JPH06159006A - タービン発電機出力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 出力制御装置の異常を速やかに検知する機能
を備えたタービン発電機出力制御装置を提供することを
目的とする。 【構成】 指令値と操作端位置信号（フィードバック信
号）の偏差によりガバナーモーターを正転または逆転駆
動し、操作端位置を制御するように構成したタービン発
電機の制御装置において、前記ガバナーモーターへ与え
る正転または逆転信号と、操作端信号の変化の状態が同
じか否かを判定し、否の場合に制御異常として異常信号
を出力するようにしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、火力発電所などにおい
てモーターを操作端として発電出力を制御するタービン
発電機の出力制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】タービン発電機の制御システムとして
は、指令値と操作端位置信号の偏差によりモーターを正
転または逆転させ、操作端位置を制御する方式が広く使
用されている。

【０００３】タービン発電機の出力制御系の一例を図２
に示す。図２において、発電機１はタービン２に直結さ
れており、その出力は、加減弁３の開度に応じてタービ
ン２に与えられる蒸気量によって決定される。加減弁３
の開度は、ガバナー４をガバナモーター５により操作す
ることにより設定される。ガバナー４の設定値は位置検
出器６により機械的に検出され、電気信号に変換されて
タービン発電機出力制御装置７に入力される。タービン
発電機出力制御装置７は、発電機１および位置検出器６
からの信号に基づいてガバナモーター５を駆動すること
によりガバナー４の設定値を操作し、結果的に加減弁３
の開度を調整する。

【０００４】図３は、図２のタービン発電機出力制御装
置７の具体例を示している。同図において、発電機出力
指令値作成部７１により与えられた発電機出力指令値
と、発電機１からフィードバックされた出力信号の偏差
とを第１の偏差演算器７２で演算し、その結果をＰＩＤ
コントローラー７３にかけてガバナーの設定指令とす
る。第２の偏差演算器７４では、ＰＩＤコントローラー
７３から出力されたガバナーの設定指令と、位置検出器
６によって検出されたガバナーの設定値との偏差を演算
し、その結果をモーター駆動装置７５に与える。このモ
ーター駆動装置７５では、第２の偏差演算器７４の偏差
に応じてガバナーモーター５を増減するのに適した増減
パルスを出力し、ガバナー４の設定を操作する。また、
第１の偏差演算器７２の出力を偏差モニター７６にて監
視し、ある値以上になるとタイマー７７にかけ、それが
所定時間継続した場合には、制御系異常としてとらえ、
制御を除外すると共に警報を発するようにしている。

【０００５】このように構成された制御系においては、
発電機出力指令値と発電機出力の偏差を無くすようにガ
バナーの設定値を操作することになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】タービン発電機の出力
制御に際しては、どのような場合でも制御系の異常に対
する保護機能が必要であるが、特に電力事業分野におい
ては、制御系に異常が発生した場合、それが与える社会
的影響は極めて大きいため、充実した保護機能が必要で
ある。従って、制御系が正常に動作しているかどうかを
診断することが重要であるが、上述したタービン発電機
の出力制御においては、異常検出は通常発生し得る偏差
以上の偏差に対しある程度の余裕を見込むと共に、制御
系の外乱等で簡単に動作しないように、所定の時間要素
を持たせているため、実際に制御異常として捕らえたと
きには、かなりの偏差が生じており、必要とする発電機
出力が得られないことがある。

【０００７】火力発電所においては、発電に必要なエネ
ルギーはボイラーにより発生させているが、ボイラーは
一般的に応答が遅いため、発電に必要なエネルギーを制
御するには、発電出力制御側が安定していることが必要
不可欠である。発電出力制御側の制御がうまく行われな
いと、ボイラー側では圧力が変動したり温度が変動し、
そのため給水制御やその他のプロセスに影響を与え、発
電所自体が不安定となり、最悪の場合には発電所を止め
なければならなくなってしまうことになる。発電所が一
つ止まると、それが引き起こす影響は重大で、その発電
機が接続されている電力系統によっては、社会的問題に
発展することもあり、絶対に避けなければならない。

【０００８】このため、タービン発電機出力制御装置の
モニター機能をできる限り充実させることが必要であ
る。そこで、図３の出力制御装置においては、第１の偏
差演算器７２の出力を偏差モニター７６とタイマー７７
でモニターしているが、さらに第２の偏差演算器７４の
出力についても、これと同じ手法でモニターすることも
行なわれている。しかしながら、この場合もやはり偏差
の大きさと時間要素があるため、上記したと同様の不都
合がある。

【０００９】本発明は、このような不都合を解消すべく
なされたもので、出力制御装置の異常を速やかに検知す
る機能を備えたタービン発電機の制御装置を提供するこ
とを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、発電機出力指
令値と発電機出力との偏差を演算して求まるガバナーの
設定指令値と、位置検出器で検出されるガバナーのガバ
ナー設定値との偏差を演算し、この偏差に応じてガバナ
ーモーターに増減パルスを出力するモーター駆動装置を
有するタービン発電機出力制御装置において、前記モー
ター駆動装置から出力されるガバナーモーターの正回転
および逆回転時のパルス信号をカウントし、カウント値
として出力するカウントメモリと、このカウントメモリ
ーから出力されるカウント値が設定された値以上になっ
たときに警報出力を発する警報設定器と、前記位置検出
器で検出されるガバナー設定値の変化方向から前記ガバ
ナーモーターが正および負方向であるか判定する判定部
と、この判定部での判定と前記カウントメモリーのカウ
ント値に基づいて前記カウントメモリーのカウント値を
リセットさせる信号を出力する論理演算器とを備えるこ
とを特徴とする。

【００１１】

【作用】上述のように構成した本発明の制御装置におい
ては、モーターへ与える正転または逆転信号と、操作端
信号の変化の状態が同じか否かを判定し、否の場合に制
御異常として異常信号を出力するので、出力制御装置に
異常が生じた場合、これを速やかに検知することができ
る。

【００１２】

【実施例】次に、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。なお、図１において、図２および図３におけ
ると同一部分には同一符号を付し、同一部分の説明は省
略する。

【００１３】図１に示すように、本発明に係るタービン
発電機制御装置の構成は、図３に基づいて説明した従来
のタービン発電機出力制御装置に、操作端動作モニター
８を付加したことを特徴とするものである。

【００１４】すなわち、図１に示す操作端動作モニター
８において、カウントメモリー８１，８２はモーター駆
動装置７５から出力されたモーター正転および逆転のパ
ルス信号の数を数え、そのカウント値を出力する。警報
設定器８３，８４は、カウントメモリー８１，８２から
出力されるカウント値が設定された値以上になったとき
に警報出力を発する。

【００１５】カウントメモリー８１，８２のカウント値
はそれぞれリセット信号により０にリセットされるが、
これらのリセット信号は以下に述べる８５〜８９によっ
て作られる。微分器８５は位置検出器６からの入力信号
の変化を正、負の信号に変換して出力する。８６，８７
は信号判定器であり、正方向判定器８６は微分器８５か
らの出力信号が正方向を判定し、判定結果をＯＮ／ＯＦ
Ｆで出力する。また負方向判定器８７は同じく微分器８
５からの出力信号が負方向を判定し、判定結果をＯＮ／
ＯＦＦで出力する。論理演算器８８，８９，９０は、２
入力信号の論理和をとって入力信号のどちらか、または
２入力信号ともに信号が「ＯＮ」の時に出力を生じる。

【００１６】上述のように構成した本発明のタービン発
電機制御装置において、発電機出力指令値作成部７１に
より与えられた発電機出力指令値と、発電機出力との偏
差を第１の偏差演算器７２で演算し、その結果をＰＩＤ
コントローラー７３にかけ、ガバナーの設定指令とす
る。第２の偏差演算器７４では、このガバナーの設定指
令値と、位置検出器６から入力するガバナー設定値との
偏差を演算し、その結果をモーター駆動装置７５に与え
る。モーター駆動装置７５では、この偏差に応じて、ガ
バナーモーター５を増減するのに適した増減パルスを出
力し、ガバナー４の設定値を操作する。その結果、加減
弁３の開度が加減され、タービン２に与えられる蒸気量
が調整され、これにより発電機１の出力を発電機出力指
令値になるように制御する。

【００１７】上記の制御過程において、異常が発生する
可能性の最も大きい部位は、頻繁に正転、逆転するガバ
ナーモーター５と、ガバナー設定値を検出する位置検出
器６である。通常、位置検出器６のセンサーには、作動
トランスまたはポテンショメーターが使われているが、
ガバナーモーター５の異常にしてもセンサーの異常にし
ても、モーター駆動装置７５から与えられる増減パルス
に対して位置検出器６の信号が正常に応答しなくなる。

【００１８】ここで、モーター駆動装置７５が増パルス
を出力した場合、カウントメモリー８１は「１」と数
え、記憶する。制御系が全て正常ならガバナーの設定値
が変化し、位置検出器６の信号が正方向に変化するため
正方向判定器８６の出力がＯＮとなり、論理演算器８８
を経てカウントメモリー８１をリセットするため警報設
定器８３は動作しない。

【００１９】一方、ガバナーモーターまたはガバナーの
設定値の検出部に異常があると、位置検出器６の信号が
正常に動かなくなり、従って正方向判定器８６の出力は
ＯＮとならず、カウントメモリー８１はリセットしない
ことになる。

【００２０】位置検出器６の信号が正常に戻ってこない
と、制御系としては再びモーター駆動装置７５が増パル
スを出力するように動作する。再度増パルスが出力され
るとカウントメモリー８１が「２」を数える。同様に異
常が継続しているとカウントメモリー８１のカウントが
増えていく。このカウント値が警報設定器８３で設定し
た値になると警報設定器８３の出力がＯＮとなり、操作
端異常として警報を発する。この場合、警報と同時に制
御を中断するように構成すれば、現状維持も可能であ
る。また、警報設定器８３の設定値を「２」としておけ
ば、異常検出時間は最短となる。

【００２１】なお、操作端動作モニター８の構成の中
で、カウントメモリー８１のリセットの条件としてモー
ター駆動装置７５の減パルスも取り込むようにしている
が、これは増、減パルスが交互に出力されたような場
合、位置検出器６の検出遅れなどにより微分器８５がそ
の機能を十分に発揮できないような場合が想定されるた
めであり、この場合カウントメモリー８１のリセットは
逆側の増、減パルスの出力によってリセットすることで
操作端動作モニター８の誤動作を防ぐことができる。
また、以上の説明では増パルスの場合について説明した
が、減パルスについても同様の動作となる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明によると発電機出
力制御系の操作端異常を速やかに検知することができ、
発電機出力を変動させることなく、またボイラー制御に
も影響を与えない極めて安定した保護機能を有するター
ビン発電機の出力制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による発電機出力制御装置の構成例を示
す系統図。

【図２】タービン制御系の一例を示す系統図。

【図３】従来の発電機出力制御装置の一例を示す系統
図。

【符号の説明】

７………タービン発電機出力制御装置 ８………操作端動作モニター ７１………発電機出力指令値作成部 ７２………第１の偏差演算器 ７３………ＰＩＤコントローラー ７４………第２の偏差演算器 ７５………モーター駆動装置 ７６………偏差モニター ７７………タイマー ８１，８２…カウントメモリー ８３，８４…警報設定器 ８５……微分器 ８６，８７…信号判定器 ８８，８９，９０…論理演算器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電機出力指令値と発電機出力との偏差
   を演算して求まるガバナーの設定指令値と、位置検出器
   で検出されるガバナーのガバナー設定値との偏差を演算
   し、この偏差に応じてガバナーモーターに増減パルスを
   出力するモーター駆動装置を有するタービン発電機出力
   制御装置において、前記モーター駆動装置から出力され
   るガバナーモーターの正回転および逆回転時のパルス信
   号をカウントし、カウント値として出力するカウントメ
   モリと、このカウントメモリーから出力されるカウント
   値が設定された値以上になったときに警報出力を発する
   警報設定器と、前記位置検出器で検出されるガバナー設
   定値の変化方向から前記ガバナーモーターが正および負
   方向であるか判定する判定部と、この判定部での判定と
   前記カウントメモリーのカウント値に基づいて前記カウ
   ントメモリーのカウント値をリセットさせる信号を出力
   する論理演算器とを備えることを特徴とするタービン発
   電機出力制御装置。