JPH03261400A

JPH03261400A - 発電機の制御装置

Info

Publication number: JPH03261400A
Application number: JP2058095A
Authority: JP
Inventors: Yukari Osawa; 大澤　ゆかり; Hitoshi Murakami; 村上　均
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-03-12
Filing date: 1990-03-12
Publication date: 1991-11-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的コ（産業上の利用分野）本発明は発電機の回転数と端子電圧とを目標値に制御す
る発電機の制御装置に関するものである。（従来の技術
）一般に発電機の制御装置としては、発電機を跣動する原
動機、例えば水車や蒸気タービン等の回転速度を制御す
る調速制御装置と、発電機の端子電圧を制御する励磁制
御装置とから成る。

第４図は、水車発電機の従来の制御装置を示すものであ
り、水車１の回転数Ｎは速度検出部３で検出され、速度
制御部４に入力される。速度制御部４は回転数Ｎが定格
回転数〜Ｒを維持するように制御するものであり、水車
１のガイドベーン開度を調節するものである。

一方、発電機２の端子電圧Ｖは計器用変圧器８を介して
電圧検出部５で検出され、比較部９にて電圧設定部７に
設定された目標値ＶＲと比較される。すなわち、比較部
９で端子電圧Ｖとその目標値ＶＲとの偏差が求められ、
電圧調整部６はこの偏差が零となるように発電機の界磁
電圧を制御する。

このようにして、水車１の回転数Ｎは定格回転数ＮＲに
制御され、また発電機２の端子電圧Ｖはその目標値（定
格電圧）ＶＲに制御される。

（発明が解決しようとする課題）ところが、このような制御装置では、発電機の端子電圧
Ｖと原動機の回転数とはそれぞれ独立に制御されるので
、外乱が発生した場合、電力系統に連系するための主変
圧器が過励磁により損傷することがある。すなわち、原
動機の慣性は発電機の時定数よりも非常に大きいため、
外乱に対する制御応答は相対的に回転数Ｎの変化は遅く
、端子電圧の変化は早くなる。したがって、発電機の端
子電圧Ｖと周波数ｆとの比Ｖ／ｆが定格値を超え、主変
圧器が過励磁となってしまう。ここで、周波数ｆは回転
数Ｎと等価であるから、Ｖ／ｆは端子電圧Ｖと回転数Ｎ
との比で示される。

第５図は外乱が発生した場合、すなわち負荷遮断時の動
作を示す波形図である。時刻ｔｉにて発電機１の出力負
荷が遮断器によって遮断されると、回転数Ｎと端子電圧
Ｖとは直ちに上昇するが、端子電圧■は電圧調整部６の
動作によって数秒のうちに負荷遮断前の値に戻される。

一方、回転数Ｎは端子電圧Ｖの変化よりも非常に遅く時
刻ｔ２にて、負荷遮断前の値に戻るが、速度制御部４の
行き過ぎによりさらに低下し、時刻ｔ、にて再度負荷遮
断前の値に戻り、その後ゆるやかに整定する。この場合
、端子電圧Ｖと周波数ｆとの比Ｖ／ｆの変化は図示のと
おりであり、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間は、Ｖ／ｆが負
荷遮断前、すなわち定格値よりも上昇してしまう。

本発明は１発電機の回転数低下時においてもＶ／ｆの値
が設定値を超えないように制限し、主変圧器の過励磁を
防ぐことのできる信頼性の高い発電機の制御装置を提供
することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は発電機を開動する原動機の回転数を一定に制御
する速度制御部と、発電機の端子電圧とその目標値との
偏差に基づいて発電機の端子電圧がその目標値になるよ
うに制御する電圧調整部と、発電機の端子電圧と原動機
の回転数に相当する信号との比が所定の設定値を超えた
ときその超過量に相当する補正信号を前記電圧調整部に
印加する演算部とを備えている。

（作用）外乱により原動機の速度が低下しても、演算部によりｒ
Ｖ／ｆＪ値の所定の設定値に対する超過量を算出してそ
の値を電圧調整部に入力することによって、端子電圧の
値を減らし、ｒＶ／ｆＪの値が所定の設定値以上に増加
することを防ぐことができる。これにより、主変圧器の
過励磁を防止する。

（実施例）以下、本発明の一実施例を説明する。第１図は本発明に
おける発電機の制御装置の一実施例を示すブロック図で
ある。同図において、第４図で説明した従来の発電機の
制御装置と同一部分については同一の符号を付して、そ
の説明は省略する。

演算部９は、端子電圧Ｖの目標値ＶＲと回転数Ｎとによ
りＶ／ｆの値が所定の設定値を超えないような補正信号
Ｆを算出するものであり、その補正信号Ｆは比較部１０
に入力され、電圧調整部６への制御指令（ＶＲ−Ｖ）に
補正が加えられる。

第２図は演算部９の詳細を示すブロック図である。

演算部９の除算部１１は、端子電圧の目標値ＶＲと回転
数ＮとからＶｌｌ／Ｎを求める。このνＲ／Ｎは回転数
Ｎが発電機２の周波数ｆと等価であることから、端子電
圧■がその目標値ＶＲとなっている状態での補正を加え
ない場合のＶ／ｆの値を示すことになる。ここで得られ
たＶＲ／Ｎは所定の設定値Ｉと比較部１２で比較され、
その差分が求められる。その差分は下限リミッタ１３を
通して補正信号Ｆとして出力される。ここで、下限リミ
ッタ１３は差分が正のときはその値を補正信号Ｆとして
出力し、負であるとｄは零の補正信号Ｆを出力する。

第３図は本発明の制御装置の動作を示す特性図であり、
いま時点ｔ□で負荷しゃ断が発生したとすると、演算部
９の除算部１１で算出されたＶＲ／Ｎは時点ｔ工と時点
ｔ２の間においては、ＶＲは一定であり、回転数Ｎは上
昇するから、その値はホさくなる。

したがって、演算部９の比較部１２の出力は負となり、
下限リミッタ１３からの補正信号Ｆは零となる。

つまり、電圧調整部６への補正信号Ｆは零であるから、
電圧調整部６は制御指令（ＶＲ−Ｖ）により動作するこ
とになり、従来と同様な動作となる。

次に、時点ｔよと時点ｔ、との間においては、回転数Ｎ
が下降するから、ＶＲ／Ｎはその値が大きくなる。

そして、ＶＲ／Ｎが所定の設定値Ｔを超えると、その差
分が補正信号Ｆとして出力されることになるので、電圧
調整部６は制御指令（ＶＲ−Ｖ−Ｆ）で動作することに
なり、第３図に示すように、端子電圧Ｖは一旦その目標
値ＶＲに収束していたものが回転数Ｎの変動に合わせて
変動するように制御される。したがって、Ｖ／ｆは第３
図に示すように所定の設定値に抑制されることになる。

これにより、主変圧器の過励磁防止できる。

なお、上記実施例では、端子電圧の目標値ＶＲと回転数
Ｎとから補正信号Ｆを得るようにしているが、回転数Ｎ
の代わりに周波数ｆを用いてもよい。

［発明の効果］以上述べたように、本発明によれば、負荷しゃ断等の外
乱によって回転数が低下した場合においても、Ｖ／ｆの
値を設定値を超えないようにするので、主変圧器の過励
磁を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を表す構成図、第２図は本発
明の演算部の詳細を示す構成図、第３図は本発明の動作
を示す特性図、第４図は従来の発電機の制御装置の構成
図、第５図は従来の動作を示す構成図である。１・・・水車、２・・・発電機、３・・・速度検出部、
４・・・速度制御部、５・・・電圧検出部、６・・・電
圧調整部、７・・・電圧設定部、８・・・計器用変圧器
、９・・・演算部、１０・・・比較部、１１・・・除算
部、１２・・・比較部、１３・・・下限リミッタ。

Claims

【特許請求の範囲】

発電機を駆動する原動機の回転数を一定に制御する速度
制御部と、前記発電機の端子電圧とその目標値との偏差
に基づいて前記発電機の端子電圧がその目標値になるよ
うに制御する電圧調整部と、前記発電機の端子電圧と前
記原動機の回転数に相当する信号との比が所定の設定値
を超えたときその超過量に相当する補正信号を前記電圧
調整部に印加する演算部とを備えたことを特徴とする発
電機の制御装置。