JPH04121100A - 可変速揚水発電設備の運転方法 - Google Patents

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］ （産業上の利用分野） 本発明は、可変速揚水発電設備に関するものである。

（従来の技術） 近年の揚水発電所は原子力発電所に対応してますます大
容量化し、また、立地条件やポンプ水車の効率向上のた
め高落差、高速化の傾向にある。

一般に、揚水発電所では効率運転を目的として落差に応
じて適正な流量に流量調整弁の開度を制御する方法がと
られる。ところが、発電電動機が同期機であることから
回転数が一定となるために、効率の向上には一定の限度
がある。

そこで、最近は同期機に代えて交流励磁機を適用し、そ
の回転子側に可変速制御装置を接続した交流可変速シス
テムが採用されている。

第４図は、従来例を示す交流可変速システムを用いた揚
水発電設備の主回路構成図である。

ここで、１はポンプ水車、２はポンプ水車１に機械的に
直結された交流励磁機を各々示す。この交流励磁機２の
固定予巻ｇ２ａには並列用遮断器３と短絡用断路器４が
接続されている。また、並列用遮断器３と主変圧器５の
低圧側巻線との間には発電運転用断路器６と揚水運転用
断路器７とが並列に接続されている。さらに、主変圧器
５の高圧側巻線と系統８は送電線遮断器９を介して接続
されている。

一方、交流励磁機２の回転子巻線２ｂと主変圧器５の低
圧側巻線の間には、電源遮断器１０と可変速制御装置１
１が直列に接続されている。また、主変圧器５の低圧側
には、所内機器に電源を供給する所内母線１２が接続さ
れている。

次に、以上の構成の揚水発電設備の始動および運転方法
について説明する。先ず、発電のための運転を行う場合
、送電線遮断器９、発電運転用断路器６、電源遮断器１
０の各々を閉とすると共に、揚水運転用断路器７、短絡
用断路器４、並列用遮断器３を開とする。次に、ポンプ
水車ｌの図示しない流量調整弁を開いてポンプ水車ｌの
回転を開始させる。回転速度が定格速度付近にまで達し
たら、可変速制御装置ｌｌにより交流励磁機２の回転子
巻線２ｂを交流励磁して交流励磁機２の固定子巻線２ａ
側に、系統と電圧１周波数および位相を同じくした電圧
を発生させる。その後、並列用遮断器３を閉として交流
励磁機２を系統８に並列して発電運転に入り、交流励磁
機２から系統８へ電力を送出する。

一方、揚水のための運転を行う場合は送電線遮断器９、
揚水運転用断路器７、電源遮断器１０、短絡用断路器４
の各々を閉とすると共に、発電運転用新路器６、並列用
遮断器３の各々を開とする。

続いて、可変速制御装置１１により交流励磁機２の回転
予巻ｉ２ｂを交流励磁し、交流励磁機２を誘導電動機と
して始動させる。回転速度が定格速度付近に達したら可
変速制御装置１１による交流励磁を一旦停止して短絡用
断路器４を開く、その後、再び可変速制御装置１１によ
り交流励磁機２の回転予巻＠２ｂを交流励磁し、交流励
磁機２の固定子巻線２ａ側に系統と電圧、周波数および
位相を同じくした電圧を発生させる６次に、並列用遮断
器３を閉として交流励磁機２を系統に並列させる。さら
に、ポンプ水車】の図示しない流量調整弁を問いて揚水
運転に入り、交流励磁機２は系統８から受電してポンプ
水車ｌをポンプとして能動させて揚水を行う。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、発電所の建屋では上記した機器類を設置
できるスペースは一般に狭く限られている場合が多い。

このため、少なくない数の遮断器や断路器を据付けるこ
とが困難なことがあり、少しでもこれらの機器の据付は
占有場所の縮小が切望されていた。

そこで、本発明は、可変速揚水発電設備の始動方法を見
直すことにより、不要な遮断器を減らし、より簡素で、
従来と同等の機能を有する可変速揚水発電設備を提供す
ることを目的とする。

［発明の構成］ （１１題を解決するための手段） このために本発明では、発電運転用断路器と揚水運転用
断路器とを並列に接続して、その一端を交流励磁機の固
定子側に接続し、その他端を遮断器を介して系統に接続
すると共に、可変速制御装置の入力側に接続し、可変速
制御装置の出力側を交流励磁機の回転子側に接続するよ
うにしたものである。

（作用） 本発明は、発電運転または揚水運転の始動時に交流励磁
機を系統に並列する際、発電運転用断路器または揚水運
転用断路器を用いることにより並列用遮断器を省くこと
ができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。第１図は本発明の第１実施例を示す可変速揚水発電設
備の主回路構成図である。

図中、第４図と同一符号は同一または相当部分を示し、
異なる点は、並列用遮断器３と電源遮断器１０の代わり
に主変圧器低圧側遮断器１３を主変圧器５の低圧側に設
置し、所内母線１２は主変圧器低圧側遮断器１３の主変
圧器５の側に接続した点、および主変圧器低圧側遮断器
１３の他端には、発電運転用断路器６、揚水運転用断路
器７および可変速制御装置１１の各々を接続した構成と
している点てある。

次に、第１図に示した第１実施例の可変速揚水発電設備
の始動および運転方法について説明する。

先ず、発電のための運転を行う場合は、送電線遮断器９
、主変圧器低圧側遮断器１３を閉とし、発電運転用断路
器６、揚水運転用断路器７、短絡断路器４を開としてお
く。次に、ポンプ水車１の図示しない流量調整弁を開い
てポンプ水車１の回転を開始し、回転速度が定格速度付
近にまで達したら可変速制御装置１１により交流励磁機
２の回転子巻線２ｂを励磁して交流励磁機２の固定予巻
１１Ａ２ａ側に系統と電圧、周波数および位相を同じく
した電圧を発生させる。その後、発電運転用遮断器６を
閉として交流励磁機２を系統８に並列して発電運転に入
り交流励磁機２から系統８に対して電力を送出する。

一方、揚水のための運転を行う場合は、送電線遮断器９
、主変圧器低圧側遮断器１３および短絡用断路器４を閉
とすると共に、発電運転用断路器６および揚水運転用断
路器７を開としておく。続いて、可変速制御装置１１に
より交流励磁機２の回転子２ｂを交流励磁し、交流励磁
機２を誘導電動機として始動させる。回転速度が定格速
度付近に達したら可変速制御装置１１による交流励磁を
一旦停止して短絡用断路器４を開く。その後、再び可変
速制御装置１１により交流励磁し、交流励磁機２の固定
子巻線２日側に系統と電圧、周波数および位相を同じく
した電圧を発生させる。

次に、揚水運転用断路器７を閉として交流励磁機２を系
統に並列させる。さらに、ポンプ水車１の図示しない流
量調整弁を開いて揚水運転に入り、交流励磁機２は系統
８から受電してポンプ水車１をポンプとして駆動させて
揚水を行う。

なお、発電運転時および揚水運転時共に、始動時に並列
される場合、交流励磁機２の電圧、周波数および位相を
系統８に合わせる制御を可変速制御装置１１が行うこと
ができるから、電圧、周波数および位相を瞬時のみでは
なく継続して系統８と同じに保つことができる。したが
って、発電運転用断路器６または揚水運転用断路器７を
閉として並列にする際にも突入電流は発生しないから、
従来例で説明した並列用遮断器を設ける必要はない。

また、交流励磁機２の固定子２ａおよびこれに接続され
ている主回路で短絡事故等が発生した場合、系統８から
流入する故障電流は主変圧器低圧側遮断器１３で遮断で
きるので、並列用遮断器３は設けなくても支障がない。

同様に、交流励磁機２の回転子２ｂ、可変速制御装置１
１およびこれに接続されている主回路で短絡故障等が発
生したとき、系統８から流入する故障電流は主変圧器低
圧側遮断器１３で遮断できるので、従来例で説明した電
源遮断器１０を設けなくても支障がない。

また、所内母線１２で短絡故障等が発生したときは、系
統８から流入する故障電流は送電線遮断器９で遮断でき
、交流励磁機２から流入する故障電流は主変圧器低圧側
遮断器１３で遮断できるので支障は生じない。

以上説明したように本実施例は従来例で示した並列用遮
断器３および電源遮断器１０の代わりに主変圧器低圧側
遮断器１３を設け、発電運転用断路器６または揚水運転
用断路器７で並列を行うようにしたので、遮断器の数が
減少し、発電所の機器設置場所の縮小に貢献することが
できる。

第２図は本発明の第２実施例を示す可変速揚水発電設備
の主回路構成図である。第２実施例は第１図に示す第１
実施例に対し更に主変圧器低圧側遮断器１３を削除して
実施したものである。

第３図は本発明の第３実施例を示す可変速揚水発電設備
の主回路構成図である。第３実施例は、第１図に示す第
１実施例に対し送電線遮断器９を削除して実施したもの
である。第２実施例および第３実施例は所内母線１２が
別系統に接続される場合に適用することができ、第１実
施例と同等の機能を有し、さらに遮断器を削除している
ので、発電所設置場所の縮小に貢献することができる。

［発明の効果］ 以上のように本発明では、可変速揚水発電設備として必
要最小限の遮断器および断路器のみを設け、不必要な遮
断器を削除したので、発電所の機器設置場所の縮小に貢
献できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す可変速揚水発電設備
の主回路構成図、第２図は本発明の第２実施例を示す可
変速揚水発電設備の主回路構成図、第３図は本発明の第
３実施例を示す可変速揚水発電設備の主回路構成図、第
４図は従来例を示す可変速揚水発電設備の主回路構成図
である。 １・・・ポンプ水車、２・・・交流励磁機、２ａ・・・
交流励磁機の固定子、２ｂ・・・交流励磁機の回転子、
４・・・短絡用断路器、５・・・主変圧器、６・・・発
電運転用断路器、７・・・揚水運転用断路器、８・・・
系統、９・・・送電線遮断器、１１・・・可変速制御装
置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポンプ水車と、このポンプ水車に回転子が直結された交
   流励磁機と、この交流励磁機の固定子巻線に接続される
   短絡用断路器と、前記固定子巻線と系統間に接続される
   発電運転用断路器、揚水運転用断路器、変圧器および遮
   断器と、前記交流励磁機の回転子巻線に接続され系統電
   源の周波数を所要周波数に変換する可変速制御装置とを
   備えて構成される可変速揚水発電設備において、前記交
   流励磁機の固定子巻線に前記発電運転用断路器および揚
   水運転用断路器の一端を直接接続すると共に、その発電
   運転用断路器および揚水運転用断路器の他端を前記変圧
   器および遮断器を介して系統に接続する一方、前記他端
   と前記交流励磁機の回転子巻線との間に可変速制御装置
   を直接接続したことを特徴とする可変速揚水発電設備。