JPH0640701B2 - 発電機電圧調整装置 - Google Patents

発電機電圧調整装置

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JPH0640701B2
JPH0640701B2 JP62147378A JP14737887A JPH0640701B2 JP H0640701 B2 JPH0640701 B2 JP H0640701B2 JP 62147378 A JP62147378 A JP 62147378A JP 14737887 A JP14737887 A JP 14737887A JP H0640701 B2 JPH0640701 B2 JP H0640701B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は発電機の出力電圧を制御し、また並行運転時の
発電機の横流を減少する発電機電圧調整装置に関するも
のである。
〔従来の技術〕
第2図は従来の発電機電圧調整装置を給電回路と共に示
す回路図である。界磁巻線2を有する発電機1の出力側
は遮断器3,線路抵抗r及び線路リアクタンスxを有す
る給電ケーブルc,負荷開閉器6を介して、例えば電動
機等の負荷7と接続され、また変成器8の1次側と接続
されている。変成器8の2次側は電圧検出点切換回路17
の常閉接点17bを介して自動電圧調整器10と接続されて
おり、自動電圧調整器10の出力を界磁巻線2に与えてい
る。前記負荷開閉器6のの電源側が接続されている負荷
側母線Lは、遠隔点電圧検出ケーブル16及び電圧検出点
切替回路17の常開接点17aを介して自動電圧調整器10の
入力側と接続されている。
いま遮断器3及び負荷開閉器6が遮断している場合は、
自動電圧調整器10の入力側は電圧検出点切替回路17の常
閉接点17bを介して発電機1の出力電圧を検出する変成
器8の2次側と接続される。従って自動電圧調整器10は
発電機1の起動時には発電機1の無負荷の出力電圧を設
定電圧になすべく調整する。
一方、遮断器3を投入して負荷7に給電した場合は、給
電ケーブルCの線路抵抗r及び線路リアクタンスxによ
る電圧降下で、負荷側母線Lの電圧が低下するから、そ
れを防ぐべく電圧検出切替回路17を切替えて、自動電圧
調整器10の入力側を常開接点17aを介して負荷側母線L
側と接続して、負荷側母線L側の電圧を所定値になすべ
く発電機1の出力電圧を調整する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前述したように、自動電圧調整器10を用いて負荷側母線
Lの電圧を調整する場合は、遠距離にある負荷7側と発
電機1との間に延設する長尺の遠隔点電圧検出ケーブル
16を必要とすると共に、電圧検出点切替回路17を必要と
する。また発電機1を並行運転する場合には、両発電機
相互間の横流を補償すべく別に横流補償装置を必要とす
るという問題がある。
本発明は前述した問題点に鑑み、遠隔点電圧検出ケーブ
ル及び電圧検出点切替回路を必要とせずに負荷側電圧を
一定に調整でき、しかも横流補償装置を用いずに、横流
を減少させて発電機の並行運転ができる発電機電圧調整
装置を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
第1発明に係る発電機電圧調整装置は、負荷側の電圧を
信号に変換したその信号を発電機側へ伝送する信号伝送
手段と、負荷側電圧並びに発電機の出力電圧及び出力電
流が入力されて給電ケーブルにおける電圧降下を演算
し、前記出力電圧から電圧降下を差し引いた負荷側電圧
計算値を算出する演算器と、設定電圧と負荷側電圧計算
値又は前記信号によって入力された負荷側の電圧の実測
値とを比較して、設定電圧に負荷側電圧計算値又は負荷
側の電圧の実測値を等しくなすべく界磁巻線に電流を供
給する自動電圧調整器とを備える。
第2発明の発電機電圧調整装置は、負荷側の電圧の実測
値を信号に変換したその信号を発電機側へ伝送する信号
伝送手段と、発電機の出力電圧及び出力電流が入力さ
れ、給電ケーブルにおける電圧降下を演算し、出力電圧
から電圧降下を差し引いた負荷側電圧計算値を算出する
ようになしており、発電機が並行運転されている状態を
示す並行運転指令信号が入力され、発電機の出力電圧及
び出力電流により発電機の無効電流を算出するようにな
している演算器と、前記信号によって負荷側の電圧の実
測値が入力され、設定電圧と前記負荷側電圧計算値又は
負荷側の電圧の実測値とを比較し、負荷側電圧計算値又
は負荷側の電圧の実測値を設定電圧に等しくなすべく界
磁巻線に電流を供給するようになしており、並行運転指
令信号及び無効電流の信号が入力されて、無効電流の増
加にともない発電機の出力電圧を垂下させるべく界磁巻
線の電流を減少させるようになしている自動電圧調整器
とを備えて構成する。
〔作用〕
第1発明では、演算器が、発電機の出力電圧及び出力電
流に基づき給電ケーブルの電圧降下を演算して発電機の
出力電圧から電圧降下を差し引いた負荷側電圧計算値を
算出する。自動電圧調整器は予め設定している設定電圧
と、算出した負荷側電圧計算値又は伝送された信号に応
じた負荷側の電圧の実測値とを比較し、負荷側電圧計算
値又は負荷側の電圧の実測値を設定電圧になすべく発電
機の界磁電流を制御して、負荷側の電圧を調整する。
これにより、負荷側の電圧を一定にできる。
第2発明では、演算器は、発電機の出力電圧及び出力電
流に基づき、給電ケーブルの電圧降下を演算して、発電
機の出力電圧から電圧降下を差し引いた負荷側電圧計算
値を算出する。また、入力された並行運転指令信号及び
発電機の出力電圧、出力電流により発電機の無効電流を
算出する。自動電圧調整器は、予め設定している設定電
圧と、算出した負荷側電圧計算値又は伝送された信号に
応じた負荷側の電圧の実測値とを比較し、負荷側電圧計
算値又は負荷側の電圧の実測値を設定電圧になすべく発
電機の界磁電流を制御する。また算出した無効電流の増
加に応じて発電機の出力電圧を垂下させるよう界磁巻線
の電流を制御する。
これにより、負荷側の電圧を一定にできる。また発電機
相互間の横流を抑制できる。
〔実施例〕
以下本発明をその実施例を示す図面によって詳述する。
第1図は本発明に係る発電機電圧調整装置を適用して2
基の発電機を並行運転している給電回路の回路図であ
る。2系統の給電回路G1,G2の夫々において、発電機1
は界磁巻線2を有し、その出力側は遮断器3と、線路抵
抗r及び線路リアクタンスxを有する給電ケーブルCと
負荷開閉器6とを介して電動機等である負荷7と接続さ
れている。夫々の給電回路G1,G2の負荷側母線L,Lは
共通接続されている。
発電機1と遮断器3との間には発電機1の出力電圧を検
出する変成器8及び発電機1の出力電流を検出する変流
器9を設けている。この変成器8及び変流器9の出力を
本発明の発電機調整装置13の演算器11に入力している。
この演算器11には給電ケーブルCの線路抵抗r,線路リ
アクタンスxの数値を設定している。演算器11の出力は
自動電圧調整器10に与えられていて、自動電圧調整器10
の出力により前記界磁巻線2の電流を供給している。
給電回路G1の負荷7側には、負荷開閉器6の電源側と接
続している負荷側母線Lの電圧即ち負荷側電圧を実測し
て多重伝送装置の信号伝送手段であるデータウェイDWへ
送信する多重伝送用の送信端末機14aを設けている。発
電機1側には前記送信端末機14aが送信した電圧信号を
受信する多重伝送用の受信端末機14bを設けていて、そ
の電圧信号を本発明の発電機電圧調整装置13の多重伝送
インタフェイス12に入力している。また給電回路G2側に
も同様に送信端末機14c、受信端末機14dが設けられてお
り、同一のデータウイDWに連なっている。
多重伝送インタフェイス12は負荷側電圧の実測値を表す
受信信号を必要に応じてデコードとして演算機11及び電
圧調整器10に与える。更に、中央演算処理装置15を設け
ており、この中央演算処理装置15は並行運転指令信号等
を発し、この出力信号を多重伝送装置のデータウェイDW
へ送信し、また反対にデータウェイDWから信号を受信す
べく制御をする中央機14eを設けている。
前記発電機電圧調整装置13における、演算器11はそれに
設定している線路抵抗r,線路リアクタンスxの値と、
変成器8及び変流器9からの入力と、多重伝送インタフ
ェイス12から入力された負荷側電圧の実測値及び並行運
転指令信号との入力により、給電ケーブルCにおける電
圧降下、出力電圧から電圧降下を差し引いた負荷側電圧
計算値及び発電機1の無効電流を高速演算する。自動電
圧調整器10は演算器11が算出した負荷側電圧計算値Vx
又はその実測値を設定電圧と比較して負荷側電圧計算値
又は負荷側電圧実測値を設定電圧と等しくなすよう界磁
巻線に電流を供給するようになっている。
次にこの発電機電圧調整装置の動作を説明する。発電機
1の出力電圧を,出力電流を,自動電圧調整器
10に予め設定している設定電圧をVsとすると、演算器
11は変成器8が検出した出力電圧と、変流器9が検
出した出力電流とから負荷側の電圧xを算出す
る。
x=−(r+jx)…… (1) 即ち、演算器11は給電ケーブルにおける電圧降下分を差
し引いた負荷側電圧計算値を算出する。そして自動電圧
調整器10は演算器11の負荷側電圧計算値xと設定電圧
Vsとを比較し、その偏差x−Vsがx−Vs<0
である場合には発電機1の界磁巻線2の電流を増加すべ
く信号を出力して発電機1の出力電圧を上昇させ、x
−Vs>0である場合は界磁巻線2の電流を減少すべく
信号を出力して発電機1の出力電圧を下降させる制御を
して、発電機1の出力電圧を設定電圧Vsと等しく
なすべく、自動電圧調整器10は界磁巻線2に電流を供給
する。
遮断器3が投入されている場合は、発電機1の出力電流
は負荷7に流れるから、演算器11の出力電圧は前記
(1)式の如くなる。そしてx=Vsとなるから、発電
機1の出力電圧は、 =x+(r+jx)=Vs+(r+jx) ……(2) となる。
負荷側電圧の実測値をとすると出力電圧は給電
線Cの電圧降下分(r+jx)だけ負荷側電圧
り高い+(r+jx) ……(3) となって、=Vsとなる筈であるが、実用上は線路
抵抗r,線路リアクタンスxの設定誤差並びに検出及び
演算誤差によって、負荷側電圧と基準電圧Vsとの
間に若干の差が生じることになる。≠Vsである場
合は、多重伝送インタフェイス12から入力された負荷側
電圧実測値と設定電圧Vsとを比較し、この偏差電
−Vsを零になすべく界磁巻線2に電流を供給す
る。これにより前記誤差相当分の出力電圧が調整され
て、負荷側電圧は誤差の影響がない一定した値に調整さ
れることになる。
これに対して遮断器3が遮断されている場合は=0
となるが投入時同様の(1)式で出力電圧をVsとす
べき制御が行える。
このような動作とは別に演算器11は以下の如き演算を行
う。即ち、発電機1の無効電流(横流)をQとすると演
算器11が算出する負荷側電圧計算値xは、 x=+K=+K・sinθ ……(4) (但しθはとの位相角、Kは比例定数) となる。
そして、この場合も自動電圧調整器10は、負荷側電圧計
算値xを設定電圧Vsに等しくする制御を行うため、
発電機1の出力電圧は(4)式より、 =x−K・sinθ =Vs−K・sinθ ……(5) となって、無効電流Q(横流)の増加とともに発電機1
の出力電圧を垂下させる制御をすることになる。そ
して前述したように演算器には出力電圧と出力電流
とが入力されているから、出力電圧の例えば最
大値の位相と、出力電流の最大値の位相との差を演
算することにより、位相角θを算出できる。
なお、発電機の並行運転時に生じる横流は、並行運転し
ている発電機の併合点で電圧差が生じる場合に発生する
が、横流は出力電圧が高い発電機では位相が遅れとな
り、出力電圧が低い発電機では進みとなる。そのため、
(5)式により出力電圧を制御する。この場合、比例
定数Kは出力電圧を簡易的に固定値として処理して
いる。それ故、横流と無効電流K・sinθは比例関
係にあり、遅れの横流が流れるとK・sinθは大き
くなり、出力電圧は低下する。反対に、進みの横流
が流れるとK・sinθは負となり(5)式により出力電
は上昇する。それにより横流が流れると、各発電
機は横流を打ち消す方向に作用し、横流が生じないとこ
ろ、(5)式では設定電圧Vsで並行運転している発電機
の出力電圧が安定することになる。
そして、発電機の並行運転を行なう場合、出力電圧
は、(3),(5)式により、 =Vs+(r+jx)−K・sinθ……(6) によって制御され、(r+jx)で出力電流による電圧降
下分の補正が行なわれ、K・sinθによって横流を
制御することになる。
このようにして、第1発明の発電機電圧調整装置は、急
激な負荷の変動により負荷側電圧が急激に変化した場合
には、出力電圧から電圧降下分を差し引いた負荷側電圧
計算値に基づいて負荷側電圧を迅速に調整でき、負荷が
安定している場合には、データウェイを介して伝送され
る信号に応じた負荷側電圧の実測値に基づいて負荷側電
圧を高精度に調整できる。また負荷側電圧を発電機側へ
与えるための多数のケーブルを延設する必要がない。
第2発明の発電機電圧調整装置は、急激な負荷の変動に
より負荷側電圧が急激に変化した場合には、出力電圧か
ら電圧降下分を差し引いた負荷側電圧計算値に基づいて
負荷側電圧を調整でき、負荷が安定している場合には、
データウェイを介して伝送される信号に応じた負荷側電
圧実測値に基づいて負荷側電圧を調整できる。また負荷
側電圧を発電機側へ与えるための多数のケーブルを延設
する必要がない。更に演算器が演算した無効電流(横
流)に応じて発電機の出力電圧を垂下させることができ
る。これにより負荷側電圧を一定に制御するとともに、
並行運転している発電機相互間に流れる横流をも抑制で
きる。
なお、本実施例以外に、例えば、発電機の並行運転の無
効電力分担制御として、中央演算処理装置15で夫々の発
電機1の無効電力を検出し、これと各発電機の基準無効
電力とを比較して、この偏差電力を零になすべき信号を
中央演算処理装置から多重伝送により多重伝送インタフ
ェイスを介して自動電圧調整器10に入力して、その信号
に基づいて界磁巻線の電流を制御する構成としても同様
の効果を得ることができる。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、第1発明によれば負荷側の電力を
一旦、信号に変換して発電機側へ伝送するから、高い負
荷側電圧が課電される遠隔点電圧検出ケーブル及び電圧
検出点切替回路を多数設けることなく、負荷側の電圧を
一定に制御することができる。また、発電機の出力電圧
を負荷側電圧計算値及び負荷側の電圧の実測値により制
御するから、負荷の急変による電圧変化にも迅速に対応
して調整でき、また負荷側の電圧を高精度に安定させる
ことができる電圧調整装置を提供できる。
第2発明によれば、負荷側の電圧を一旦信号に変換して
発電機側へ伝送するから高い負荷側電圧が課電される遠
隔点電圧検出ケーブル及び電圧検出点切替回路を多数設
けることなく、負荷側の電圧を一定に制御することがで
きる。また発電機の出力電圧を、負荷側電圧計算値及び
負荷側の電圧の実測値により調整できるから、負荷の急
変による電圧変化にも迅速に対応して調整でき、また負
荷側の電圧を高精度に安定させることができる。更に発
電機の並行運転時における発電機相互間の横流を横流補
償装置を用いずに抑制できる等、負荷側の電圧の調整及
び横流の防止の両機能を備えた発電機電圧調整装置を提
供できる等の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る発電機電圧調整装置を適用した給
電回路の回路図、第2図は従来の自動電圧調整装置と共
に示す給電回路の回路図である。 1……発電機、2……界磁巻線、3……遮断器、6……
負荷開閉器、7……負荷、8……変成器、9……変流
器、10……自動電圧調整器、11……演算器、12……多重
伝送インタフェイス、14a,14c……送信端末機、14b,14d
……受信端末機、15……中央演算処理装置、C……給電
ケーブル おな、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】界磁巻線を有する発電機の出力電圧及び給
    電ケーブルを介して発電機と接続された負荷側の電圧
    を、前記界磁巻線の電流を制御することにより一定にな
    すべく前記出力電圧を調整する発電機電圧調整装置にお
    いて、 前記負荷側の電圧の実測値を信号に変換したその信号を
    前記発電機側へ伝送する信号伝送手段と、前記発電機の
    出力電圧及び出力電流が入力され、前記給電ケーブルに
    おける電圧降下を演算し、前記出力電圧から電圧降下を
    差し引いた負荷側電圧計算値を算出する演算器と、前記
    信号によって負荷側の電圧の実測値が入力され、設定電
    圧と前記負荷側電圧計算値又は負荷側の電圧の実測値と
    を比較し、負荷側電圧計算値又は負荷側の電圧の実測値
    を設定電圧に等しくなすべく前記界磁巻線に電流を供給
    する自動電圧調整器とを備えていることを特徴とする発
    電機電圧調整装置。
  2. 【請求項2】界磁巻線を有する発電機の出力電圧及び給
    電ケーブルを介して発電機と接続された負荷側の電圧
    を、前記界磁巻線の電流を制御することにより一定にな
    すべく前記出力電圧を調整する発電機電圧調整装置にお
    いて、 前記負荷側の電圧の実測値に応じた信号に変換したその
    信号及び発電機が並行運転されているときの並行運転指
    令信号を前記発電機側へ伝送する信号伝送手段と、前記
    発電機の出力電圧及び出力電流が入力され、前記給電ケ
    ーブルにおける電圧降下を演算し、前記出力電圧から電
    圧降下を差し引いた負荷側電圧計算値を算出するように
    なしており、前記並行運転指令信号が入力され、前記発
    電機の出力電圧及び出力電流により発電機の無効電流を
    算出するようになしている演算器と、負荷側の電圧の実
    測値が入力され、設定電圧と前記負荷側電圧計算値又は
    負荷側の電圧の実測値とを比較し、負荷側電圧計算値又
    は負荷側の電圧の実測値を設定電圧に等しくなすべく前
    記界磁巻線に電流を供給するようになしており、前記並
    行運転指令信号及び前記無効電流の信号が入力されて無
    効電流の増加にともない発電機の出力電圧を垂下させる
    べく界磁巻線の電流を減少すべく制御するようになして
    いる自動電圧調整器とを備えていることを特徴とする発
    電機電圧調整装置。
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