JPH0638719B2 - 発電機解列準備制御方法 - Google Patents

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、発電プラントの停止操作過程の１つとして、
発電機負荷を減少させ、解列負荷まで下降したところで
発電機遮断器を開放し、系統との切り離しを行なう発電
機解列操作において、その準備操作としての発電機負荷
下降操作を安定に行なえるようにした発電機解列準備制
御方法に関する。

（従来の技術） 火力や原子力等の発電プラントにおける発電機駆動用タ
ービンの制御は、通常、電気油圧式タービン制御装置
（以下ＥＨＣという）により行なっている。つまり、Ｅ
ＨＣはタービン入口にある蒸気加減弁（以下ＣＶとい
う）及び中間加減弁（ＩＶ）さらにタービンバイパス弁
（ＢＰＶ）の開度を制御することにより、ボイラ或いは
原子炉からの蒸気圧力を一定に制御（圧力制御）しつ
つ、ＣＶの開度を変えてタービンへの流入蒸気量を加減
してタービン速度を制御（速度制御）して、発電機の負
荷電流の制御（負荷制御）を行なう。以下、第３図の制
御ブロック図により従来のＥＨＣによるタービン制御の
概要を説明する。

圧力制御系Ｉは、主蒸気圧力センサ２４にて検出した主
蒸気圧力信号と、ＥＨＣ制御盤の主蒸気圧力設定器２６
からの圧力設定身号との偏差信号２５に、ゲイン（圧力
調定率と呼ばれる定数の逆数）２７を掛けた圧力誤差信
号１１を、ＣＶ開度要求信号として出力する。

速度制御系IIは、タービン速度センサ２８にて検出した
タービン速度信号２９と速度設定器３０からの速度設定
信号との偏差を求めた速度偏差信号３６と、タービン速
度信号２９を微分器３１に通して求めた加速度信号３３
と加速度設定３２からの加速度設定信号との偏差を積分
器３４で積分した加速度偏差信号３５とを、低値優先回
路（以下ＬＶＧという）３７に入力して両信号３５，３
６の内低いレベルをもつ方を選択してＬＶＧ出力信号３
８とし、このＬＶＧ出力信号３８にゲイン（速度調定率
と呼ばれる定数の逆数）３９を掛けて速度誤差信号７と
して出力する。

また、負荷制御系IIIは、蒸気の速度誤差信号７に、負
荷設定器（以下、ＬＲという）６で設定した負荷設定信
号（以下、ＬＲ信号という）８を加えて、この信号をＣ
Ｖ開度要求信号９として出力する。

そして、圧力制御系ＩからのＣＶ開度要求信号としての
圧力誤差信号１１と、速度制御系II及び負荷制御系III
からのＣＶ開度要求信号９とは、低値優先回路（以下Ｌ
ＶＧという）４に入力される。さらに、ＬＶＧ４には、
負荷制限器２からの負荷制限信号５及び最大流量制限器
４０からの最大流量制限信号４１が入力される。これら
ＬＶＧ４の入力信号は、その内最も低いレベルの信号が
選択されて、ＣＶ流量信号１０としてＣＶ１４の開度制
御に用いられる。

発電機が並列つまり系統に接続されて電力を供給する状
態になる前は、タービンバイパス弁が開かれており、こ
の状態においては、圧力誤差信号１１とＣＶ開度要求信
号９とのレベルを比較すると、ＣＶ開度要求信号９の方
が低いため、タービン速度の変動とＬＲ信号８とによっ
てＣＶ１４の開度が制御される。発電機が並列すると、
タービン速度は系統周波数で決定されるので、専らＬＲ
信号８の上昇によりＣＶ１４が開かれ発電機負荷が上昇
する負荷制御状態となる。さらにＬＲ信号８を上昇させ
て行くと、ＣＶ開度要求信号９が圧力誤差信号１１より
大きくなり、タービンバイパス弁は全閉となって、圧力
制御系Ｉのみが作用する圧力制御状態へ移行する。通常
運転中はこの圧力制御状態であり、タービン速度に少々
の変動があってもＣＶ開度は影響されない。

次に、プラント停止操作に入ると、ボイラ又は原子炉の
出力が減じられるため、これに伴い発電機負荷も減少し
て行く。この間、ＬＲ信号８は、実負荷に対し少し高い
位置例えば＋１０％の位置で自動追従（トラッキング）
し、負荷制限号５は定格負荷の例えば１１０％の位置、
最大流量制限信号４１は定格流量の例えば１１５％の位
置に保持される。

その後、負荷が定格の約１０％まで降下すると、ＬＲ６
を手動（又は計算機）モードに切り替え、発電機解列準
備として、負荷の下降操作に入る。その様子を第４図に
示す。

まず、負荷１５が１０％（図中１７で示す負荷）となっ
たら、ＬＲ６をトラッキングモードから手動モードに移
し、手動操作にてＬＲ信号８の値を降下させる（時点１
９）。ＬＲ信号８は実負荷１５に対し＋１０％の位置に
あるため、これを下げてもすぐにはＣＶ開度に影響が出
ない。ＬＲ信号８が徐々に下がって来て、これによりＣ
Ｖ開度要求信号９のレベルが降下して、圧力誤差信号１
１より低くなると、ＣＶ流量信号１０は圧力誤差信号１
１からＣＶ開度要求信号９に替わり、同時にタービンバ
イパス弁が開いて（バイパス弁開度１６として図示す
る）、負荷１５が減少し始める（時点２０）。

以後、ＬＲ信号８を下げるに伴い、負荷１５も降下し、
同時にバイパス弁が開いてくる。この操作は、負荷１５
が定格の約２〜３％（解列負荷１８という）になるまで
継続して行なわれる。負荷１５が解列負荷１８となった
ところで、ＬＲ信号８の降下を停止し（時点２１）、そ
の後発電機遮断器を開放して発電機と系統とを切り離す
（時点２２）。尚、この間、負荷制限信号５は定格１１
０％の高い位置にあるため、ＣＶ流量信号１０には全く
関係しない。

（発明が解決しようとする問題点） 上記説明のように、通常運転中の圧力制御状態において
は、系統周波数の変動等によりタービン速度が少々変動
しても、ＣＶ開度には影響を及ぼさない。しかし、プラ
ント停止のための発電機解列準備操作に入ると、第４図
の時点２０において負荷設定信号８の低下のためにＣＶ
開度要求信号９が圧力偏差信号１１よりも低くなった後
は、圧力制御に代って速度制御及び負荷制御がＣＶ開度
を支配するため、系統周波数の変動等が直接ＣＶ開度に
影響を与えることになる。この場合、負荷１５が比較的
大きい間はあまり問題が無いが、解列負荷１８付近とな
ると危険度が増して来る。例えば、解列負荷１８付近で
系統周波数が何らかの原因で上昇した場合を想定する
と、これに伴いタービン速度が上昇するので、速度偏差
信号３６がマイナス側に発生し（通常は０）、故にＣＶ
開度要求信号９が減少してＣＶ開度が狭められ負荷が低
下する。最悪の場合には、ＣＶ１４は全閉となって、発
電機モータリング状態（系統側により発電機が電動機駆
動される状態）となり、発電機トリップに致る虞れがあ
る。発電機は通常に解列させることが望ましく、トリッ
プ回路動作による解列は極力避けなくてはならない。

かかる問題点に鑑み本発明はなされたもので、発電プラ
ントの発電機解列準備操作において、タービン制御装置
を介して行なう発電機負荷の下降操作を、系統周波数の
変動等の影響を受けることなく安定して行なうことを可
能とする発電機解列準備制御方法を提供することを目的
とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） そこで本発明は、発電プラントにおける発電機の解列準
備装置において、タービン制御装置の負荷制限器の出力
信号をこれが最も低いレベルの信号になるように下降さ
せることによって、負荷制限器により発電機負荷の下降
操作を行なうようにしたものである。

（作用） 負荷制限器の出力信号レベルをこれが最低レベルの信号
になるように下降させることによって、タービン制御装
置は負荷制御器のみに従ってタービンの流入蒸気量を減
少させて負荷を下降させて行くことになる。従って、タ
ービン制御装置の速度制御系は負荷下降操作に何ら作用
せず、よって系統周波数変動等によるタービン速度の少
々の変動は負荷下降に全く影響を及ぼさない。

（実施例） 以下、実施例により本発明を説明する。

第１図は本発明の一実施例の要部を示す制御ブロック図
で、計算機自動制御により負荷下降を行なう場合の一実
施例を示す。

同図において、圧力誤差信号１１及び速度誤差信号７は
第３図のそれと同一の信号である。プロセス計算機１
は、負荷制限器（以下、ＬＬという）２に対し、負荷制
限下げ指令（以下、ＬＬ下げ指令という）３を出力す
る。因みに、前記した従来方法では、下げ指令はＬＲ６
に対して出力されていた。同時に計算機１は、ＬＬ２か
ら負荷制限フィードバック信号１３を入力してＬＬ２の
追従状態を監視し、また発電機負荷フィードバック信号
１２をを入力して負荷の制御状態のチェックを行なう。
ＬＬ２は、ＬＬ下げ指令３に応じたレベルの負荷制限信
号（以下ＬＬ信号という）５をＬＶＧ４に出力する。

ＬＲ６から出力されたＬＲ信号８は、ＬＶＧ４からのＣ
Ｖ流量信号１０にあるレベル例えば定格の１０％を加算
した信号と比較され、その偏差信号がＬＲ６にフィード
バック入力される。ＬＲ６は、上記偏差信号が零になる
ように、ＬＲ信号８をＣＶ流量信号１０に対して＋１０
％のレベルに追従制御する。このようにしてＣＶ流量信
号１０より常に高いレベルに制御されたＬＲ信号８は、
速度誤差信号７と加え合わされ、この加算信号がＣＶ開
度要求信号９としてＬＶＧ４に入力される。

ＬＶＧ４は、入力された圧力誤差信号１１、ＬＬ信号５
及びＣＶ開度要求信号９のうち最もレベルの低い信号を
選択して、これをＣＶ流量信号１０としてＣＶ１４の開
度制御に用いる。その際、ＣＶ開度要求信号９は、その
一部を構成するＬＲ信号８が上記のようにＣＶ流量信号
１０より１０％だけ高いレベルにあるため、系統周波数
の変動等により速度誤差信号７が定格１０％以内の微小
変動をしても、ＣＶ流量信号１０より高いレベルに保た
れ、従ってＬＶＧ４によって上に阻止され、少々の速度
変動はＣＶ開度に影響を与えないことになる。

次に、上記構成による解列準備としての負荷下降操作を
第２図により説明する。

この操作の開始時点における負荷や各種設定値等のプロ
セス量は、従来同様であり第４図の状態と等しい。

従来と同様に負荷１５が定格の約１０％（図中１７で示
す負荷）にまで低下したところで、計算機１による負荷
下降操作を開始する（時点１９）。まず、計算機１はＬ
Ｌ２にＬＬ下げ指令３を出力して、定格１１０％位置に
あったＬＬ信号５を下降させる。この開始時点では、ま
だＬＬ信号５は圧力誤差信号１１に比較して十分に大き
な位置にあるため、ＣＶ開度には全く影響しない。従っ
て、計算機１はかなり大きな変化率でＬＬ信号５を降下
させて行く。

ＬＬ信号５が負荷１５の付近までくると、計算機１は少
し緩やかな変化率に切り替える（時点４２）。ＬＬ信号
５が更に下降し、圧力誤差信号１１よりも小さくなる
と、ＣＶ流量信号１０は圧力誤差信号１１からＬＬ信号
５に切り替わり、ＬＬ信号５の下降と共に負荷１５の下
降が開始する（時点２０）。これと同時に、タービンバ
イパス弁が開く（バイパス弁開度１６として図示す
る）。一方、ＣＶ開度要求信号は、ＬＲ信号８が自動ト
ラッキングモードでＣＶ流量信号１０つまりＬＬ信号５
より１０％高いレベルにトラッキングしているため、系
統周波数の変動等によるタービン速度の少々の変動では
ＬＬ信号５を下回ることは殆んど無い。従って、ＣＶ開
度はＬＬ信号５のみによって制御され、発電機負荷１５
はタービン速度変動に影響されずにＬＬ信号５のみに従
って安定に下降する。

さらに負荷１５が下降し、解列負荷１８（定格負荷の２
〜３％）に達すると、解列準備操作が完了しＬＬ信号５
の下降は停止される（時点２１）。この状態において
も、ＣＶ開度はＬＬ信号５のみで制御されるため、全く
安定した状態で負荷が保持される。この状態において、
手動にて発電機遮断器を開放し、解列操作が完了する
（時点２２）。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、発電機解列準備
操作において、タービン制御装置の負荷制限器の出力レ
ベルを下降させることによって負荷制限器のみで発電機
負荷の下降操作を行なうようにしているので、系統周波
数変動等に起因するタービン速度変動の影響を受けるこ
となく安定に負荷下降が行なえ、解列負荷到達後も安定
に負荷を保持することができ、従って本操作に伴う発電
機モータリングによる発電機トリップ事故が防止でき、
タービン制御の信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部を示す制御ブロック
図、第２図は同実施例による各プロセス量の変化を示す
タイムチャート、第３図は従来の解列準備制御方法の概
要を示す制御ブロック図、第４図は同従来方法による各
プロセス量の変化を示すタイムチャートである。 Ｉ……圧力制御系、II……速度制御系、III……負荷制
御系、１……プロセス計算機、２……負荷制限器（Ｌ
Ｌ）、３……負荷制限（ＬＬ）下げ指令、４……低値優
先回路（ＬＶＧ）、５……負荷制限（ＬＬ）信号、６…
…負荷設定器（ＬＲ）、７……速度誤差信号、８……負
荷設定（ＬＲ）信号、９……ＣＶ開度要求信号、１０…
…ＣＶ流量信号、１１……圧力誤差信号、１２……発電
機負荷フィードバック信号、１３……負荷制限フィード
バック信号、１４……蒸気加減弁（ＣＶ）、１５……発
電機負荷。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発電プラントのタービン速度を制御するた
   めの速度制御系、この速度制御系からの信号を受けて発
   電機負荷を制御するための負荷設定器及び前記速度制御
   系とは独立して発電機負荷を制限するための負荷制限器
   とを備え、これらのうちタービンの流入蒸気量を最も少
   なく制御せんとするものに従って前記流入蒸気量を制御
   するように構成された電気油圧式タービン制御装置を用
   いて、発電機の解列準備操作としての発電機負荷の下降
   操作を行なう発電機解列準備制御方法において、発電機
   の定格出力の略１０％を超える範囲では前記負荷下降を
   前記負荷設定器で制御し、発電機の定格出力の略１０％
   以下の範囲では前記負荷下降を前記負荷制限器で制御す
   ることを特徴とする発電機解列準備制御方法。