを介して検出し、 設定器5へ伝送する。
2) 設定器5には、発電機1の端子電圧(系統電圧)の目標値が設定してあり、検出部4から得られた電圧との差異を検出して、この情報を増幅・制御部6へ伝送する。
3) 検出部7は、電圧計10及び電流計11を介して界磁回路の電圧乃至電流を検出し、この情報を増幅・制御部6へ伝送する。
4) 増幅・制御部6は、設定器5及び検出部7からの情報をもとに,発電機1の端子電圧が目標値となるよう界磁巻線2に供給する励磁電流を制御する指令を整流装置8に伝送する。
5) 整流装置8は励磁用変圧器9を介して系統へつながる交流を整流して直流に変換する。このとき、増幅・制御部6から指令された値の界磁電流が界磁巻線2に供給されるよう制御を行う。
6) 以上の動作により,外乱などによって発電機1の端子電圧が変動した場合でも速やかに目標電圧となるように制御される。
Such a field current control system operates as follows.
1) The system voltage and current are detected by the
2) The
3) The
4) The amplification /
5) The rectifier 8 rectifies the alternating current connected to the system via the
6) By the above operation, even when the terminal voltage of the
発電機の励磁系に対する系統過渡安定度の向上に関する技術としては励磁制御方式の高度化を図るもの(特許文献1)、界磁巻線の改造を目的とするもの(特許文献2)、系統電圧の変動を相殺する制御回路を設けたもの(特許文献3、特許文献4)等が知られている。
Technologies for improving system transient stability with respect to the generator excitation system are to improve the excitation control system (Patent Document 1), to improve the field winding (Patent Document 2), system voltage (
図3に示す界磁電流の制御システムでは系統電圧を電源としている結果、大きな外乱等により系統電圧が変動すると励磁用変圧器9の二次電圧である整流装置8の電源電圧が変動するため、系統電圧の変動が界磁電流を変動させ、過渡安定度を損なう要因となっていた。
In the field current control system shown in FIG. 3, as a result of using the system voltage as a power source, if the system voltage fluctuates due to a large disturbance or the like, the power source voltage of the rectifier 8 that is the secondary voltage of the
ちなみに、現在、多くの発電機で採用されている自励式励磁装置は、一般に発電所母線に接続された整流装置により直流電力を得て励磁装置の電源としているため、励磁制御方式や界磁巻線の方式に関わらず系統電圧の変動が界磁電流を変動させて過渡安定度を損なう要因となってしまう。事実、上述の特許文献3、4は系統電圧の変動の影響を制御回路により抑制する技術であるが、系統を唯一の電源としているため、大きな系統電圧の変動には対応できず、また制御遅れが存在すること等の要因により励磁回路への影響を完全に排除することはできない。
By the way, the self-excited exciter currently used in many generators generally obtains DC power from the rectifier connected to the power plant bus and uses it as a power source for the exciter. Regardless of the line method, fluctuations in the system voltage cause the field current to fluctuate and cause transient stability to be impaired. In fact,
本発明は、上記従来技術に鑑み、系統事故時等に発生する大きな外乱の影響を除去して良好な過渡安定度を得ることができる界磁電流の制御システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a field current control system that can eliminate the influence of a large disturbance that occurs in the event of a system fault or the like and obtain good transient stability.
上記目的を達成する本発明の第1の態様は、
発電機の界磁巻線に界磁電流を供給する整流手段と、
発電機の端子電圧である系統電圧を電源として前記系統電圧が一定になるように前記整流手段を制御する制御手段と、
大きな外乱が検出されたとき切換えられ、前記制御手段の制御により、前記整流手段に代わって前記系統電圧が一定になるように前記界磁巻線に供給する界磁電流を制御する前記発電機の系統から独立した他の電力供給手段とを有するとともに、
前記他の電力供給手段は電力貯蔵手段と電圧調整手段を有しており、通常時には必要に応じ前記整流手段を電源として前記電圧調整手段で前記電力貯蔵手段を充電するとともに、前記切換え後には前記電力貯蔵手段を電源として前記電圧調整手段により前記系統電圧が一定になるように前記界磁巻線に供給する界磁電流を制御するように構成したことを特徴とする界磁電流の制御システムである。
The first aspect of the present invention for achieving the above object is as follows:
Rectifying means for supplying a field current to the field winding of the generator;
Control means for controlling the rectifying means so that the system voltage becomes constant with a system voltage that is a terminal voltage of the generator as a power source;
The generator is switched when a large disturbance is detected, and is controlled by the control means to control the field current supplied to the field winding so that the system voltage becomes constant instead of the rectifying means. With other power supply means independent of the grid ,
The other power supply means has a power storage means and a voltage adjustment means, and normally charges the power storage means with the voltage adjustment means using the rectifying means as a power source as necessary, and after the switching, A field current control system configured to control a field current supplied to the field winding by using the power storage means as a power source so that the system voltage becomes constant by the voltage adjusting means. is there.
上述の如き本発明によれば発電機の界磁電流が系統電圧に影響されなくなるため、より適切な界磁制御が可能となり過渡安定度を向上させることができる。 According to the present invention as described above, the field current of the generator is not affected by the system voltage, so that more appropriate field control is possible and transient stability can be improved.
以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の第1の実施の形態に係る界磁電流の制御システムを示すブロック線図である。同図に示すように、本形態に係る界磁電流の制御システムは図3に示す従来技術に係る界磁電流の制御システムに電力供給手段IIを追加したものである。他の多くの構成は図3に示す界磁電流の制御システムと同様であるので、同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。 FIG. 1 is a block diagram showing a field current control system according to a first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the field current control system according to the present embodiment is obtained by adding power supply means II to the field current control system according to the prior art shown in FIG. Many other configurations are the same as those in the field current control system shown in FIG.
電力供給手段IIは、大きな外乱が検出されたとき切換えられ、整流装置8に代わって系統電圧が一定になるように界磁巻線2に供給する界磁電流を制御する。ここで、電力供給手段IIは、電圧調整装置12と電力貯蔵装置13からなり、発電機1の系統から独立した他の電源を構成している。
The power supply means II is switched when a large disturbance is detected, and controls the field current supplied to the field winding 2 so that the system voltage becomes constant instead of the rectifier 8. Here, the power supply means II includes a
電圧調整装置12は、通常時には必要に応じ(蓄電量が所定値以下になった場合)整流装置8を電源として所定電圧に調整した電力で電力貯蔵装置13の充電を行うとともに、大きな外乱等の発生による異常時には電力貯蔵装置13を電源として母線3の系統電圧が一定になるように界磁巻線2に供給する界磁電流を制御する。ここで、電圧調整装置12及び電力貯蔵装置13の必要な制御は増幅・制御部6の出力信号により行われる。すなわち、前記出力信号により整流装置8と電力貯蔵装置13との切換え乃至電圧調整装置12の出力電圧の調整等が行われる。ここで、増幅・制御部6には検出部4、設定器5を介して系統電圧等、母線3の状態を表す状態信号が供給されており、当該系統の通常状態乃至異常状態を検知し得るように構成してある。
The
なお、通常状態乃至異常状態の検出は本例のものに限定する必要はなく、既知のものも含め特別な制限を課すものではない。 The detection of the normal state or the abnormal state is not necessarily limited to the one in this example, and no special limitation is imposed including a known one.
かかる本形態において通常時には、図3に示す従来技術と全く同様の制御が行われる。 In this embodiment, at the normal time, the same control as in the prior art shown in FIG. 3 is performed.
一方、増幅・制御部6で大きな外乱等による異常状態を検出した場合には、この増幅・制御部6から整流装置8に対して界磁電流の供給を停止する指令を出す。同時に、電源を電力貯蔵装置13に切換える指令を出す一方、電圧調整装置12に対して界磁電流の供給開始を指令するとともにこの場合の界磁電流の値を指定する。
On the other hand, when the amplification /
以後、通常状態に戻るまで、電力貯蔵装置13を電源として電圧調整装置12で母線3の系統電圧が一定になるように界磁巻線2に供給する界磁電流を制御する。さらに詳言すると、外乱等の発生から一定時間経過後、系統電圧が安定したことが確認された場合、通常の状態に戻すため、電圧調整装置12に対して界磁電流の供給を停止する指令を出すとともに、整流装置8に対して界磁電流の供給を開始すること、及びその場合の電流値を指令する。
Thereafter, the field current supplied to the field winding 2 is controlled by the
また、電力貯蔵装置13の蓄電量が、自然放電又は界磁電流の供給で減少した場合、増幅・制御部6は外乱等がないことを確認の上、電圧調整装置12に対して電力貯蔵装置13の充電を開始するよう指令する。同時に、整流装置8に対しては、所定の界磁電流とともに電圧調整装置12に供給する電力の合計を通電するよう指令する。増幅・制御部6は、電力貯蔵装置13に対する所定の充電が完了した時点で電圧調整装置12に対する充電の終了を指令するとともに、整流装置8に対して界磁電流の供給のみを指令する。
Further, when the amount of power stored in the
かかる充電期間において外乱等が発生した場合には直ちに整流装置8による電力の供給を停止し、電力供給手段IIに切換えて電力の供給を行うよう指令する。 If a disturbance or the like occurs during the charging period, the power supply by the rectifier 8 is immediately stopped, and the power supply means II is instructed to supply power.
図2は本発明の第2の実施の形態に係る界磁電流の制御システムを示すブロック線図である。同図に示すように、本形態に係る界磁電流の制御システムは図1に示す第1の実施の形態における電力供給手段IIの構成を変更したものである。そこで、図1に示す界磁電流の制御システムと同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。 FIG. 2 is a block diagram showing a field current control system according to the second embodiment of the present invention. As shown in the figure, the field current control system according to the present embodiment is obtained by changing the configuration of the power supply means II in the first embodiment shown in FIG. Therefore, the same parts as those in the field current control system shown in FIG.
本形態の電力供給手段IIIも大きな外乱が検出されたとき切換えられ、整流装置8に代わって系統電圧が一定になるように界磁巻線2に供給する界磁電流を制御するものであり、発電機1の系統から独立した他の電源を構成している。
The power supply means III of this embodiment is also switched when a large disturbance is detected, and controls the field current supplied to the field winding 2 so that the system voltage becomes constant instead of the rectifier 8. Another power source independent of the system of the
ここで、電力供給手段IIIは電圧調整装置14、電力貯蔵装置15及び外部の電源に接続されている充電装置16からなり、充電装置16で電力貯蔵装置15を充電するとともに、外乱の発生等による前記切換え後には電力貯蔵装置15を電源として電圧調整装置14により母線3の系統電圧が一定になるように界磁巻線2に供給する界磁電流を制御する。すなわち、外部の電源に接続された充電装置16で電力貯蔵装置15の充電電力を得ている点を除き、他の構成は図1に示す第1の実施の形態と同様である。
Here, the power supply means III includes a
これにより充電動作が界磁電流に対する外乱となる虞がなくなるという固有の効果を得ることができるが、その他の作用・効果については第1の実施の形態と同様に考えることができる。 As a result, it is possible to obtain a unique effect that the charging operation is not disturbed by the field current, but other actions and effects can be considered as in the first embodiment.
本発明は電力の供給乃至電力の供給系統の保守等を行う産業分野で利用することができる。 The present invention can be used in an industrial field in which power supply or maintenance of a power supply system is performed.
I 制御手段
II、III 電力供給手段
1 発電機
2 界磁巻線
3 母線
8 整流装置
10 電圧計
11 電流計
12,14 電圧調整装置
13,15 電力貯蔵装置
16 充電装置
I Control means
II, III Electric power supply means 1 Generator 2 Field winding 3 Bus 8
Claims (1)
発電機の端子電圧である系統電圧を電源として前記系統電圧が一定になるように前記整流手段を制御する制御手段と、
大きな外乱が検出されたとき切換えられ、前記制御手段の制御により、前記整流手段に代わって前記系統電圧が一定になるように前記界磁巻線に供給する界磁電流を制御する前記発電機の系統から独立した他の電力供給手段とを有するとともに、
前記他の電力供給手段は電力貯蔵手段と電圧調整手段を有しており、通常時には必要に応じ前記整流手段を電源として前記電圧調整手段で前記電力貯蔵手段を充電するとともに、前記切換え後には前記電力貯蔵手段を電源として前記電圧調整手段により前記系統電圧が一定になるように前記界磁巻線に供給する界磁電流を制御するように構成したことを特徴とする界磁電流の制御システム。 Rectifying means for supplying a field current to the field winding of the generator;
Control means for controlling the rectifying means so that the system voltage becomes constant with a system voltage that is a terminal voltage of the generator as a power source;
The generator is switched when a large disturbance is detected, and is controlled by the control means to control the field current supplied to the field winding so that the system voltage becomes constant instead of the rectifying means. With other power supply means independent of the grid ,
The other power supply means has a power storage means and a voltage adjustment means, and normally charges the power storage means with the voltage adjustment means using the rectifying means as a power source as necessary, and after the switching, A field current control system configured to control a field current supplied to the field winding by using the power storage means as a power source so that the system voltage becomes constant by the voltage adjusting means .
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