JPH05316797A - 発電機の出力制御装置 - Google Patents
発電機の出力制御装置Info
- Publication number
- JPH05316797A JPH05316797A JP4116575A JP11657592A JPH05316797A JP H05316797 A JPH05316797 A JP H05316797A JP 4116575 A JP4116575 A JP 4116575A JP 11657592 A JP11657592 A JP 11657592A JP H05316797 A JPH05316797 A JP H05316797A
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- Japan
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- rotor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、発電機の運転範囲を拡げる
ことの出来る発電機の出力制御装置を得ることにある。 【構成】 本発明の発電機の出力制御装置は、発電機に
流れる逆相電流と高調波電流より等価逆相電流を求める
等価逆相電流演算手段12と、この等価逆相電流による発
電機の回転子の予測温度上昇値を求める回転子温度上昇
値演算手段13と、定常状態の発電機の回転子温度の予測
値を求める回転子温度演算手段９と、この定常状態の回
転子温度予測値と等価逆相電流による予測温度上昇値と
により回転子の実際の温度を予測しこの予測回転子温度
が許容値を越えない発電機出力を求めると共にその時点
での発電機出力および回転子の界磁巻線温度との関係か
ら発電機出力を制御する出力制御手段14とを備えてい
る。
ことの出来る発電機の出力制御装置を得ることにある。 【構成】 本発明の発電機の出力制御装置は、発電機に
流れる逆相電流と高調波電流より等価逆相電流を求める
等価逆相電流演算手段12と、この等価逆相電流による発
電機の回転子の予測温度上昇値を求める回転子温度上昇
値演算手段13と、定常状態の発電機の回転子温度の予測
値を求める回転子温度演算手段９と、この定常状態の回
転子温度予測値と等価逆相電流による予測温度上昇値と
により回転子の実際の温度を予測しこの予測回転子温度
が許容値を越えない発電機出力を求めると共にその時点
での発電機出力および回転子の界磁巻線温度との関係か
ら発電機出力を制御する出力制御手段14とを備えてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は発電機に流れる逆相電
流、高調波電流を測定して等価逆相電流を求め発電機出
力を制御する発電機の出力制御装置に関する。
流、高調波電流を測定して等価逆相電流を求め発電機出
力を制御する発電機の出力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】発電機に逆相電流が流れると、回転子に
は定格周波数の２倍の周波数の電気トルクが働く。そし
て、それが励振力となってタービンの軸と翼が互いに影
響しながら振動する翼軸連成ねじり振動となり、翼の寿
命消費が進む問題がある。この問題の対策としては、タ
ービン軸と翼による固有振動数を定格周波数の２倍から
離すことが考えられ各種離調対策がとられている。
は定格周波数の２倍の周波数の電気トルクが働く。そし
て、それが励振力となってタービンの軸と翼が互いに影
響しながら振動する翼軸連成ねじり振動となり、翼の寿
命消費が進む問題がある。この問題の対策としては、タ
ービン軸と翼による固有振動数を定格周波数の２倍から
離すことが考えられ各種離調対策がとられている。
【０００３】一方、発電機としては逆相耐量の問題があ
り、逆相電流は制限される。逆相耐量としては短時間の
逆相電流により回転子表面に蓄積される熱量で制限され
る短時間耐量と、比較的長い又は連続的な逆相電流で回
転子表面が上昇することにより制限される連続耐量とが
あるが、近年のタービン発電機は単機容量の増加が著し
く、この大容量化は冷却技術の進歩によるものが大きく
回転子の熱容量が減少する傾向になっている。更に、発
電機にとって高調波電流は回転子に対し数倍の周波数で
正方向又は逆方向に回転する為、等価的に逆相電流とし
て回転子表面の温度上昇につながる。
り、逆相電流は制限される。逆相耐量としては短時間の
逆相電流により回転子表面に蓄積される熱量で制限され
る短時間耐量と、比較的長い又は連続的な逆相電流で回
転子表面が上昇することにより制限される連続耐量とが
あるが、近年のタービン発電機は単機容量の増加が著し
く、この大容量化は冷却技術の進歩によるものが大きく
回転子の熱容量が減少する傾向になっている。更に、発
電機にとって高調波電流は回転子に対し数倍の周波数で
正方向又は逆方向に回転する為、等価的に逆相電流とし
て回転子表面の温度上昇につながる。
【０００４】現在、発電機運転時に等価逆相電流に対し
ては一般的に逆相保護装置により警報又はトリップを行
なうようにしており、その発電機の逆相電流保護装置は
規格値（ＪＥＣ−１１４）より設定値を決めている。ま
た、規格値は発電機の定格出力時に許容する逆相電流を
定めているものである。
ては一般的に逆相保護装置により警報又はトリップを行
なうようにしており、その発電機の逆相電流保護装置は
規格値（ＪＥＣ−１１４）より設定値を決めている。ま
た、規格値は発電機の定格出力時に許容する逆相電流を
定めているものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】逆相保護装置により、
発電機運転時に流れる等価逆相電流が設定値を越えると
発電機をトリップさせるというこれまでのものでは、発
電機の運転範囲が規格値により定めるため、運転範囲が
制限されるという問題があった。
発電機運転時に流れる等価逆相電流が設定値を越えると
発電機をトリップさせるというこれまでのものでは、発
電機の運転範囲が規格値により定めるため、運転範囲が
制限されるという問題があった。
【０００６】本発明の目的は、等価逆相電流及び諸状態
量より回転子温度を予測演算し、許容回転子温度、発電
機出力、外部からの出力指令値、回転子界磁巻線温度等
により、発電機出力、力率等を制御することにより、発
電機の運転範囲を拡げることができる発電機の出力制御
装置を提供することにある。
量より回転子温度を予測演算し、許容回転子温度、発電
機出力、外部からの出力指令値、回転子界磁巻線温度等
により、発電機出力、力率等を制御することにより、発
電機の運転範囲を拡げることができる発電機の出力制御
装置を提供することにある。
【０００７】
【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、発電機の出力電流を取込みこの電流より発
電機に流れる逆相電流と高調波電流より等価逆相電流を
求める等価逆相電流演算手段と、この等価逆相電流演算
手段により求められた等価逆相電流から発電機の回転子
の等価逆相電流による予測温度上昇値を求める回転子温
度上昇値演算手段と、発電機の諸状態量を取込みこの諸
状態量より定常状態の発電機の回転子温度の予測値を求
める回転子温度演算手段と、この回転子温度演算手段に
より求められた定常状態の回転子温度予測値と回転子温
度上昇値演算手段で求められた等価逆相電流による予測
温度上昇値とにより回転子の実際の温度を予測しこの予
測値を許容温度値と比較して回転子温度が許容値を超え
ない発電機出力を求めると共にその時点での発電機出力
および回転子の界磁巻線温度との関係から発電機出力を
制御する出力制御手段とを具備した構成とするものであ
る。
成するため、発電機の出力電流を取込みこの電流より発
電機に流れる逆相電流と高調波電流より等価逆相電流を
求める等価逆相電流演算手段と、この等価逆相電流演算
手段により求められた等価逆相電流から発電機の回転子
の等価逆相電流による予測温度上昇値を求める回転子温
度上昇値演算手段と、発電機の諸状態量を取込みこの諸
状態量より定常状態の発電機の回転子温度の予測値を求
める回転子温度演算手段と、この回転子温度演算手段に
より求められた定常状態の回転子温度予測値と回転子温
度上昇値演算手段で求められた等価逆相電流による予測
温度上昇値とにより回転子の実際の温度を予測しこの予
測値を許容温度値と比較して回転子温度が許容値を超え
ない発電機出力を求めると共にその時点での発電機出力
および回転子の界磁巻線温度との関係から発電機出力を
制御する出力制御手段とを具備した構成とするものであ
る。
【０００８】
【作用】発電機の連続逆相耐量の実効値は、発電機の回
転子の定常状態における温度に等価逆相電流による温度
上昇分を加えた温度が回転子の材料の許容する温度と等
しくなるときの等価逆相電流値で示され、発電機の逆相
耐量は定常状態における回転子温度を低くできれば、そ
の分逆相耐量を上げることができる。定常状態における
回転子温度は発電機損失と冷却能力の関係から決まるも
ので、冷却能力が一定であれば発電機損失を減らすこと
により可能である。
転子の定常状態における温度に等価逆相電流による温度
上昇分を加えた温度が回転子の材料の許容する温度と等
しくなるときの等価逆相電流値で示され、発電機の逆相
耐量は定常状態における回転子温度を低くできれば、そ
の分逆相耐量を上げることができる。定常状態における
回転子温度は発電機損失と冷却能力の関係から決まるも
ので、冷却能力が一定であれば発電機損失を減らすこと
により可能である。
【０００９】従って、上記した構成の発電機の出力制御
装置にあっては等価逆相電流および諸状態量より回転子
温度が予測演算され、回転子の許容温度を越えない発電
機出力が求められ、さらに発電機出力、回転子界磁巻線
の温度との関係により発電機出力、力率等を制御するこ
とにより、逆相耐量を増やすことが可能となる。言い換
えれば、等価逆相の大きさに応じて発電機出力、力率等
を制御することにより規格値（ＪＥＣ＝１１４）である
逆相電流許容値を越えての運転が可能となり、発電機の
運転範囲を広げた出力制御を行なうことができる。
装置にあっては等価逆相電流および諸状態量より回転子
温度が予測演算され、回転子の許容温度を越えない発電
機出力が求められ、さらに発電機出力、回転子界磁巻線
の温度との関係により発電機出力、力率等を制御するこ
とにより、逆相耐量を増やすことが可能となる。言い換
えれば、等価逆相の大きさに応じて発電機出力、力率等
を制御することにより規格値（ＪＥＣ＝１１４）である
逆相電流許容値を越えての運転が可能となり、発電機の
運転範囲を広げた出力制御を行なうことができる。
【００１０】
【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。
明する。
【００１１】図１は本発明による発電機の出力制御装置
の構成例を示すものである。１は送電系統で、この送電
系統１にタービンにより駆動される発電機４の出力端が
主変圧器３およびしゃ断器２を介して接続されている。
また、この発電機４はその三相各相の出力巻線の中性点
が中性点接地装置６に接続されている。７は発電機４の
出力電圧を検出する計器用変圧器、10は同じく出力電流
を検出する変流器である。また、８は計器用変圧器７に
より検出された発電機４の出力電圧と変流器10により検
出された発電機４の出力電流を取り込む入力回路、９は
この入力回路８により取込まれた発電機出力電圧および
出力電流の検出信号をもとに定常状態時の回転子温度の
予測値を求める回転子温度演算回路である。さらに11は
発電機４の出力電流を取込む入力回路、12はこの入力回
路11に取込まれた発電機４の出力電流をもとに逆相電流
と高調波電流より等価逆相電流を求める等価逆相電流演
算回路、13はこの等価逆相電流演算回路12で求められた
等価逆相電流から回転子温度上昇値を予測演算する回転
子温度上昇値演算回路である。また、18は温度検出器17
により検出された発電機４の回転子界磁巻線５の温度検
出信号が入力され、回転子界磁巻線温度を求める回転子
界磁巻線演算回路、15は回転子の許容温度を設定する回
転子許容温度設定器である。
の構成例を示すものである。１は送電系統で、この送電
系統１にタービンにより駆動される発電機４の出力端が
主変圧器３およびしゃ断器２を介して接続されている。
また、この発電機４はその三相各相の出力巻線の中性点
が中性点接地装置６に接続されている。７は発電機４の
出力電圧を検出する計器用変圧器、10は同じく出力電流
を検出する変流器である。また、８は計器用変圧器７に
より検出された発電機４の出力電圧と変流器10により検
出された発電機４の出力電流を取り込む入力回路、９は
この入力回路８により取込まれた発電機出力電圧および
出力電流の検出信号をもとに定常状態時の回転子温度の
予測値を求める回転子温度演算回路である。さらに11は
発電機４の出力電流を取込む入力回路、12はこの入力回
路11に取込まれた発電機４の出力電流をもとに逆相電流
と高調波電流より等価逆相電流を求める等価逆相電流演
算回路、13はこの等価逆相電流演算回路12で求められた
等価逆相電流から回転子温度上昇値を予測演算する回転
子温度上昇値演算回路である。また、18は温度検出器17
により検出された発電機４の回転子界磁巻線５の温度検
出信号が入力され、回転子界磁巻線温度を求める回転子
界磁巻線演算回路、15は回転子の許容温度を設定する回
転子許容温度設定器である。
【００１２】一方、14は回転子温度演算回路９、回転子
温度上昇値演算回路13、回転子許容温度設定器15および
回転子界磁巻線温度演算回路18の出力信号がそれぞれ入
力される出力制御回路である。この出力制御回路14は回
転子許容温度との関係により回転子温度が許容値を越え
ない発電機出力を算出し、その時の発電機出力と外部か
らの発電機出力指令値16がある場合には、その指令値と
回転子界磁巻線温度演算回路18により求められた界磁巻
線温度との関係より発電機出力を設定し、出力回路19を
介して発電機出力を制御するものである。
温度上昇値演算回路13、回転子許容温度設定器15および
回転子界磁巻線温度演算回路18の出力信号がそれぞれ入
力される出力制御回路である。この出力制御回路14は回
転子許容温度との関係により回転子温度が許容値を越え
ない発電機出力を算出し、その時の発電機出力と外部か
らの発電機出力指令値16がある場合には、その指令値と
回転子界磁巻線温度演算回路18により求められた界磁巻
線温度との関係より発電機出力を設定し、出力回路19を
介して発電機出力を制御するものである。
【００１３】次に、上記のように構成された発電機の出
力制御装置の作用を図２に示すフローチャートを参照し
て述べる。発電機４が運転されているものとすれば、そ
のときの発電機４の出力電圧は計器用変圧器７により、
また出力電流は変流器10によりそれぞれ検出され、これ
ら諸状態量入力回路８を通して回転子温度演算回路９に
入力される。この回転子温度演算回路９では回転子５の
定常状態時における温度予測値を求め、出力制御回路14
に入力される。一方、発電機４の出力電流の検出信号は
変流器10より電流入力回路11を通して等価逆相電流演算
回路12に入力され、ここで発電機４に流れる逆相電流及
び高調波電流より等価逆相電流が求められ、回転子温度
上昇値演算回路13に与えられる。この回転子温度上昇値
演算回路13では、等価逆相電流による予測回転子温度上
昇値を求め、出力制御回路14に入力される。
力制御装置の作用を図２に示すフローチャートを参照し
て述べる。発電機４が運転されているものとすれば、そ
のときの発電機４の出力電圧は計器用変圧器７により、
また出力電流は変流器10によりそれぞれ検出され、これ
ら諸状態量入力回路８を通して回転子温度演算回路９に
入力される。この回転子温度演算回路９では回転子５の
定常状態時における温度予測値を求め、出力制御回路14
に入力される。一方、発電機４の出力電流の検出信号は
変流器10より電流入力回路11を通して等価逆相電流演算
回路12に入力され、ここで発電機４に流れる逆相電流及
び高調波電流より等価逆相電流が求められ、回転子温度
上昇値演算回路13に与えられる。この回転子温度上昇値
演算回路13では、等価逆相電流による予測回転子温度上
昇値を求め、出力制御回路14に入力される。
【００１４】この出力制御回路14では図２に示すフロー
のステップＳ１により、定常状態の回転子温度の予測値
と予測回転子温度上昇値とが取込まれると、ステップＳ
２により実際の予測回転子温度を算出すると共に、ステ
ップＳ３により回転子許容温度設定器15より取込まれた
回転子許容温度設定値との関係によりステップＳ４で回
転子温度が許容値を越えない発電機最大出力を算出す
る。そして、ステップＳ５ではそのときの発電機出力Ａ
と外部からの発電機出力指令値16がある場合にはその指
令値Ｂと回転子界磁巻線温度演算回路18により求められ
た界磁巻線温度Ｃとの関係から出力増であるか、現状維
持であるか、出力減であるかを比較判定してステップＳ
６にて発電機出力が設定される。
のステップＳ１により、定常状態の回転子温度の予測値
と予測回転子温度上昇値とが取込まれると、ステップＳ
２により実際の予測回転子温度を算出すると共に、ステ
ップＳ３により回転子許容温度設定器15より取込まれた
回転子許容温度設定値との関係によりステップＳ４で回
転子温度が許容値を越えない発電機最大出力を算出す
る。そして、ステップＳ５ではそのときの発電機出力Ａ
と外部からの発電機出力指令値16がある場合にはその指
令値Ｂと回転子界磁巻線温度演算回路18により求められ
た界磁巻線温度Ｃとの関係から出力増であるか、現状維
持であるか、出力減であるかを比較判定してステップＳ
６にて発電機出力が設定される。
【００１５】このようにして、発電機出力を設定すれ
ば、等価逆相電流が大きくなったときでも発電機回転子
の温度が許容値を越えないように発電機が自動的に制御
されるので、発電機の運転範囲を広げた制御を行なうこ
とができる。
ば、等価逆相電流が大きくなったときでも発電機回転子
の温度が許容値を越えないように発電機が自動的に制御
されるので、発電機の運転範囲を広げた制御を行なうこ
とができる。
【００１６】上記実施例では定常状態の回転子温度演算
回路９に諸状態量入力回路８を通して発電機の出力電圧
および出力電流を与えるようにしたが、この諸状態量入
力回路８として図３に示すように発電機の出力電圧およ
び出力電流を取込む入力部８Ａと発電機の冷媒流量、冷
媒温度および冷媒圧力を取込む入力部８Ｂを設け、こけ
らの入力部８Ａ，８Ｂを通して発電機の出力条件に加え
て冷媒の状態を加味することにより、冷却媒体の条件が
変化した場合の発電機回転子温度の変化を算出すること
が可能となり、より細かい発電機の出力制御が可能とな
る。
回路９に諸状態量入力回路８を通して発電機の出力電圧
および出力電流を与えるようにしたが、この諸状態量入
力回路８として図３に示すように発電機の出力電圧およ
び出力電流を取込む入力部８Ａと発電機の冷媒流量、冷
媒温度および冷媒圧力を取込む入力部８Ｂを設け、こけ
らの入力部８Ａ，８Ｂを通して発電機の出力条件に加え
て冷媒の状態を加味することにより、冷却媒体の条件が
変化した場合の発電機回転子温度の変化を算出すること
が可能となり、より細かい発電機の出力制御が可能とな
る。
【００１７】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、等価
逆相電流および諸状態量より回転子温度を予測演算し、
許容回転子温度、発電機出力、回転子界磁巻線温度等と
の関係により発電機出力、力率等を制御するようにした
ので、発電機の運転範囲を広げた制御を行なうことがで
きる発電機の出力制御装置を提供できる。
逆相電流および諸状態量より回転子温度を予測演算し、
許容回転子温度、発電機出力、回転子界磁巻線温度等と
の関係により発電機出力、力率等を制御するようにした
ので、発電機の運転範囲を広げた制御を行なうことがで
きる発電機の出力制御装置を提供できる。
【図１】本発明の発電機の出力制御装置の一実施例を示
す回路構成図
す回路構成図
【図２】本発明の一実施例の動作を示すフローチャート
【図３】本発明の他の一実施例での諸状態入力回路と回
転子予測演算回路の回路図
転子予測演算回路の回路図
１ 送電系統 ２ 遮断器 ３ 主変圧器 ４ 発電機 ５ 回転子 ６ 中性点接地装置 ７ 計器用変圧器 ８ 諸状態量入力回路 ９ 定常状態回転子温度予測演算回路 10 変圧器 11 電流入力回路 12 等価逆相電流算出回路 13 回転子温度上昇値演算回路 14 出力演算回路 15 回転子許容温度設定器 16 外部からの出力指令値 17 回転子界磁巻線温度検出器 18 回転子界磁巻線温度算出回路 19 出力
Claims (1)
- 【請求項１】 発電機の出力電流を取込みこの電流より
発電機に流れる逆相電流と高調波電流より等価逆相電流
を求める等価逆相電流演算手段と、この等価逆相電流演
算手段により求められた等価逆相電流から前記発電機の
回転子の等価逆相電流による予測温度上昇値を求める回
転子温度上昇値演算手段と、前記発電機の諸状態量を取
込みこの諸状態量より定常状態の発電機の回転子温度の
予測値を求める回転子温度演算手段と、この回転子温度
演算手段により求められた定常状態の回転子温度予測値
と前記回転子温度上昇値演算手段で求められた等価逆相
電流による予測温度上昇値とにより回転子の実際の温度
を予測しこの予測値を許容温度値と比較して回転子温度
が許容値を超えない発電機出力を求めると共にその時点
での発電機出力および回転子の界磁巻線温度との関係か
ら発電機出力を制御する出力制御手段とを具備したこと
を特徴とする発電機の出力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4116575A JPH05316797A (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 発電機の出力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4116575A JPH05316797A (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 発電機の出力制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05316797A true JPH05316797A (ja) | 1993-11-26 |
Family
ID=14690513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4116575A Pending JPH05316797A (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 発電機の出力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05316797A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002191195A (ja) * | 2000-12-19 | 2002-07-05 | Denso Corp | 車両用電動発電装置 |
| WO2014203522A1 (ja) * | 2013-06-19 | 2014-12-24 | ダイキン工業株式会社 | コンテナ用冷凍装置 |
-
1992
- 1992-05-11 JP JP4116575A patent/JPH05316797A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002191195A (ja) * | 2000-12-19 | 2002-07-05 | Denso Corp | 車両用電動発電装置 |
| WO2014203522A1 (ja) * | 2013-06-19 | 2014-12-24 | ダイキン工業株式会社 | コンテナ用冷凍装置 |
| JP2015025647A (ja) * | 2013-06-19 | 2015-02-05 | ダイキン工業株式会社 | コンテナ用冷凍装置 |
| CN105283723A (zh) * | 2013-06-19 | 2016-01-27 | 大金工业株式会社 | 集装箱用冷冻装置 |
| CN105283723B (zh) * | 2013-06-19 | 2017-05-17 | 大金工业株式会社 | 集装箱用冷冻装置 |
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