JP5038876B2

JP5038876B2 - 可搬式発電機の起動方法

Info

Publication number: JP5038876B2
Application number: JP2007327133A
Authority: JP
Inventors: 俊和渡辺
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2007-12-19
Filing date: 2007-12-19
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2027-12-19
Also published as: JP2009153258A

Description

本発明は、可搬式発電機の起動方法に関し、詳しくは、自動並列運転制御装置を備えた複数の可搬式発電機を並列接続して同一の負荷に給電するときの可搬式発電機の起動方法に関する。

エンジンで発電機を駆動して発電する可搬式発電機は、工事現場での電源として多く用いられている。負荷変動が大きな工事現場では、工事期間中の最大負荷に対応した発電能力を有する大型の可搬式発電機を使用すると、使用電力の変化が大きいことや可搬式発電機の運搬上の観点から、通常は、中型あるいは小型の可搬式発電機を複数台設置して必要に応じて並列運転させるようにしている。

複数の可搬式発電機を並列運転する際には、２番目以降に起動する発電機の電圧、周波数、位相を、先に送電している発電機と合致させなければならないため、可搬式発電機の運転を制御するためのコントローラーには、従来から自動並列運転制御装置が組み込まれており、前記電圧などが合致したときに遮断器を投入して送電を開始するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。このような自動並列運転制御装置を可搬式発電機に組み込むことにより、発電機の台数にかかわらず、短時間で全発電機を同期投入することができるため、負荷容量の制限を受けずに自由な容量の発電機を選定することができ、発電装置の構成の自由度を増すことが可能になる。
実公昭６３−４９０７９号公報

一般に、複数の可搬式発電機を並列運転する場合は、最初に起動する可搬式発電機を先行機として指定するとともに、２番目以降に起動する可搬式発電機を追従機に指定し、必要に応じて２番目以降の起動優先順位も指定している。２番目以降に起動する追従機については、前記自動並列運転制御装置によって母線の電圧や位相などの状態に応じた同期運転が自動的に行われるが、１番最初に起動する先行機については、起動する際に自機の状態や他機の状態を操作員が確認してからエンジンを始動するようにしている。

しかし、停止している追従機の中に遮断器が投入されている可搬式発電機が存在した場合、先行機のエンジンを起動して遮断器が投入され、母線への送電が開始されたときに、遮断器が投入されている追従機に母線から電流が逆流し、発電機に大きなダメージを与えてしまう。また、先行機以外の追従機が手動で運転され、母線に給電している状態で先行機を起動して遮断器を投入すると、電圧や位相が異なった電流同士が母線に流れるため、発電機やエンジンにダメージを与えてしまう。

そこで本発明は、複数の可搬式発電機を並列運転する際の可搬式発電機の起動、特に先行機の起動を安全に行うことができる可搬式発電機の起動方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の可搬式発電機の起動方法は、エンジンで発電機を駆動する可搬式発電機を複数台並列に接続して同一の負荷に給電する自動並列運転制御装置を備えた可搬式発電機の起動方法において、最初の起動する先行機として指定された可搬式発電機を起動する際に、並列接続された各可搬式発電機から前記負荷に電力を供給する母線の電圧を検出する段階と、先行機に並列接続された他の可搬式発電機と前記母線との間に設けられている遮断器の投入状態を検出する段階とを有し、前記母線の電圧を検出せず、かつ、前記他の可搬式発電機の前記遮断器が投入されていることを検出したときには、先行機のエンジンを始動不可又は先行機の遮断器を投入不可とすることを特徴としている。

さらに、本発明の可搬式発電機の起動方法は、前記遮断器の投入状態の検出を、複数台並列に接続された各可搬式発電機間に設けられている自動並列運転制御装置を相互に接続する伝送経路から他の可搬式発電機の遮断器の投入状態を検出する第１検出手段と、各可搬式発電機の遮断器に、該遮断器の開閉に伴って開閉する補助接点を設けるとともに各補助接点間をワイヤードＯＲ接続して他の可搬式発電機の遮断器の投入状態を検出する第２検出手段とにより行うことを特徴としている。

本発明の可搬式発電機の起動方法によれば、可搬式発電機、特に先行機を起動する際に、母線の電圧が検出されない状態で、他機の１台でも遮断器が投入されていることを検出したときには、エンジンの始動を不可としたり、遮断器の投入を不可としたりすることによって可搬式発電機の起動を中止し、母線への送電が行われないようにするので、母線を伝わって他機あるいは自機に電力が逆流して発電機やエンジンが損傷することを防止できる。特に、遮断器投入状態の検出を２系統で行うことによって、より確実に可搬式発電機の起動時の保護を図れるとともに、自動並列運転制御装置又は発電装置の故障によって１系統が検出不可の状態になっても、他の可搬式発電機の遮断器の投入状態を確実に検出することができる。

図１は可搬式発電機を起動するときの一動作例を示すフローチャート、図２は可搬式発電機に組み込んだ遮断器投入状態検出手段の一例を示す回路図、図３は複数の可搬式発電機を並列接続した状態を示す説明図である。

まず、図３に示すように、複数台を並列に接続して同一の負荷に送電するための可搬式発電機１０，２０，３０には、一般に、発電機Ｇを駆動するエンジンＥｎｇと、発電機Ｇと出力端子１０ａ，２０ａ，３０ａとの間に設けられた遮断器１１，２１，３１と、自動並列運転制御装置及び通信回路を備えたコントロールパネル１２，２２，３２とが設けられており、各出力端子１０ａ，２０ａ，３０ａに接続した母線４１を介して同一の負荷４２に電力を供給するとともに、各コントロールパネルの通信回路に接続した通信ケーブル４３を介して各可搬式発電機１０，２０，３０における電力、異常の有無、遮断器の状態などのデータの双方向通信を行っている。

各コントロールパネル１２，２２，３２には、図２に示すような遮断器投入状態検出手段１３，２３，３３が組み込まれている。この遮断器投入状態検出手段１３，２３，３３は、前記コントロールパネルに設けられている先行機指定スイッチ１４，２４，３４の投入状態を検出した先行機指定情報Ａ、前記通信ケーブル４３を介して通信回路で受信した他機の開閉器の投入状態を含む各種の通信情報Ｂが入力される。

さらに、自機の開閉器の開閉に伴って開閉する一対の補助接点１５ａ，１５ｂ，２５ａ，２５ｂ，３５ａ，３５ｂが設けられており、一方の補助接点１５ａ，２５ａ，３５ａからは、自機の遮断器の投入状態を検出した自機遮断器情報Ｃが入力される。また、他方の補助接点１５ｂ，２５ｂ，３５ｂは、接続線４４，４４ａ，４４ｂ，４４ｃによって他機の補助接点同士とワイヤードＯＲ接続されており、いずれか一つでも遮断器が投入されて閉じているときには、該遮断器に対応した補助接点が閉じて接続線４４が接地状態（電圧０Ｖ）になることにより、少なくとも一つの遮断器が投入状態であることを検出した他機遮断器情報Ｄが入力される。

なお、先行機指定スイッチ１４，２４，３４は、通信回路による通信によっていずれか１台の可搬式発電機の先行機指定スイッチのみが投入可能に制御されており、先行機指定スイッチが投入された可搬式発電機が先行機に指定され、他の可搬式発電機は追従機となる。また、追従機となった可搬式発電機は、別のスイッチによって任意に起動順序を指定することができるように形成されている。

複数の可搬式発電機を全機運転する際の一般的な起動操作は、すべての可搬式発電機の運転スイッチを投入することにより行うことができ、前記自動並列運転制御装置の作動により、先行機に指定された可搬式発電機の電圧があらかじめ設定した電圧に到達して電圧確立状態になったときに先行機の遮断器が投入されて母線４１への送電が始まり、追従機は、母線４１との同期が成立した後に遮断器が投入されて先に運転している可搬式発電機との並列運転が行われる。

この起動操作において、前記遮断器投入状態検出手段１３，２３，３３を組み込んだコントロールパネル１２，２２，３２は、図１に示すように作動して電流の逆流を防止し、起動時の可搬式発電機を保護する。

まず、ステップ１０１でコントロールパネルの運転スイッチをＯＮにすると、ステップ１０２においてコントロールパネル内の母線電圧検出手段によって母線電圧が検出される。ステップ１０２で検出した母線電圧が無い（０Ｖ）ときにはステップ１０３に進み、自機が先行機に指定されているか否かを判定する。ステップ１０３で自機が先行機に指定されていると判断したときには（Ｙ）、ステップ１０４に進み、前記通信ケーブル４３を介して通信回路が他機と通信を行い、各可搬式発電機における遮断器の投入状態を通信により確認する。

ステップ１０５で他機の遮断器が投入されていないと判断したときには（Ｎ）、続いてステップ１０６に進み、接続線によりワイヤードＯＲ接続された前記補助接点１５ｂ，２５ｂ，３５ｂの開閉状態を確認する。ステップ１０７で各補助接点１５ｂ，２５ｂ，３５ｂが閉じていないこと、すなわち、他機の遮断器がすべて投入されていない「真（１）」の状態であると判断したら（Ｎ）、ステップ１０８に進み、通信回路から他の可搬式発電機のエンジン始動禁止指令を発信する。

このようにして先行機に指定されていない他の可搬式発電機（追従機）の遮断器がすべて投入されていないことを確認し、さらに、他の可搬式発電機のエンジン始動を禁止した状態でステップ１０９に進み、スタータを作動させてエンジンを始動する。エンジン始動後は、所定の周波数が得られるようにエンジンが回転するとともに、自動電圧調整器（ＡＶＲ）によって発電機の発電電圧が自動的に所定の電圧に調整される。最後に、ステップ１１０で発電機から所定の電圧が出力されて電圧確立状態になったと判断したら（Ｙ）、ステップ１１１に進んで遮断器を投入し、先行機から母線への送電を開始して起動操作を終了する。

また、前記ステップ１０５あるいはステップ１０７で他機の遮断器が投入されていると判断したときには（Ｙ）、ステップ１１２に進み、異常表示を行って起動操作を終了する。さらに、前記ステップ１０３で自機が先行機指定されていないと判断したとき（Ｎ）、あるいは、前記ステップ１０２で母線電圧が有るとき、すなわち、既に他の可搬式発電機から母線に送電されている状態であると判断したときには、ステップ１１３に進み、追従機としての始動条件が成立しているかを判断する。

ステップ１１３において、追従機における始動条件、例えば、自動並列運転を行っている場合で、母線から負荷に供給している電力量があらかじめ設定した追従機起動電力値を超えたとき、あるいは、強制運転スイッチが投入されたとき、のいずれかの条件が成立しているときにはステップ１１４に進み（Ｙ）、エンジンを始動して発電機を起動する。そして、ステップ１１５で電圧確立状態と判断したら（Ｙ）、ステップ１１６に進んで遮断器の同期投入を行い、先に運転している可搬式発電機との並列運転に入り、起動操作を終了する。また、ステップ１１３で追従機における始動条件が成立していないと判断したときは（Ｎ）、そのまま起動操作を終了する。

このように、先行機に指定した可搬式発電機を起動する際に、ステップ１０５及びステップ１０７で他機の遮断器の投入状態を確認し、他機の遮断器のいずれか一つでも投入された状態になっていると判断したときには、ステップ１１２に進んで異常表示して起動操作を停止させるので、先行機の遮断器を投入して母線への送電を開始したときに、遮断器が投入状態となっている他の可搬式発電機への電流の逆流、あるいは、他の可搬式発電機から先行機への電流の逆流を生じることがなく、発電機やエンジンを確実に保護することができる。

さらに、他機の遮断器の投入状態を検出する遮断器投入状態検出手段として、可搬式発電機に設けられている通信回路を使用した第１検出手段と、簡単な回路構成で形成できる補助接点のワイヤードＯＲ接続を使用した第２検出手段との２系統を利用して行うことにより、何らかの原因で一方の系統に異常が発生しても、他方の系統で遮断器の投入状態を確実に検出することができ、先行機を起動する際の逆電力の発生をより確実に防止することができる。

また、図１に示したフローチャートでは、エンジン始動前に他機の遮断器の投入状態を検出し、エンジンの起動を不可とする流れによって可搬式発電機を起動させない例を挙げて説明したが、ステップ１０３とステップ１０８との間のステップ１０４〜１０７をステップ１０９とステップ１１１との間に移動させ、ステップ１０９でエンジンを始動した後に、前記ステップ１０４及びステップ１０５の通信回路を使用したステップと、ステップ１０６及びステップ１０７のワイヤードＯＲ接続を使用したステップとの双方又はいずれか一方を実行し、いずれのステップでも他機の遮断器が投入されていないと判断したときにステップ１１１の遮断器投入を実行し、他機の遮断器が投入されていると判断したときには、ステップ１０５又はステップ１０７からステップ１１１の方向に進まず、ステップ１１２に進んで起動操作を終了するように形成することもできる。この場合、エンジンは始動して発電機が発電している状態になるが、遮断器の投入を不可とすることにより、前記同様に逆電力の発生を防止することができ。

なお、可搬式発電機本体の構造及び構成は特に限定されるものではなく、自動並列運転制御装置を組み込んだコントロールパネルの構成も特に限定されるものではない。

可搬式発電機を起動するときの一動作例を示すフローチャートである。可搬式発電機に組み込んだ遮断器投入状態検出手段の一例を示す回路図である。複数の可搬式発電機を並列接続した状態を示す説明図である。

符号の説明

１０，２０，３０…可搬式発電機、１０ａ，２０ａ，３０ａ…出力端子、１１，２１，３１…遮断器、１２，２２，３２…コントロールパネル、１３，２３，３３…遮断器投入状態検出手段、１４，２４，３４…先行機指定スイッチ、１５ａ，１５ｂ，２５ａ，２５ｂ，３５ａ，３５ｂ…補助接点、４１…母線、４２…負荷、４３…通信ケーブル、４４，４４ａ，４４ｂ，４４ｃ…接続線、Ｅｎｇ…エンジン、Ｇ…発電機

Claims

エンジンで発電機を駆動する可搬式発電機を複数台並列に接続して同一の負荷に給電する自動並列運転制御装置を備えた可搬式発電機の起動方法において、
最初の起動する先行機として指定された可搬式発電機を起動する際に、
並列接続された各可搬式発電機から前記負荷に電力を供給する母線の電圧を検出する段階と、前記先行機に並列接続された他の可搬式発電機と前記母線との間に設けられている遮断器の投入状態を検出する段階とを有し、
前記母線の電圧を検出せず、かつ、前記他の可搬式発電機の前記遮断器が投入されていることを検出したときには、前記先行機のエンジンを始動不可又は前記先行機の遮断器を投入不可とする
ことを特徴とする可搬式発電機の起動方法。
前記遮断器の投入状態の検出は、複数台並列に接続された各可搬式発電機間に設けられている自動並列運転制御装置を相互に接続する伝送経路から前記他の可搬式発電機の遮断器の投入状態を検出する第１検出手段と、各可搬式発電機の遮断器に、該遮断器の開閉に伴って開閉する補助接点を設けるとともに各補助接点間をワイヤードＯＲ接続して前記他の可搬式発電機の遮断器の投入状態を検出する第２検出手段とにより行うことを特徴とする請求項１記載の可搬式発電機の起動方法。