JPH04308426A - 発電機保護装置 - Google Patents

発電機保護装置

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JPH04308426A
JPH04308426A JP3073275A JP7327591A JPH04308426A JP H04308426 A JPH04308426 A JP H04308426A JP 3073275 A JP3073275 A JP 3073275A JP 7327591 A JP7327591 A JP 7327591A JP H04308426 A JPH04308426 A JP H04308426A
Authority
JP
Japan
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current
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negative
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generator
Prior art date
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Pending
Application number
JP3073275A
Other languages
English (en)
Inventor
Tamotsu Sakaguchi
坂口 保
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP3073275A priority Critical patent/JPH04308426A/ja
Publication of JPH04308426A publication Critical patent/JPH04308426A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/50Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks

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】
【0001】[発明の目的]
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は発電機に流れる逆相電流
を抑制して発電機を保護する保護装置に関する。
【0003】
【従来の技術】従来、発電機の電機子に流れる逆相電流
から発電機を保護する保護装置としては、図3に示すよ
うな構成のものがある。図3において、1は発電機で、
この発電機1は主変圧器2、しゃ断器3を介して図示し
ない電力系統に接続され、また電機子巻線の中性点は中
性点接地装置4を介して接地されている。また、5は発
電機1の電機子巻線の中性点と接地装置2との間の電路
に設けられたブッシング形計器用変流器、6はこのブッ
シング形計器用変流器5により検出される逆相電流が整
定値を越えると動作してしゃ断器3にトリップ指令を与
える逆相継電器である。
【0004】このような発電機の保護装置において、い
ま電力系統の故障、あるいは系統の負荷不平衡等に起因
して発電機1に短時間で大きな逆相電流が流れたり、あ
るいは比較的長時間の逆相電流が流れると、この逆相電
流はブッシング形計器用変流器5により検出され、逆相
継電器6に入力される。この場合、逆相継電器6は発電
機1の逆相電流耐量を越えない値で動作するように整定
されている。したがって、ブッシング形計器用変流器5
により検出された逆相電流が逆相継電器6の整定値を越
えると動作してしゃ断器3がトリップされる。これによ
り、発電機1が電力系統から解列されるので、発電機1
は逆相電流に起因して発生する機械的振動等による損傷
を未然に防止することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電力系統の
故障時に系統の三相負荷に不平衡が生じると三相電流が
不平衡となり、その電流を対称座標法の対称分で表現し
た場合の逆相分が発生する。この逆相電流は(1)式の
ように定義される。
【0006】         I’ 2 =1/3(I’ a +a
2 I’ b +aI’ c )……(1)但し、I’
 2 :逆相電流、I’ a ,I’ b ,I’ c
 :三相電流、 a=εj(2/3)π なお、ここではI’ をベクトルとして表し、以下につ
いても同様に扱う。
【0007】このような逆相電流が発電機の電機子巻線
に流れると次のような事象が考えられる。
【0008】(a)逆相電流は発電機の回転子と逆方向
に回転する磁界を発生させ、回転子表面に大きな渦電流
を誘起して回転子を温度上昇させることになる。これは
機器の絶縁劣化、損傷の原因となり得る。
【0009】(b)逆相電流によって発生する発電機の
回転子と逆方向に回転する磁界は、タービン・発電機の
軸系統の固有振動数が電力系統の2倍周波数に近い場合
には共振、軸系統の寿命消費、損傷に至ることがある。 また、過大な逆相電流が流れると発電機は電力系統から
解列されるため、電力需要に応じられなくなる可能性も
ある。
【0010】本発明は電力系統の故障時に系統負荷が不
平衡になり、短時間で過大な逆相電流が流れたり、比較
的小さな逆相電流が長時間継続して流れた場合にはこの
逆相電流を抑制し、三相電流の平衡化を図ることにより
、発電機の回転子、タービン・発電機の軸系統の寿命消
費、損傷を防止することができると共に、発電機を解列
することなく、安定した電力供給を行うことができる発
電機保護装置を提供することを目的とする。
【0011】[発明の構成]
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、発電機と電力系統とを結ぶ三相回路に流れ
る各相電流を検出する変流器と、この変流器より得られ
る電流信号から電流値を測定する電流測定手段と、前記
電流信号の基準位相に対する三相各相の位相差を測定す
る位相差測定手段と、前記電流信号を逆相電流値に変換
する電流変換手段と、電力機器の逆相耐量をもとに電力
機器に流れる逆相電流の規制値を設定する逆相電流規制
値設定手段と、この逆相電流規制値設定手段により設定
された規制値と前記電流変換手段により変換された逆相
電流値とを比較する逆相電流判定手段と、この逆相電流
判定手段により逆相電流値が規制値よりも大きいと判定
されると前記電流測定手段により測定された電流値と前
記位相差測定手段により測定された位相差をもとに三相
各相の電流値の大きさと位相についての不平衡量を検出
すると共に、三相電流値を平衡させるに必要なインピー
タンス量を求める三相電流値不平衡量検出手段と、前記
発電機と電力系統とを結ぶ三相回路の各相に投入可能に
接続されたインピーダンスと、前記三相電流値不平衡量
検出手段により三相各相に対応するインピータンス量が
求められると該インピーダンス量に相当する前記インピ
ーダンスを前記三相回路に投入するインピーダンス投入
手段とを備えたものである。
【0013】
【作用】このような構成の発電機保護装置にあっては、
発電機と電力系統とを結ぶ三相回路に流れる電流信号が
電流変換手段により逆相電流値に変換されて逆相電流判
定手段に入力されると、この逆相電流判定手段では逆相
電流規制値設定手段により設定された規制値と逆相電流
値とを比較し、逆相電流値が規制値を越える場合には三
相電流値不平衡量検出手段を動作させて電流信号から得
られる三相各相の電流値の大きさと位相についての不平
衡量を検出すると共に、三相電流値を平衡させるに必要
なインピータンス量を求めて三相回路の各相に投入可能
に接続されたインピーダンスをインピーダンス投入手段
により投入することにより、電力系統の故障時に系統負
荷が不平衡になり、短時間で過大な逆相電流が流れたり
、比較的小さな逆相電流が長時間継続して流れた場合に
はこの逆相電流を抑制し、三相電流の平衡化を図ること
が可能となる。
【0014】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。
【0015】図1は本発明による発電機保護装置の構成
例を示す回路図である。図1において、11は発電機で
、この発電機11の三相各相に対応する出力端は主変圧
器12および図示しないしゃ断器を介して電力系統に接
続されている。13は主変圧器12の電力系統側の三相
各相に対応する電路に設けられた変流器、14はこの変
流器13により検出される三相各相に対応する電気信号
を計測する電流計、15は変流器13により検出される
三相各相に対応する電気信号の位相を測定する位相測定
器である。
【0016】また、16は三相各相に対応する電気信号
を電流値の不平衡を示す値に変換する電流変換器、17
はこの電流変換器16で変換された不平衡電流値と予め
逆相電流規制値設定器18に設定された逆相電流規制値
とを比較し、逆相電流が規制値を越えているか否かを判
定する逆相電流判定器、19は変流器13により検出さ
れる三相各相に対応する電気信号の不平衡量を検出し、
逆相電流判定器17の判定により逆相電流が規制値を越
えていると判定されると動作して平衡化を図るための信
号を発生する三相電流値不平衡量検出器である。
【0017】一方、20は主変圧器12の電力系統側の
三相各相電路に接続される逆相電流抑制抵抗・リアクト
ル投入器で、この逆相電流抑制抵抗・リアクトル投入器
20は三相各相電路にそれぞれ対応させて抵抗R、リア
クトルLが設けられ、三相電流値不平衡量検出器19か
ら出される投入指令信号により閉じる抵抗・リアクトル
投入しゃ断器21を介して電力系統側の三相の各相電路
に接続されている。
【0018】次に上記のように構成された発電機の保護
装置の作用を述べる。
【0019】発電機11により発電された電力は主変圧
器12を介して電力系統に送られ、このとき主変圧器1
2を介して電力系統に流れる三相各相の電流は変流器1
3により検出される。この変流器13により検出された
各相の電流信号は電流計14に入力され、その電流値が
計測される。また、三相各相の電流信号は位相測定器1
5にも入力され、各相の電流信号相互間の位相差が測定
される。さらに、各相の電流信号は電流変換器16に入
力され、ここで逆相電流(I’ 2 )に変換し、発電
機の連続逆相耐量、短時間逆相耐量と同じ次元の値I’
 2 ,I2 2 t (ここで、電流値はPU表現、
tは時間[sec]、I’ 2 は逆相分のベクトル量
、I2 は逆相分の大きさを表す)を演算して逆相電流
判定器17に入力する。
【0020】この逆相電流判定器17は電流変換器16
により変換された不平衡電流値と予め逆相電流規制値設
定器18に設定された逆相電流規制値とを比較し、逆相
電流が規制値を越えているか否かを判定する。この場合
、逆相電流規制値設定器18には発電機の連続逆相耐量
、短時間逆相耐量を越えないで従来の逆相継電器の整定
値よりも小さな値(I’ 2 )set ,(I2 2
 t)set が規制値として設定されている。したが
って、逆相電流判定器17では電流変換器16から入力
されるI’ 2 ,I2 2 t と逆相電流規制値設
定器18に設定された(I’2 )set ,(I2 
2 t)set との大小を比較し、|I’ 2 |≧
|(I’ 2 )set |I2 2 t ≧(I2 
2 t)setとなった場合には、逆相電流判定器17
により三相電流値不平衡量検出器19に動作信号を与え
る。この場合、三相電流値不平衡量検出器19には電流
計14より三相各相の電流値が、位相測定器15より三
相電流値相互間の位相差がそれぞれ入力され、これら三
相各相の電流値および位相差をもとに不平衡量の度合い
を認識し、発電機の出力端から見て三相各相の電流値を
平衡化するに必要な抵抗量およびリアクトル量を計算し
、逆相電流抑制抵抗・リアクトル投入器20に投入指令
信号を送出する。
【0021】この逆相電流抑制抵抗・リアクトル投入器
20は投入指令信号を受けると、該当する抵抗・リアク
トルしゃ断器21が三相各相毎に投入され、送電系統に
対して適切な量の抵抗器R、リアクトルLが接続される
【0022】したがって、発電機11の電機子巻線には
電力系統の状態にかかわらず、逆相電流についての規制
値(I’ 2 )set ,(I2 2 t)set 
以上の逆相電流が流れないので、発電機11への物理的
影響を抑制することができ、また逆相電流の増減に関す
るいかなる電力系統の状態においても発電機11を解列
することなく、発電機11より電力系統に電力を継続し
て供給することができる。
【0023】図2は本発明の他の実施例を示す回路構成
図であり、図1と同一部分には同一記号を付してその説
明を省略し、ここでは異なる点についてのみ述べる。本
実施例では逆相電流抑制抵抗・リアクトル投入器20に
おいて、抵抗R、リアクトルLの投入手段として抵抗・
リアクトル投入量調整サイリスタ22を使用し、この抵
抗・リアクトル投入量調整サイリスタ22の導通状態の
時間を変化させることによって、抵抗・リアクトル投入
量を調整可能にしたものである。
【0024】したがって、このような構成とすることに
より図1に示す実施例よりも抵抗R、リアクトルLの個
数を削減することができ、しかも投入する抵抗量、リア
クトル量をより詳細に調整することができる。
【0025】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、電力
系統の故障時に系統負荷が不平衡になり、短時間で流れ
る過大な逆相電流や、長時間継続して流れる逆相電流を
積極的に抑制して発電機の電機子巻線の三相電流の平衡
化を図ることができるので、発電機の回転子、タービン
・発電機の軸系統の寿命消費、損傷を防止することがで
きると共に、発電機を電力系統に接続された状態にある
ので、継続して安定した電力供給を行うことができる発
電機保護装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による発電機保護装置の一実施例を示す
回路構成図。
【図2】本発明の他の実施例を示す回路構成図。
【図3】従来の発電機保護装置の一例を示す回路構成図
【符号の説明】
11……発電機、12……主変圧器、13……変流器、
14……電流計、15……位相差測定器、16……電流
変換器、17……逆相電流判定器、18……逆相電流規
制値設定器、19……三相電流値不平衡量検出器、20
……逆相電流抑制抵抗・リアクトル投入器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  発電機と電力系統とを結ぶ三相回路に
    流れる各相電流を検出する変流器と、この変流器より得
    られる電流信号から電流値を測定する電流測定手段と、
    前記電流信号の基準位相に対する三相各相の位相差を測
    定する位相差測定手段と、前記電流信号を逆相電流値に
    変換する電流変換手段と、電力機器の逆相耐量をもとに
    電力機器に流れる逆相電流の規制値を設定する逆相電流
    規制値設定手段と、この逆相電流規制値設定手段により
    設定された規制値と前記電流変換手段により変換された
    逆相電流値とを比較する逆相電流判定手段と、この逆相
    電流判定手段により逆相電流値が規制値よりも大きいと
    判定されると前記電流測定手段により測定された電流値
    と前記位相差測定手段により測定された位相差をもとに
    三相各相の電流値の大きさと位相についての不平衡量を
    検出すると共に、三相電流値を平衡させるに必要なイン
    ピータンス量を求める三相電流値不平衡量検出手段と、
    前記発電機と電力系統とを結ぶ三相回路の各相に投入可
    能に接続されたインピーダンスと、前記三相電流値不平
    衡量検出手段により三相各相に対応するインピータンス
    量が求められると該インピーダンス量に相当する前記イ
    ンピーダンスを前記三相回路に投入するインピーダンス
    投入手段とを備えたことを特徴とする発電機保護装置。
JP3073275A 1991-04-05 1991-04-05 発電機保護装置 Pending JPH04308426A (ja)

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JP3073275A JPH04308426A (ja) 1991-04-05 1991-04-05 発電機保護装置

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JP3073275A JPH04308426A (ja) 1991-04-05 1991-04-05 発電機保護装置

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JPH04308426A true JPH04308426A (ja) 1992-10-30

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JP3073275A Pending JPH04308426A (ja) 1991-04-05 1991-04-05 発電機保護装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2102495B1 (de) 2006-11-20 2017-01-11 Senvion GmbH Windenergieanlage mit gegensystemregelung und betriebsverfahren

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2102495B1 (de) 2006-11-20 2017-01-11 Senvion GmbH Windenergieanlage mit gegensystemregelung und betriebsverfahren

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