JPH0341037B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、同期機の励磁装置が異常状態とな
つたり、故障を生じた場合に、これらの状態を確
実にしかも速やかに検出してバツクアツプの制御
装置に切換える等により、同期機の運転継続の向
上を図ることができる異常検出回路に関するもの
である。

従来、同期機の励磁調整装置の異常状態を検出
した場合に、励磁調整装置の作動を停止させると
共にバツクアツプ装置を作動させて同期機の運転
を継続するようにした異常検出回路が実用化され
ている。すなわち、第１図は従来の同期機励磁調
整装置の異常検出回路を示すものであつて、参照
符号１０は同期機を示し、この同期機１０は交流
励磁機１２を介して励磁されるよう構成されてい
る。また、第１図に示す回路において、励磁用電
源として同期機１０と直結された永久磁石発電機
１４が設けられる。しかるに、この永久磁石発電
機１４の出力を電源とする励磁回路としては、励
磁調整装置１６とバツクアツプ装置１８とが併設
され、励磁調整装置１６が作動する場合は、前記
永久磁石発電機１４の出力をNFB２０、変圧器
２２およびヒユーズ２４を介して接続されるサイ
リスタ２６を制御して交流励磁機１２の励磁コイ
ルを付勢し、またバツクアツプ装置１８が作動す
る場合は、前記永久磁石発電機１４の出力を
NFB２８、変圧器３０およびヒユーズ３２を介
して接続されるサイリスタ３４を制御して交流励
磁機１２の励磁コイルを付勢するように構成され
る。前記励磁調整装置１６とバツクアツプ装置１
８の電源は、前記永久磁石発電機１４の出力を共
通の変圧器３６とNFB３８，４０とを介して接
続される電源装置４２，４４により供給される。
また、前記励磁調整装置１６は、同期機１０の主
回路と１次側ヒユーズ４６および２次側ヒユーズ
４８を介して計器用変圧器５０により接続して励
磁調整信号を得るよう構成する。さらに、バツク
アツプ装置１８は、サイリスタ３４の制御電源ラ
インに変流器５２を介して接続して励磁調整信号
を得るよう構成する。

しかるに、このように構成される励磁回路にお
いて、励磁調整装置１６の異常検出は、サイリス
タ２６に対するヒユーズ２４の溶断、励磁調整装
置１６の電源装置４２側の遮断もしくは計器用変
圧器５０側のヒユーズ４６または４８の遮断によ
り達成され、この時励磁回路はバツクアツプ装置
１８に切換接続され、同期機１０の運転継続が図
られる。しかしながら、この場合、励磁調整装置
１６の内部の異常は検出できず、また励磁調整装
置１６の内部異常検出を行つている場合もそれが
完全なものでないため、励磁調整装置１６内部異
常の場合はバツクアツプ装置１８が設置されてい
るにも拘らず同期機の運転継続ができない難点が
ある。また、励磁調整装置１６の内部は、膨大な
数の半導体や部品で構成されているため、これら
素子の故障を個別に検出することは殆んど不可能
である。

そこで、本発明者は、前述した従来の同期機に
おける励磁回路の問題点を全て克服すべく種々検
討を重ねた結果、励磁調整装置とバツクアツプ装
置とを自動切換可能に接続配置した同期機の励磁
回路において、励磁調整装置の入力信号に変化が
ない場合に励磁調整装置の出力信号が変化したこ
とによつて、励磁調整装置の異常を検出し、この
時所定のタイミングで励磁回路に対して主接続さ
れている励磁調整装置を作動不能とし、バツクア
ツプ装置により励磁回路を構成するよう回路の自
動切換を行うよう構成することにより、前記問題
点を解消し得ることを突き止めた。

従つて、本発明の目的は、励磁調整装置の凡ゆ
る異常発生に際してこれを確実に検出し、バツク
アツプ装置への自動切換を適確に行つて同期機の
継続運転の信頼性を向上することができる同期機
励磁調整装置の異常検出回路を提供するにある。

前記の目的を達成するため、本発明において
は、励磁調整装置に該励磁調整装置の出力に自動
追従するバツクアツプ装置を並設し、励磁調整装
置の異常時にバツクアツプ装置を励磁回路に自動
切換接続して同期機の継続運転を行うよう構成し
た同期機励磁調整装置の異常検出回路において、 励磁調整装置に入力する設定電圧と同期機の出
力電圧とを比較入力して該励磁調整装置の入力に
変化を生じた場合に所要の信号を出力する第１の
コンパレータと、 励磁調整装置から出力される信号を平滑化のた
めのフイルタを介して入力して該励磁調整装置の
出力に変化を生じた場合に所要の信号を出力する
第２のコンパレータと、 前記第１のコンパレータと第２のコンパレータ
の各出力を入力とし、前記第１のコンパレータが
出力動作していないときに第２のコンパレータが
出力動作した際所要の出力信号を発生するAND
回路とを備え、 前記AND回路の出力信号により励磁調整装置
をロツクすると同時にバツクアツプ装置に切換え
る自動切換接続信号を発生する回路を設けること
を特徴とする。

前記の異常検出回路において、第２のコンパレ
ータに同期機の有効電力を加算する回路を接続す
れば好適である。

また、第１のコンパレータに該コンパレータの
出力状態を所定時間保持するためのモノステーブ
ル回路を接続すれば好適である。

次に、本発明に係る同期機励磁調整装置の異常
検出回路の実施例につき添付図面を参照しながら
以下詳細に説明する。

第２図は、本発明回路の一実施例を示すもので
ある。すなわち、第２図において、参照符号６０
は励磁調整装置、６２はバツクアツプ装置、６４
は異常検出装置を示す。しかるに、励磁調整装置
６０は、励磁調整用設定器６６で設定される電圧
信号を入力する比較器６８と、電圧調整器７０
と、比較器７２と、電流調整器７４と、点弧角位
相調整器７６と、サイリスタ７８とから構成さ
れ、前記サイリスタ７８の動作により交流励磁機
８０を励磁して同期機８２を運転するよう構成す
る。この場合、励磁調整装置６０は、交流励磁機
８０の出力信号をフイードバツク回路８４を介し
て比較器７２にフイードバツクし、また、同期機
８２の出力信号を電圧検出器８６を介して比較器
６８にフイードバツクするよう構成する。また、
バツクアツプ装置６２は、バツクアツプ用設定器
８８で設定される電圧信号を入力する比較器９０
と、バツクアツプ回路９２と、サイリスタ９４と
から構成され、前記サイリスタ９４の動作により
交流励磁機８０を励磁して同期機８２を運転する
よう構成する。この場合、バツクアツプ装置６２
は、交流励磁機８０の出力信号をフイードバツク
回路９６を介して比較器９０にフイードバツクす
るよう構成する。さらに、異常検出装置６４は、
前記励磁調整用設定器６６で設定される電圧信号
を入力する比較器９８と、電圧増幅器１００と、
第１のコンパレータ１０２と、NOR回路１０４
と、AND回路１０６と、タイマ１０８とからな
る基本構成からなり、前記励磁調整装置６０また
はバツクアツプ装置６２の出力信号をフイルタ１
１０および第２のコンパレータ１１２を介して前
記AND回路１０６に入力し、さらに同期機８２
の出力信号を比較器９８にフイードバツクするよ
う構成される。

次に、このような構成からなる本実施例回路の
動作につき説明する。

本実施例回路において、異常検出装置６４は励
磁調整装置６０と別の回路により設定および検出
入力が取り込まれ、比較器９８により偏差信号
（励磁調整装置の入力信号に相当）が形成される。
そこで、この偏差信号は、次の電圧増幅器１００
に入力されるが、この電圧増幅器１００のゲイン
および時定数は、励磁調整装置６０の入力から出
力に至るまでのゲインおよび時定数と同じ値に調
整される。また、電圧増幅器１００の出力は、コ
ンパレータ１０２に入力され、このコンパレータ
１０２の出力は励磁調整装置６０の正常動作によ
る出力信号変化に対するロツク信号として使用さ
れる。一方、励磁調整装置６０の最終段出力（サ
イリスタ７８の出力）は、平滑化のためのフイル
タ１１０とコンパレータ１１２とを介してAND
回路１０６に入力して、励磁調整装置６０の出力
の変化を検出する。従つて、AND回路１０６は、
コンパレータ１０２が動作していない（すなわ
ち、励磁調整装置６０の入力に変化がない）とき
に、励磁調整装置６０の出力に変化が生じた場
合、出力信号を発生し、タイマ１０８による若干
の遅延時間後に、励磁調整装置６０をロツクする
と同時にバツクアツプ装置を動作状態にする自動
切換信号を発生する。このようにして、励磁調整
装置６０に異常が生じた場合にも、交流励磁機８
０の界磁電流すなわち同期機８２の界磁電流に殆
んどシヨツクを与えることなくバツクアツプ装置
６２への自動切換が可能となり、同期機８２の運
転継続に関する信頼性は飛躍的に向上する。な
お、バツクアツプ装置６２は、第２図に明示して
いないが、励磁調整装置６０の出力信号に自動追
従している。

前述したように、本発明に係る異常検出回路
は、励磁調整装置６０の入力信号が変化しない場
合に、励磁調整装置６０の出力信号が変化するこ
とを検出して励磁調整装置６０の異常を判別し
て、同期機の継続運転を適確に行うことができ
る。

第３図は、本発明に係る異常検出回路の別の実
施例を示すもので、励磁調整装置６０の出力変化
を検出するために設けた第２のコンパレータ１１
２に対し同期機８２の有効電力を加算するための
同期機有効電力検出器１１４を接続配置したもの
である。この場合、第４図に示すように、交流励
磁機８０の界磁電圧に対するコンパレータ１１２
の上限動作範囲Ａと下限動作範囲Ｂとを狭めるこ
とができ、励磁調整装置６０の異常をより早く検
出してバツクアツプ装置６２との自動切換を行う
ことができ、同期機継続運転の信頼性を一層向上
することができる。

第５図は、本発明に係る異常検出回路のさらに
別の実施例を示すもので、第１のコンパレータ１
０２とNOR回路１０４との接続ラインに、NOR
回路１１６とモノステーブル回路１１８との直列
接続回路を並列に接続配置したものである。この
ように構成することにより、励磁調整装置６０の
入力信号に変化が生じてコンパレータ１０２が動
作した場合には、NOR回路１０４の出力（自動
切換信号）の期間をモノステーブル回路１１８に
より所定時間延長し（第６図参照）、系統に動揺
が続いている間、自動切換操作が誤作動しないよ
うに確実にロツクすることができる。

以上、本発明の好適な実施例について説明した
が、本発明は前述した励磁調整装置の異常検出回
路に限定されることなく、各種制御対象の遅れが
ある程度期待することができると共にバツクアツ
プ装置を有する制御装置に広く応用することがで
き、その他本発明の精神を逸脱しない範囲内にお
いて種々の設計変更をなし得ることは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の同期機励磁調整装置の励磁回路
図、第２図は本発明に係る同期機励磁調整装置の
異常検出回路図、第３図は本発明回路の別の実施
例を示す要部回路図、第４図は第３図に示す回路
の動作特性線図、第５図は本発明回路のさらに別
の実施例を示す要部回路図、第６図は第５図に示
す回路の動作特性線図である。 ６０……励磁調整装置、６２……バツクアツプ
装置、６４……異常検出装置、６６……励磁調整
用設定器、６８……比較器、７０……電圧調整
器、７２……比較器、７４……電流調整器、７６
……点弧角位相調整器、７８……サイリスタ、８
０……交流励磁機、８２……同期機、８４……フ
イードバツク回路、８６……電圧検出器、８８…
…バツクアツプ用設定器、９０……比較器、９２
……バツクアツプ回路、９４……サイリスタ、９
６……フイードバツク回路、９８……比較器、１
００……電圧増幅器、１０２……第１のコンパレ
ータ、１０４……NOR回路、１０６……AND回
路、１０８……タイマ、１１０……フイルタ、１
１２……第２のコンパレータ、１１４……同期機
有効電力検出器、１１６……NOR回路、１１８
……モノステーブル回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 励磁調整装置６０に該励磁調整装置６０の出
   力に自動追従するバツクアツプ装置６２を並設
   し、励磁調整装置６０の異常時にバツクアツプ装
   置６２を励磁回路に自動切換接続して同期機８２
   の継続運転を行うよう構成した同期機励磁調整装
   置の異常検出回路において、 励磁調整装置６０に入力する設定電圧と同期機
   ８２の出力電圧とを比較入力して該励磁調整装置
   ６０の入力に変化を生じた場合に所要の信号を出
   力する第１のコンパレータ１０２と、 励磁調整装置６０から出力される信号を平滑化
   のためのフイルタ１１０を介して入力して該励磁
   調整装置６０の出力に変化を生じた場合に所要の
   信号を出力する第２のコンパレータ１１２と、 前記第１のコンパレータ１０２と第２のコンパ
   レータ１１２の各出力を入力し、前記第１のコン
   パレータ１０２が出力動作していないときに第２
   のコンパレータ１１２が出力動作した際所要の出
   力信号を発生するAND回路１０６とを備え、 前記AND回路１０６の出力信号により励磁調
   整装置６０をロツクすると同時にバツクアツプ装
   置６２に切換える自動切換接続信号を発生する回
   路を設けることを特徴とする同期機励磁調整装置
   の異常検出回路。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の異常検出回路に
   おいて、第２のコンパレータ１１２に同期機８２
   の有効電力を加算する回路１１４を接続してなる
   同期機励磁調整装置の異常検出回路。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の異常検出回路に
   おいて、第１のコンパレータ１０２に該コンパレ
   ータ１０２の出力状態を所定時間保持するための
   モノステーブル回路１１８を接続してなる同期機
   励磁調整装置の異常検出回路。