JPH0136355B2 - - Google Patents

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JPH0136355B2
JPH0136355B2 JP54149056A JP14905679A JPH0136355B2 JP H0136355 B2 JPH0136355 B2 JP H0136355B2 JP 54149056 A JP54149056 A JP 54149056A JP 14905679 A JP14905679 A JP 14905679A JP H0136355 B2 JPH0136355 B2 JP H0136355B2
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circuit
field current
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voltage
output
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JP54149056A
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JPS5671498A (en
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Tsutomu Yamada
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH0136355B2 publication Critical patent/JPH0136355B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/14Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、発電機等回転機器の励磁制御装置
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an excitation control device for rotating equipment such as a generator.

従来のこの種装置の例を第1図に示す、1は、
界磁コイル2を有する発電機で、その出力側には
計器用変圧器3を介して自動電圧調整装置(以
下、AVRという)4が接続されている。一方、
6は、分流器で界磁電流を検出し絶縁増幅器7で
所定の電圧値に増幅して偏差検出器8に供給す
る。この偏差検出器8は、連続的に通電可能な許
容界磁電流値を設定する定格界磁電流設定器5の
設定値と上記検出値とを比較してその偏差信号を
得、偏差増幅回路9を介して所定のレベルに増幅
した後にAVR4の信号混合部に供給する。AVR
4は、上記発電機の出力と上記偏差信号とを基に
して、界磁電流の値を増減し発電機電圧を一定に
制御する。
An example of a conventional device of this type is shown in FIG.
This generator has a field coil 2, and an automatic voltage regulator (hereinafter referred to as AVR) 4 is connected to the output side of the generator via an instrument transformer 3. on the other hand,
6 detects the field current with a shunt, amplifies it to a predetermined voltage value with an isolation amplifier 7, and supplies it to a deviation detector 8. This deviation detector 8 compares the detected value with the setting value of the rated field current setting device 5 that sets the allowable field current value that can be continuously energized, obtains a deviation signal, and obtains a deviation signal from the deviation amplification circuit 9. After amplifying the signal to a predetermined level via the AVR 4, the signal is supplied to the signal mixing section of the AVR4. AVR
4 controls the generator voltage to be constant by increasing or decreasing the value of the field current based on the output of the generator and the deviation signal.

すなわち、発電機の界磁コイルは、発電機の温
度上昇との関係から最大電流が決められており、
連続通電可能な最大電流を上記界磁電流設定器5
で設定して置き、界磁電流がその値を越すと、分
流器6の検出信号に基いて上記超過電流に比例し
た信号を形成し界磁電流を制限するような極性に
して偏差検出器8からAVR4に供給する。もち
ろん、界磁電流が許容値以下の時は、検出値と設
定値の偏差信号である過励磁制限信号がAVR4
に対して干渉することがないように上記信号混合
部が考慮されている。
In other words, the maximum current of the field coil of the generator is determined based on the relationship with the temperature rise of the generator.
Set the maximum current that can be continuously applied using the field current setting device 5 above.
When the field current exceeds this value, the deviation detector 8 generates a signal proportional to the excess current based on the detection signal of the shunt 6 to limit the field current. Supplied to AVR4 from. Of course, when the field current is below the allowable value, the overexcitation limit signal, which is the deviation signal between the detected value and the set value, is
The signal mixing section is designed so that it does not interfere with the signal.

従つて、AVR4は、通常は発電機電圧が一定
になるように制御するが、界磁電流が許容値以上
になると、過励磁にならないように界磁電流を制
限して発電機の温度上昇を防止して発電機を保護
する。
Therefore, AVR4 normally controls the generator voltage to be constant, but when the field current exceeds the allowable value, it limits the field current to prevent overexcitation and prevents the generator temperature from rising. prevent and protect the generator.

以上のように、従来の励磁制御装置は連続通電
可能な界磁電流に制限するようになつている。従
つて、系統が事故を起してその電圧が低下した時
に、上記AVR4は増磁出力を発生して界磁電流
を増大させ、系統の電圧を回復させねばならない
にも拘らず、上記増磁出力を過渡的に見ると余裕
のある100%界磁電流に制限してしまう欠点があ
つた。
As described above, the conventional excitation control device is designed to limit the field current that can be continuously supplied. Therefore, when an accident occurs in the grid and its voltage drops, the AVR 4 generates a magnetizing output to increase the field current and restore the grid voltage. When looking at the output transiently, it had the drawback of limiting the field current to 100%, which is a comfortable margin.

すなわち、発電機の過励磁許容時間は、第2図
の特性グラフから明かなように界磁電流が大きく
なると短かくなるものの、絶縁の許容温度上昇限
度までは電流を流しても問題はなく、事故になれ
ば母線保護リレー等が動作して一定時限(数秒)
後には事故母線を分離して系統電圧を回復させ
る。そのために、上記系統事故時のような短時間
事故時の間にも連続通電での過励磁制限を掛けて
置くことは必要なく、むしろ系統事故時の電圧制
御特性を打消してまう欠点もあつた。
In other words, although the allowable overexcitation time of the generator becomes shorter as the field current increases, as is clear from the characteristic graph in Figure 2, there is no problem even if the current flows up to the allowable temperature rise limit of the insulation. If an accident occurs, the busbar protection relay etc. will operate for a certain period of time (several seconds).
Later, the faulty busbar will be isolated and grid voltage will be restored. For this reason, it is not necessary to limit overexcitation by continuous energization even during short-time faults such as the above-mentioned system faults, and this has the disadvantage that the voltage control characteristics at the time of system faults are negated.

この発明は、以上のような欠点を除去するため
になされたもので、回転機の界磁電流が連続通電
可能な許容値の100%を超過した場合には上記界
磁電流の大きさに比例した所定の時限に達しない
時間内であれば過励磁制限を掛けないようにする
とともに他方必要な時はAVR4の有する最大値
までフルフオージングさせる。一方、界磁電流の
大きさに反比例した時限に達すれば過励磁制限を
活かして連続通電可能な100%の状態まで制限す
るようにして、系統事故時等の電圧制御機能の安
定度の向上に寄与できるようにするとともに制限
信号を傾斜信号にして供給するようにして発電機
に与えるシヨツクを軽減した回転機の励磁制御装
置を提供することを目的とする。
This invention was made to eliminate the above-mentioned drawbacks, and when the field current of the rotating machine exceeds 100% of the allowable value for continuous energization, the field current is proportional to the magnitude of the field current. If the predetermined time limit is not reached, the overexcitation limit is not applied, and when necessary, the AVR 4 is allowed to fully immerse to the maximum value. On the other hand, when the time limit that is inversely proportional to the magnitude of the field current is reached, the overexcitation limit is used to limit the continuous current to 100%, which improves the stability of the voltage control function in the event of a system fault. It is an object of the present invention to provide an excitation control device for a rotating machine in which the shock applied to a generator is reduced by supplying a limiting signal in the form of a slope signal.

以下、この発明の一実施例を第3図と第4図と
を参照して説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 3 and 4.

先ず、第3図において、1〜9は以上に述べた
従来のものと全く同一である。10は、後述する
積分回路の動作を制御する制御回路となる界磁電
流検出器で、上記許容界磁電流設定回路5の10%
界磁電流(定格)よりも絶縁増幅器7の検出値の
方が大きくなつたことを検出してリレー11を付
勢する。
First, in FIG. 3, numerals 1 to 9 are exactly the same as the conventional ones described above. 10 is a field current detector serving as a control circuit for controlling the operation of an integrating circuit, which will be described later, and is 10% of the allowable field current setting circuit 5.
The relay 11 is energized upon detecting that the detection value of the isolation amplifier 7 has become larger than the field current (rated).

一方、12は、分圧抵抗で、その出力は演算増
幅器13を介してK倍に増幅された後に演算増幅
器14に入力されて二乗される。演算増幅器14
の二乗出力は加算回路18に供給される。
On the other hand, 12 is a voltage dividing resistor, the output of which is amplified by K times via an operational amplifier 13 and then input to an operational amplifier 14 where it is squared. Operational amplifier 14
The squared output of is supplied to the adder circuit 18.

他方、15は絶縁増幅器7を介して供給される
実際の界磁電流に対応した信号を二乗する演算増
幅器で、その出力は減算器16に供給される。減
算器16には、ベース量設定器17で設定された
定格界磁電流の二乗値に等しい電圧が供給されて
いる。そして、減算器16では上記演算増幅器1
5の出力値からベース量設定器17の出力を減算
し、その出力を上記加算回路18に供給する。こ
の減算出力は、次式で示される。
On the other hand, 15 is an operational amplifier that squares a signal corresponding to the actual field current supplied via the isolation amplifier 7, and its output is supplied to the subtracter 16. A voltage equal to the square value of the rated field current set by the base quantity setting device 17 is supplied to the subtracter 16 . Then, in the subtracter 16, the operational amplifier 1
The output of the base amount setter 17 is subtracted from the output value of the step 5, and the output is supplied to the adder circuit 18. This subtraction output is expressed by the following equation.

〔出力〕=I2−1 ……(1) 但し、I:界磁電流 1.0=100%、である。 [Output] = I 2 -1 ... (1) However, I: field current 1.0 = 100%.

加算回路18の出力は、入力抵抗19を介して
演算増幅器21に供給される。演算増幅器21
は、上記入力抵抗19とコンデンサ20とで積分
回路を構成しており、その積分出力を比較器22
に供給する。上記コンデンサ20には、リレー1
1の接点11bが並列に接続されており、積分機
能をコントロールするようになつている。
The output of the adder circuit 18 is supplied to an operational amplifier 21 via an input resistor 19. Operational amplifier 21
The input resistor 19 and the capacitor 20 constitute an integrating circuit, and the integrated output is sent to the comparator 22.
supply to. The capacitor 20 has a relay 1
No. 1 contact 11b is connected in parallel to control the integral function.

比較器22は、他方電圧発生器23の設定電圧
と上記積分出力とを入力して両電圧を比較し、積
分出力の方が大の時にリレー24を付勢するもの
で、これら比較器22、電圧発生器23およびリ
レー24により界磁電流超過検出回路を構成して
いる。
The comparator 22 inputs the set voltage of the other voltage generator 23 and the above-mentioned integral output, compares both voltages, and energizes the relay 24 when the integral output is larger. The voltage generator 23 and the relay 24 constitute a field current excess detection circuit.

次に、第5図は、過励磁制限信号を供給するた
めの回路のシーケンスを示すもので、同図におい
て、71,73,75は、各々並列に接続された
リレーであり、リレー71は上記リレー11が付
勢されるとその接点11aの閉成によつて励磁さ
れ、接点71aの閉成によつて自己保持される。
また、リレー73はリレー24が付勢されるとそ
の接点24aの閉成によつて励磁され、接点73
aの閉成によつて自己保持される。リレー75は
リレー24が付勢されるとその接点24aの閉成
によつて励磁される。72,74,76は各々並
列接続されたタイマであり、タイマ72はリレー
11の接点11aの閉成によつて動作し、所定時
限後にリレー71を非励磁とする。タイマ74は
リレー24の接点24bの復帰によつて動作し、
所定時限後に接点74Tbを開としてリレー73
を非励磁とする。また、タイマ76はリレー24
の接点24aの閉成によつて動作し、所定時限後
(数秒程度)に接点76Tbを開としてリレー75
を非励磁とする。
Next, FIG. 5 shows the sequence of the circuit for supplying the overexcitation limit signal. In the same figure, 71, 73, and 75 are relays connected in parallel, and the relay 71 is the one described above. When the relay 11 is energized, it is energized by closing its contact 11a, and self-maintained by closing its contact 71a.
Further, when the relay 24 is energized, the relay 73 is energized by closing its contact 24a, and the contact 73 is energized.
It is self-maintained by the closure of a. Relay 75 is energized by closing its contact 24a when relay 24 is energized. 72, 74, and 76 are timers connected in parallel, and the timer 72 is operated by closing the contact 11a of the relay 11, and de-energizes the relay 71 after a predetermined time period. The timer 74 is activated by the return of the contact 24b of the relay 24,
After a predetermined time period, contact 74Tb is opened and relay 73 is activated.
is de-energized. Also, the timer 76 is connected to the relay 24
The relay 75 is activated by opening the contact 76Tb after a predetermined time limit (about a few seconds).
is de-energized.

次に上記回路の動作を説明する。先ず、分圧抵
抗12の抵抗値を零(V)とした時は、演算増幅
器14の出力は零(V)となり、この状態でリレ
ー11が付勢されると、接点71bは開放されて
積分回路は動作し始める。
Next, the operation of the above circuit will be explained. First, when the resistance value of the voltage dividing resistor 12 is set to zero (V), the output of the operational amplifier 14 becomes zero (V), and when the relay 11 is energized in this state, the contact 71b is opened and the integration is performed. The circuit starts working.

今、具体的に数値を挿入して考えて見ると、絶
縁増幅器7の出力を100%で1(V)として置き、
界磁電流が150%になつたとすると、演算増幅器
15の入力は1.5(V)となる。この入力(検出
値)は、演算増幅器15で二乗(1.5×1.5)され
て2.25(V)になり、減算器16で減算(2.25−
1.0)されて1.25(V)になる。この減算出力
(1.25V)は、加算回路18で演算増幅器14の
出力と加算される。
Now, if we insert concrete numerical values and think about it, we can set the output of isolation amplifier 7 as 1 (V) at 100%,
If the field current becomes 150%, the input to the operational amplifier 15 will be 1.5 (V). This input (detected value) is squared (1.5 x 1.5) by the operational amplifier 15 to become 2.25 (V), and subtracted by the subtracter 16 (2.25 -
1.0) and becomes 1.25 (V). This subtracted output (1.25V) is added to the output of the operational amplifier 14 in the adder circuit 18.

なお、コンデンサ20と電圧発生器23を調整
して上記1.25(V)の入力で24秒後にリレー24
が動作するようにして見る。その結果、次式のよ
うな発電機1の耐量時限Tを得ることができる。
In addition, after adjusting the capacitor 20 and voltage generator 23 and inputting the above 1.25 (V), the relay 24 will be activated after 24 seconds.
See it working. As a result, the withstand capacity time limit T of the generator 1 can be obtained as shown in the following equation.

T=30/I2−1=30/(1.5)2−1=30/2.25−1 =30/1.25=24(秒) ……(2) 上式の特性を、界磁電流を100〜220%まで変化
させて図示したのが、第4図の〔B〕曲線であ
る。これは第2図のBと同じ特性で発電機が許容
できる時限を示すものである。通常は、この時限
でよいが、界磁電流を制限するのに多少の時間が
必要な場合はこの時限より数秒前に発電機の耐量
時限を検出して界磁電流を絞り込む必要がある。
上記演算回路13,14は、その機能を果すよう
になつている。
T = 30 / I 2 -1 = 30 / (1.5) 2 -1 = 30 / 2.25 - 1 = 30 / 1.25 = 24 (seconds) ... (2) Using the characteristics of the above formula, set the field current to 100 to 220 The curve [B] in FIG. 4 shows the variation up to %. This has the same characteristics as B in FIG. 2 and shows the time limit that the generator can tolerate. Normally, this time limit is sufficient, but if some time is required to limit the field current, it is necessary to detect the withstand capacity time limit of the generator several seconds before this time limit and narrow down the field current.
The arithmetic circuits 13 and 14 are designed to perform their functions.

すなわち、分圧抵抗12の出力1/K(V)は、
演算増幅器13でK倍に増幅され、トータルゲイ
ンで1.0倍とされた後に演算増幅器14で二乗さ
れる。この演算増器14の出力は、減算器16の
出力とともに加算回路18により加算され、第4
図Cのような特性の信号となる。図から分るよう
に以上のようにすると、Bの場合よりも数秒前に
発電機の耐量時限を検出することができる。
That is, the output 1/K (V) of the voltage dividing resistor 12 is
The operational amplifier 13 amplifies the signal K times, the total gain becomes 1.0 times, and then the operational amplifier 14 squares the signal. The output of this operational amplifier 14 is added together with the output of the subtracter 16 by an adder circuit 18, and the fourth
This results in a signal with characteristics as shown in Figure C. As can be seen from the figure, by doing the above, the withstand capacity time limit of the generator can be detected several seconds earlier than in case B.

このことを式で示すと次のようになる。 This can be expressed as follows.

T=30/(I2−1)+(I−1)2 ……(3) 次に分圧抵抗12を2/Kの位置にすると、分
圧抵抗12と演算増幅器13とのトータルゲイン
は、2/K×K=2〔倍〕となり、時限は次式で
示される。
T=30/(I 2 -1) + (I-1) 2 ...(3) Next, if the voltage dividing resistor 12 is set to the 2/K position, the total gain of the voltage dividing resistor 12 and operational amplifier 13 is , 2/K×K=2 [times], and the time limit is expressed by the following equation.

T=30/(I2−1)+〔(I−1)×2〕2 ……(4) この(4)式で、界磁電流を100%〜220%まで変化
させて時限を図示したのが第4図Dで上記Cの場
合よりもさらに数秒前に発電機の耐量時限を検出
できる。
T=30/(I 2 -1) + [(I-1) x 2] 2 ...(4) Using this equation (4), the time limit is illustrated by varying the field current from 100% to 220%. In the case shown in FIG. 4D, the withstand capacity time limit of the generator can be detected several seconds earlier than in case C above.

すなわち、界磁電流が100%を越えない時は、
リレー11が不動作で接点71bが閉となるため
に積分用コンデンサ20は短絡されており、演算
増幅器21の出力は上昇せず、比較器22は動作
しない。
In other words, when the field current does not exceed 100%,
Since the relay 11 is inoperative and the contact 71b is closed, the integrating capacitor 20 is short-circuited, the output of the operational amplifier 21 does not increase, and the comparator 22 does not operate.

したがつて、リレー24は付勢されず、接点2
4aは、開状態を維持するので、第5図に示すリ
レー73,75は非励磁のままで、よつて偏差検
出器8の偏差信号(過励磁制限信号)は偏差増幅
器9に供給されない。接点75bから供給される
偏差信号は極性が逆であるために、過励磁制限信
号とならず、AVR4は制限を受けない。
Therefore, relay 24 is not energized and contact 2
4a remains open, relays 73 and 75 shown in FIG. Since the deviation signal supplied from the contact 75b has the opposite polarity, it does not become an overexcitation limiting signal, and the AVR 4 is not limited.

次に、界磁電流が100%を越えた場合、第4図
のB,C,Dのような時点で過励磁制限信号を
AVR4に供給し界磁電流を制限して発電機を保
護する。
Next, if the field current exceeds 100%, the overexcitation limit signal is activated at points B, C, and D in Figure 4.
It is supplied to AVR4 to limit the field current and protect the generator.

リレー71は上記リレー11が付勢されるとそ
の接点11aの閉成によつて励磁され、次いで、
接点71aの閉成によつて自己保持される。
When the relay 11 is energized, the relay 71 is energized by closing its contact 11a, and then,
It is self-retained by closing the contact 71a.

一方、リレー11が不動作となつて接点71b
が閉となると、タイマー72が動作を開始し、一
定の時限後に接点72Tbが開となつてリレー7
1は不動作となる。すなわち、リレー71は、リ
レー11が動作するとともに動作し、リレー11
が不動作となつてから一定時限後に閉となる。タ
イマー72は、数十秒〜数分程度の時限に設定す
るために界磁電流を定格100%より下に制限した
直後に再度増磁信号が入つてもリレー71は自己
保持されていて、積分回路の出力は、零にリセツ
トされていないから、すぐにリレー24が動作し
て接点73aおよび75aが閉となるので即時に
過励磁制限を始める。
On the other hand, the relay 11 becomes inoperable and the contact 71b
When closed, the timer 72 starts operating, and after a certain period of time, the contact 72Tb opens and the relay 7
1 is inactive. That is, the relay 71 operates when the relay 11 operates, and the relay 71 operates when the relay 11 operates.
It closes after a certain period of time after becoming inoperable. The timer 72 limits the field current to below 100% of the rated value in order to set a time limit of several tens of seconds to several minutes, and even if the magnetizing signal is input again, the relay 71 is self-held and the integral Since the output of the circuit has not been reset to zero, the relay 24 is activated immediately and contacts 73a and 75a are closed, so that overexcitation limitation begins immediately.

したがつて、短時間過励磁が繰り返し入つて来
た場合、第1回目はフルフオージングさせるが、
第2回目以降は発電機の温度上昇が限界点付近に
あるので、フルフオージングは止めて直に制限を
かけて発電機を保護する。
Therefore, if short-term overexcitation occurs repeatedly, full phasing is performed the first time, but
From the second time onwards, the generator's temperature rise is close to the limit, so full fusion is stopped and a limit is applied directly to protect the generator.

発電機電圧検出リレー33は、発電機の発生電
圧が通常運転範囲であるかどうかを検出するもの
であり、通常運転範囲とは発電機定格電圧の+5
%〜−5%の間にあることを意味する。検出リレ
ー33は、その動作点を設定器34で細かく設定
できるようになつており、例えば+5%以上で動
作するように設定される。
The generator voltage detection relay 33 detects whether the voltage generated by the generator is within the normal operating range, and the normal operating range is +5
% to -5%. The operating point of the detection relay 33 can be set in detail using a setting device 34, and is set to operate at +5% or more, for example.

発電機電圧が+5%以上で界磁電流が許容値以
上の場合は、リレー33の接点33aが閉とな
り、接点33bが開となるので、偏差検出器8よ
りの偏差信号を過励磁制限信号として偏差増幅回
路9を介して上記AVR4に供給する。
When the generator voltage is +5% or more and the field current is more than the allowable value, the contact 33a of the relay 33 is closed and the contact 33b is open, so the deviation signal from the deviation detector 8 is used as the overexcitation limit signal. The signal is supplied to the AVR 4 via the deviation amplification circuit 9.

なお、発電機電圧検出リレー33は、交直変換
器31を介して検出した発電機電圧を比較回路3
2で電圧設定器34で設定された基準電圧と比較
して、上記検出値が上記基準値を越えた時に付勢
される構成である。
Note that the generator voltage detection relay 33 outputs the generator voltage detected via the AC/DC converter 31 to the comparison circuit 3.
2, the detection value is compared with the reference voltage set by the voltage setting device 34, and is activated when the detected value exceeds the reference value.

次に、発電機電圧が通常運転範囲で系統電圧が
低下した場合、フルフオージングして界磁電流が
許容値を越えるが、この時には発電機電圧検出リ
レー33は不動作で、上述のようにリレー11が
動作して、その後第4図のような時限の後にリレ
ー24が動作して過励磁制限を開始する。
Next, when the generator voltage is in the normal operating range and the grid voltage drops, full fusion occurs and the field current exceeds the allowable value, but at this time the generator voltage detection relay 33 is inactive and as described above. Relay 11 is activated, and after a time limit as shown in FIG. 4, relay 24 is activated to start overexcitation limiting.

すなわち、演算増幅器47は傾斜信号発生回路
を形成している。この傾斜信号発生回路である演
算増幅器47は入力抵抗46およびコンデンサ4
8とともに積分回路を構成している。コンデンサ
48には、上記リレー73の接点73b、リレー
33の接点33aが並列に接続されている。演算
増幅器47には、演算増幅器44の出力を分圧抵
抗45で分圧して入力する。43は、演算増幅器
44のフイードバツク抵抗、41,42は、各々
入力抵抗である。
That is, the operational amplifier 47 forms a slope signal generation circuit. The operational amplifier 47, which is this slope signal generating circuit, has an input resistor 46 and a capacitor 4.
Together with 8, it constitutes an integrating circuit. A contact 73b of the relay 73 and a contact 33a of the relay 33 are connected in parallel to the capacitor 48. The output of the operational amplifier 44 is divided by a voltage dividing resistor 45 and input to the operational amplifier 47 . 43 is a feedback resistor of the operational amplifier 44, and 41 and 42 are input resistors, respectively.

演算増幅器44は、ゲインを非常に高くとつて
あるので出力は飽和している。したがつて、分圧
抵抗45の分圧点を高くすると、コンデンサ48
は速く充電されるので積分速度は速くなる。ま
た、分圧点を低下くすると、積分速度は遅くな
る。したがつて、分圧抵抗45によつて傾斜信号
の傾斜角が設定される。演算増幅器47は、接点
33b,75aを介して偏差増幅器9に接続され
ている。演算増幅器47の傾斜信号出力は、演算
増幅器51を介して極性変換され、入力抵抗41
から演算増幅器44にフイードバツクされる。4
9は、その入力抵抗、50はそのフイードバツク
抵抗である。
The operational amplifier 44 has a very high gain, so its output is saturated. Therefore, if the voltage dividing point of the voltage dividing resistor 45 is raised, the capacitor 48
is charged quickly, so the integration speed becomes faster. Furthermore, when the partial pressure point is lowered, the integration speed becomes slower. Therefore, the voltage dividing resistor 45 sets the slope angle of the slope signal. Operational amplifier 47 is connected to deviation amplifier 9 via contacts 33b and 75a. The polarity of the slope signal output from the operational amplifier 47 is converted through the operational amplifier 51, and the input resistor 41
The signal is fed back to the operational amplifier 44. 4
9 is its input resistance, and 50 is its feedback resistance.

また、交直変換器31を介して検出された発電
機電圧は所定の電圧設定器34で設定された設定
値と比較器32で比較され、検出値が設定値以上
の時に発電機電圧検出リレー33を動作させる。
Further, the generator voltage detected via the AC/DC converter 31 is compared with a set value set by a predetermined voltage setting device 34 by a comparator 32, and when the detected value is equal to or higher than the set value, a generator voltage detection relay 33 make it work.

しかるに、リレー24が動作するまでは、接点
73bが閉でコンデンサ48を短絡しているの
で、積分回路の出力は零で接点75aは開であ
り、過励磁制限信号は接点75b、偏差増幅器9
を介してAVR4の信号混合部に供給される。
AVR4の信号混合部は、供給される信号の極性
が反対であることを判断したときは過励磁制限機
能を除去する優先順位特性となつて供給信号をロ
ツクする。
However, until the relay 24 operates, the contact 73b is closed and the capacitor 48 is short-circuited, so the output of the integrating circuit is zero and the contact 75a is open, and the overexcitation limit signal is sent to the contact 75b and the deviation amplifier 9.
The signal is supplied to the signal mixing section of the AVR 4 via.
When the signal mixer of the AVR 4 determines that the polarity of the supplied signal is opposite, it locks the supplied signal with a priority characteristic that removes the overexcitation limiting function.

次に、リレー24が動作すると、接点73bが
開となり接点75aが閉となるので、積分回路は
積分動作を始める。そして、傾斜信号発生回路よ
りの傾斜信号が除々にAVR4に供給されること
になり、発電機に与えるシヨツクは軽減される。
Next, when the relay 24 operates, the contact 73b is opened and the contact 75a is closed, so that the integrating circuit starts an integrating operation. Then, the slope signal from the slope signal generation circuit is gradually supplied to the AVR 4, and the shock applied to the generator is reduced.

そして、一定時限後にタイマ76がその接点7
6Tbを開とし、リレー75を非励磁とするので、
接点75aは開となり、積分回路は切り離される
ことになる。このため、過励磁制限信号は接点7
5bから偏差増幅器9を介してAVR4に供給さ
れることになり、制御遅れは発生しない。
Then, after a certain period of time, the timer 76 activates the contact 7.
6Tb is opened and relay 75 is de-energized, so
Contact 75a is opened and the integrating circuit is disconnected. Therefore, the overexcitation limit signal is applied to contact 7.
5b to the AVR 4 via the deviation amplifier 9, and no control delay occurs.

なお、以上の実施例では励磁機のないもので説
明したが、例えば直流励磁機、ブラシレス励磁機
を使用した励磁装置でも同様の効果を奏する。ま
た、発電機は、例えば同期調相機等の他の回転機
であつてもよい。
Although the above embodiments have been described using an excitation device without an exciter, similar effects can be achieved with an excitation device using, for example, a DC exciter or a brushless exciter. Further, the generator may be another rotating machine such as a synchronous phase modifier.

以上のようにこの発明によると、界磁電流の大
きさに反比例して通電時限を定めその間は過励磁
状態を許容するようにしたので、回転機の能力の
限界まで系統の電圧回復に寄与することができる
とともに回転機の能力の限界寸前または過負荷耐
量より所定時間前に過励磁制限信号を傾斜状態に
して除々に供給できるようにして回転機にシヨツ
クを与えることなく、かつ界磁電流を制限するの
に多少の時間を要しても過励磁耐量より確実に前
に回転機を保護することができる。
As described above, according to this invention, the energization time is set in inverse proportion to the magnitude of the field current, and an overexcited state is allowed during that time, which contributes to the voltage recovery of the system up to the limit of the rotating machine's capacity. At the same time, the overexcitation limit signal can be gradually supplied in a ramped state just before the limit of the rotating machine's capacity or a predetermined time before the overload capacity, thereby reducing the field current without giving a shock to the rotating machine. Even if it takes some time to limit, the rotating machine can be reliably protected before the overexcitation tolerance is exceeded.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、従来のブロツク図、第2図は、発電
機の特性図、第3図は、この発明の一実施例のブ
ロツク図、第4図は、同実施例の動作を説明する
特性図、第5図は、同実施例のシーケンス図であ
る。 1……発電機、4……自動電圧調整装置
(AVR)、5……定格界磁電流設定器、8……偏
差検出器、10……界磁電流検出器、11,2
4,33,71,73,75……リレー、12…
…分圧抵抗、13,14,15,21,47……
演算増幅器、16……減算器、17……ベース量
設定器、18……加算回路、22,32……比較
器、45……入力抵抗、48……コンデンサ。な
お、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
Fig. 1 is a conventional block diagram, Fig. 2 is a characteristic diagram of a generator, Fig. 3 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and Fig. 4 is a characteristic diagram explaining the operation of the same embodiment. 5 are sequence diagrams of the same embodiment. 1... Generator, 4... Automatic voltage regulator (AVR), 5... Rated field current setting device, 8... Deviation detector, 10... Field current detector, 11, 2
4, 33, 71, 73, 75...Relay, 12...
...Divider resistance, 13, 14, 15, 21, 47...
Operational amplifier, 16...subtractor, 17...base amount setter, 18...addition circuit, 22, 32...comparator, 45...input resistance, 48...capacitor. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 回転機の出力電圧に応じてその界磁電流を制
御する自動電圧調整装置と、上記回転機の界磁電
流を検出する界磁電流検出回路と、定格負荷時の
定格界磁電流を設定する定格界磁電流設定回路
と、上記界磁電流検出回路で検出された界磁電流
を二乗する第1の演算回路と、上記定格界磁電流
の二乗に等しい電圧を設定するベース量設定器
と、上記第1の演算回路の演算値から上記ベース
量設定器の設定値を減算する減算器と、上記定格
界磁電流設定回路の設定値と上記界磁電流検出回
路の検出値との偏差を検出する偏差検出器と、こ
の偏差検出器で検出された偏差信号を所定の利得
で増幅する増幅回路と、この増幅回路の出力を二
乗する第2の演算回路と、この第2の演算回路の
演算値と上記減算器の減算値とを加算する加算回
路と、この加算回路の加算値を積分する積分回路
と、上記回転機の界磁電流が上記定格負荷時の定
格界磁電流を越えた時のみ上記積分回路を動作す
る制御回路と、上記積分回路の出力が一定値以上
の時に動作する界磁電流超過検出回路と、上記回
転機の発生電圧が通常運転範囲の上限以上である
か否かを検出する発生電圧検出回路と、この発生
電圧検出回路で通常運転範囲以上の発生電圧を検
出し、かつ界磁電流が許容値以上であることを上
記界磁電流超過検出回路で検出した場合には上記
自動電圧調整装置に即時上記偏差検出信号を過励
磁制限信号として上記自動電圧調整装置に供給す
る過励磁制限信号供給回路と、上記回転機の発生
電圧が通常運転範囲内で界磁電流がその許容値以
上になつた場合には超過偏差分に反比例する時限
内は上記過励磁制限信号を除外し許容時間後に傾
斜した過励磁制限信号を所定時間上記自動電圧調
整装置に供給する傾斜信号発生回路とを備えた回
転機の励磁制御装置。 2 上記増幅回路が、偏差検出信号を所定値に分
圧する分圧抵抗とこの分圧抵抗の分圧値を所定の
ゲイン定数で増幅する演算増幅器とから構成され
た特許請求の範囲第1項に記載の回転機の励磁制
御装置。
[Scope of Claims] 1. An automatic voltage regulator that controls the field current of a rotating machine according to its output voltage, a field current detection circuit that detects the field current of the rotating machine, and a rated voltage at a rated load. a rated field current setting circuit for setting a field current; a first arithmetic circuit for squaring the field current detected by the field current detection circuit; and a first calculation circuit for setting a voltage equal to the square of the rated field current. a base amount setter, a subtracter that subtracts the set value of the base amount setter from the calculated value of the first arithmetic circuit, and detection of the set value of the rated field current setting circuit and the field current detection circuit. a deviation detector that detects a deviation from a value, an amplifier circuit that amplifies the deviation signal detected by the deviation detector with a predetermined gain, a second arithmetic circuit that squares the output of this amplifier circuit, and a second arithmetic circuit that squares the output of this amplifier circuit. an adder circuit that adds the calculated value of the arithmetic circuit No. 2 and the subtracted value of the subtracter; an integrator circuit that integrates the added value of the adder circuit; A control circuit that operates the above-mentioned integrating circuit only when the magnetic current exceeds a field current, a field current excess detection circuit that operates when the output of the above-mentioned integrating circuit exceeds a certain value, and a control circuit that operates the above-mentioned integrating circuit only when the output of the above-mentioned integrating circuit exceeds a certain value, and a control circuit that operates the field current excess detection circuit that operates when the output of the above-mentioned integrating circuit exceeds a certain value. A generated voltage detection circuit that detects whether the generated voltage is above the normal operating range, and a field current excess detection circuit that detects the generated voltage that is above the normal operating range and detects that the field current is above the allowable value. An overexcitation limit signal supply circuit that immediately supplies the deviation detection signal to the automatic voltage regulator as an overexcitation limit signal when the deviation is detected by the circuit; If the field current exceeds the allowable value within the range, the above-mentioned overexcitation limit signal is excluded within a time period inversely proportional to the excess deviation, and after the permissible time, the sloped overexcitation limit signal is output to the above-mentioned automatic voltage regulator for a predetermined period of time. An excitation control device for a rotating machine, comprising a slope signal generation circuit that supplies a gradient signal to a rotating machine. 2. Claim 1, wherein the amplification circuit is comprised of a voltage dividing resistor that divides the deviation detection signal into a predetermined value, and an operational amplifier that amplifies the voltage divided value of the voltage dividing resistor with a predetermined gain constant. Excitation control device for the described rotating machine.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5370316A (en) * 1976-12-06 1978-06-22 Hitachi Ltd Generator excess excitation preventing control device
JPS5373314A (en) * 1976-12-10 1978-06-29 Mitsubishi Electric Corp Excessive excitation limitting device

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