JPH07332012A

JPH07332012A - ガスタービン静止形起動システム

Info

Publication number: JPH07332012A
Application number: JP6151759A
Authority: JP
Inventors: Fumio Yamada; 文雄山田; Takako Hosoda; 貴子細田; Koji Kitazawa; 功治北澤; Shigeru Koshida; 滋越田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-06-10
Filing date: 1994-06-10
Publication date: 1995-12-19

Abstract

(57)【要約】【目的】発電設備の稼働率を向上させると共にコスト
パフォーマンスの改善を行うことである。【構成】交流電圧を直流電圧に変換する順変換器に印
加される交流電圧を得るためのコンバータ変圧器６と、
順変換器で変換された直流電圧を可変周波数の電圧に変
換する逆変換器の出力電圧を同期発電機を起動するに適
切な電圧にするためのインバータ変圧器２１と、ガスタ
ービンの起動中において同期発電機の界磁回路に直流電
圧を印加するための起動用励磁電源２８と、ガスタービ
ンが起動完了した後の運転中において順変換器の直流電
圧を同期発電機の界磁回路に供給するための切替断路器
２２とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービン発電設備
や、ガスタービンと蒸気タービンとを組み合わせたコン
バイドサイクル発電設備の起動に用いるガスタービン静
止形起動システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスタービン発電設備は、燃焼器でガス
を燃焼させその燃焼ガスでガスタービンを駆動するよう
にしたものであり、コンバイドサイクル発電設備はガス
タービンで仕事を終えた排ガスでさらに蒸気を発生し、
その蒸気でガスタービンに直結された蒸気タービンを駆
動するようにしたものである。

【０００３】このような発電設備では、燃焼器でガスを
燃焼させるにあたって、空気が必要となる。したがっ
て、ガスタービンと同一軸に直結された軸流式の空気圧
縮機で圧縮した空気を得るようにしている。

【０００４】ガスタービンの起動時においては、燃焼器
で着火してガスタービンが自立して回転するまでの間、
外部より回転軸を駆動する必要がある。このガスタービ
ンの起動には種々のものがあるが、主に事業用の発電設
備で使用するガスタービンでは、トルクコンバータを介
した交流電動機で起動するものが一般的である。

【０００５】最近では同軸に直結された同期発電機を起
動用電動機として使用する、いわゆる交流可変速技術を
応用したガスタービン静止形起動システムが使われ始め
ている。特に近年著しく大容量化してきたガスタービン
を、蒸気タービンと直結して使用するコンバインドサイ
クル発電プラントでは、その起動に必要なトルクを伝達
可能なトルクコンバータが存在しないため、このガスタ
ービン静止形起動システムを採用せざるを得ないケース
も出てきている。

【０００６】一般に、ガスタービンを起動する際は、ま
ずガスタービン静止形起動システムの静止形起動装置を
起動してガスタービンに直結した同期発電機を低速で回
転させ、ガスタービン内に滞留している可能性のある可
燃性ガスをパージする。この運転モードすなわちパージ
モードが完了すると、静止形起動装置でガスタービンを
加速しガスタービン回転数が定格回転速度になるように
昇速を開始する。

【０００７】そして、その昇速過程で空気圧縮機の出口
圧力が十分高くなったところで燃料に着火する。この運
転モードすなわち着火モードが完了すると、ガスタービ
ンが自立して回転したところで静止形起動装置を切り離
す。

【０００８】したがって、静止形起動装置としてはパー
ジモードと着火モードにおいて、それぞれの運転モード
に適合した２種類の出力を発生する必要がある。ガスタ
ービンの設計によっても異なるが、一般的にパージモー
ドの静止形起動装置の出力は、着火モードの出力のおよ
そ５割ほどであり、一方、継続時間については、パージ
モードの継続時間は着火モードの継続時間とほぼ同等で
ある。

【０００９】図７に従来のガスタービン静止形起動シス
テムの構成図を示す。ガスタービンの起動時には、ガス
タービンに直結された同期発電機５を可変速電動機とし
て使用する。ガスタービンに直結された同期発電機５
は、高圧側発電機遮断器１、主変圧器２及び低圧側発電
機遮断器３を介して電力系統に接続され、このようなガ
スタービン静止形起動システムの起動にあっては、低圧
側発電機遮断器３を解放した状態で、電力系統からの電
力を高圧側発電機遮断器１及び主変圧器２を介してコン
バータ変圧器６に入力される。

【００１０】ガスタービン静止形起動システムの静止形
起動装置７は、断路器１６を介してコンバータ変圧器６
と接続され、順変換器１１で交流電圧を直流電圧に変換
し、ＤＣリアクトル１２で平滑して逆変換器１３で可変
周波数の交流電圧を発生する。すなわち０Ｈｚから定格
周波数までの可変周波数の交流電圧を発生する。逆変換
器１３からのこのような可変周波数の交流電圧はＡＣリ
アクトル１４及び起動用断路器８を介して同期発電機５
に印加される。

【００１１】一方、同期発電機５の励磁は励磁電源変圧
器９を介して励磁用整流器１０に入力され、ここで直流
の励磁電圧として界磁遮断器を介して界磁巻線５４に供
給される。

【００１２】図８は、静止形起動装置７で複数台のガス
タービンを起動する場合のガスタービン静止形起動装置
システムの構成図である。図８では、２台の静止形起動
装置７Ａ，７Ｂが設けられ、静止形起動装置７Ａは同期
発電機５Ａ１及び同期発電機５Ａ２を起動するものであ
り、静止形起動装置７Ｂは同期発電機５Ｂ１及び同期発
電機５Ｂ２を起動するものである。

【００１３】ここで、４６Ａ，４６Ｂは変換器断路器、
４９は連絡断路器、５２は励磁断路器、５３は励磁連絡
断路器である。

【００１４】このようなガスタービン静止形起動装置シ
ステムでの通常時におけるガスタービンの起動は、図９
（Ａ）に示すように、まず、静止形起動装置７Ａで同期
発電機５Ａ１を起動し、同期発電機５Ａ１の起動操作が
その起動スケジュールの半分まで進行したときに静止形
起動装置７Ｂで同期発電機５Ｂ１を起動開始する。以下
同様に、同期発電機５Ｂ１の起動操作がその起動スケジ
ュールの半分まで進行したときに静止形起動装置７Ａで
同期発電機５Ａ２を起動開始し、同期発電機５Ａ２の起
動操作がその起動スケジュールの半分まで進行したとき
に静止形起動装置７Ｂで同期発電機５Ｂ２を起動開始す
る。

【００１５】一方、静止形起動装置７Ｂが故障し静止形
起動装置７Ａでバックアップするときは、まず、変換器
断路器４６Ｂを開き連絡断路器４９を閉じる。そして、
図９（Ｂ）に示すように、静止形起動装置７Ａで同期発
電機５Ａ１〜５Ｂ２を順次起動していく。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した図
７及び図８に示したガスタービン静止形起動装置システ
ムでは、以下のような問題点がある。

【００１７】まず、図７に示したガスタービン静止形起
動装置システムにおいては、コンバータ変圧器６や静止
形起動装置７はガスタービンの起動時のみの数十分しか
使用しないものであるので、稼働率が低く経済性が悪
い。また、静止形起動装置７はプラント起動時にしか使
用しない割には設置スペースが大きく、そのため発電機
建屋を大きくする必要があり、励磁電源変圧器９や励磁
用整流器１０も大きな設置スペースが必要である。

【００１８】コンバータ変圧器６はガスタービン起動後
には、主母線側から切り離すことが望ましい。もし、主
母線側に断路器を入れる場合には短時間電流定格の大き
いものを入れなければならないので大型となる。コンバ
ータ変圧器６の信頼性が高いこと及び断路器が高価かつ
設置スペースが大きいため、通常は断路器を入れていな
いが、発電設備全体の信頼性を低下させることになる。

【００１９】一方、図８に示したガスタービン静止形起
動装置システムにおいては、静止形起動装置７Ｂが故障
し静止形起動装置７Ａでバックアップするときは、ガス
タービンの起動完了までに通常時の１．６倍の時間が掛
かり、ガスタービン発電設備の同期発電機の電力系統へ
の並入時刻が遅れる。このため、電力の供給バランス調
整が必要となる。すなわち、他の発電所の出力増運転ま
たは停止中プラントの急激な立ち上げなどの対応が必要
となる。

【００２０】また、ガスタービンのコンプレッサ水洗等
の保守作業が加わると、起動スケジュールの調整も複雑
になる。

【００２１】本発明の目的は、順変換器と励磁用整流器
とを共通にすることにより、発電設備の稼働率を向上さ
せると共にコストパフォーマンスの改善を行い、省スペ
ース化によるレイアウトの簡素化を行うことができるガ
スタービン静止形起動システムを得ることにある。

【００２２】また、複数台の静止形起動装置のうち１台
が故障した場合にも、ガスタービン発電設備の同期発電
機の電力系統への並入時間を延長することなく起動可能
なガスタービン静止形起動システムを得ることである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、交流
電圧を直流電圧に変換する順変換器に印加される交流電
圧を得るためのコンバータ変圧器と、順変換器で変換さ
れた直流電圧を可変周波数の電圧に変換する逆変換器の
出力電圧を同期発電機を起動するに適切な電圧にするた
めのインバータ変圧器と、ガスタービンの起動中におい
て同期発電機の界磁回路に直流電圧を印加するための起
動用励磁電源と、ガスタービンが起動完了した後の運転
中において順変換器の直流電圧を同期発電機の界磁回路
に供給するための切替断路器とを備えている。

【００２４】請求項２の発明では、請求項１のコンバー
タ変圧器は、ガスタービンの起動中において選択される
高圧タップと、ガスタービンの起動完了後の運転中に選
択される低圧タップとを有したタップ付き変圧器とした
ものである。

【００２５】請求項３の発明では、請求項１のコンバー
タ変圧器は、ガスタービンの起動中に選択される高圧タ
ップと、ガスタービンが起動完了後の運転中に選択され
る低圧タップと、ガスタービンの極低負荷運転中に選択
される極低圧タップとを有したタップ付き変圧器とし、
請求項１の起動用励磁電源は、ガスタービンの起動中及
び極低負荷運転中において同期発電機の界磁回路に直流
電圧を印加するものとしたものである。

【００２６】そして、請求項４の発明は、静止形起動装
置で複数台のガスタービンを順次起動するようにしたガ
スタービン静止形起動システムに適用され、ガスタービ
ンの起動運転モードがパージモード完了までの間に同期
発電機に所定の可変周波数の電圧を印加する小容量静止
形起動装置を設け、その小容量静止形起動装置にて先行
起動したガスタービンの起動運転モードがパージモード
完了となると、その先行起動したガスタービンは静止形
起動装置で着火モードの運転を開始し、小容量静止形起
動装置は次に起動するガスタービンのパージモードの運
転を開始し、先行起動したガスタービンの起動運転モー
ドが着火モード完了となり、かつ次に起動したガスター
ビンの起動運転モードがパージモード完了となると、順
次残りのガスタービンを同様に後で起動したガスタービ
ンのパージモードと、先に起動したガスタービンの着火
モードとが並行して行われるようにしたものである。

【００２７】請求項５の発明は、請求項４の静止形起動
装置を複数台有し１台が故障したとき他の静止形起動装
置でバックアップするようにしたものである。

【００２８】

【作用】請求項１の発明では、ガスタービンの起動中に
おいては同期発電機を起動用励磁電源で励磁し、ガスタ
ービンが起動完了した後の運転中においては順変換器の
直流電圧で励磁する。

【００２９】請求項２の発明では、コンバータ変圧器の
各々のタップは、ガスタービンの起動中においては同期
発電機を駆動するに必要な電力が供給できるような高圧
タップが選択され、ガスタービンの起動完了後の運転中
には同期発電機の励磁に必要な電力が供給できるような
低圧タップ選択される。

【００３０】請求項３の発明では、ガスタービンのコン
プレッサ水洗時のような極低負荷運転中には、極低圧タ
ップを選択して、同期発電機を運転する。

【００３１】そして、請求項４の発明では、ガスタービ
ンのパージモードは小容量静止形起動装置にて行い、ガ
スタービンの着火モードは静止形起動装置で行い、後で
起動したガスタービンのパージモードと先に起動したガ
スタービンの着火モードとが並行して行われるように順
次残りのガスタービンを起動する。

【００３２】請求項５の発明では、複数台の静止形起動
装置のうち１台が故障したとき他の静止形起動装置でバ
ックアップする。

【００３３】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１は、
本発明の第１の実施例を示す構成図である。図７に示し
た従来例と同一要素には同一符号を付し説明は省略す
る。この第１の実施例は、ガスタービンの起動中におい
ては同期発電機５を小容量の起動用励磁電源２８で励磁
し、ガスタービンが起動完了した後の運転中においては
順変換器１１の直流電圧で励磁するようにしたものであ
る。

【００３４】すなわち、図７に示した従来例では、同期
発電機５の励磁はガスタービンの起動時と通常運転時と
の双方に励磁整流器１０を用いていたが、ガスタービン
の起動中においては同期発電機５を小容量の起動用励磁
電源２８で励磁し、ガスタービンが起動完了した後の運
転中においては順変換器１１の直流電圧で励磁するよう
にしたものである。

【００３５】静止形起動装置７は、コンバータ変圧器６
からの交流電圧を直流電圧に変換する順変換器１１と、
この順変換器１１で変換されＤＣリアクトルで平滑した
直流電圧を可変周波数の電圧に変換する逆変換器１３と
を備えている。

【００３６】ガスタービンの起動時には、この静止形起
動装置７からの可変周波数の電圧は、インバータ変圧器
２１及び起動用断路器を介してガスタービンに直結され
た同期発電機５に印加される。また、起動用励磁電源２
８から界磁遮断器２７を介して同発電機５の界磁巻線５
４に励磁電流が供給される。起動用励磁電源２８は、所
内電源に接続された遮断器２５、起動用励磁電源変圧器
２４、起動用励磁整流器２３及び起動用遮断器２６から
構成される。

【００３７】一方、ガスタービンの起動完了後には、起
動用遮断器２６が開放され切替断路器２２が閉じて、同
期発電機５の界磁巻線５４には順変換器１１の直流電圧
が印加され、順変換器１１から励磁電流が供給されるこ
とになる。

【００３８】ここで、ガスタービンの起動時において
は、同期発電機５の励磁電圧は概略で通常運転時の１／
１０であるので、起動用励磁電源１８の容量は通常運転
時の励磁装置の容量の約１／１０とすることができる。
このため、起動用励磁電源１８は小形化出来る。

【００３９】なお、ガスタービンの起動時においては、
同期発電機５の励磁電圧は概略で通常運転時の１／１０
であるので、切替断路器２２で順変換器１１側に励磁電
源を切替えを考慮した場合、静止形起動装置７の電圧も
定格電圧の１／１０にしておく必要がある。

【００４０】このように、静止形起動装置７の定格電圧
を同期発電機５の励磁電圧に合わせて低く設定する必要
があることから、本発明においては、従来のＡＣリアク
トル１４の代わりにインバータ変圧器２１を使用して同
期発電機５に最適な電圧や電流を選定できるようにして
いる。すなわち、静止形起動装置７の定格電圧を低く設
定すると、同期発電機に要求される加速トルクを供給す
るためには高調波を含んだ電流が大きくなり、同期発電
機の逆相耐量を越えてしまうため、従来のＡＣリアクト
ル１４の代わりにインバータ変圧器２１を使用して同期
発電機に最適な電圧、電流を選定できるようにしてい
る。

【００４１】以上のようにガスタービンの起動時は静止
形起動装置７と小形化された起動用励磁電源１８の組み
合わせにより同期発電機を同期電動機として加速する。
ガスタービンの起動完了後はサイリスタ開路である逆変
換器１３のゲートシフト、ゲートブロックにより逆変換
器１３を停止し、界磁遮断器２７、起動用断路器８及び
起動用遮断器２６を開放し、その後に、切替断路器２２
を投入して界磁遮断器２７を投入後、順変換器１１を図
に示していない自動電圧調整装置（ＡＶＲ）により制御
する。

【００４２】図２に、ガスタービンの起動スケジュール
に沿ったガスタービンの回転数特性を示す。時点ｔ₁で
ガスタービンの起動指令があったとすると、まず、静止
形起動装置７は、可変周波数の電圧をインバータ変圧器
２１及び起動用断路器を介してガスタービンに直結され
た同期発電機５に印加する。これによって、ガスタービ
ンはターニングスピードから上昇し、時点ｔ₂から時点
ｔ₃までシャフトパージ運転を行う。このシャフトパー
ジ運転は、ガスタービン機内と排熱回収ボイラ内に残っ
ている未燃焼ガスを大気放出するための運転である。

【００４３】そして、時点ｔ₃で静止形起動装置７を一
旦停止し、フリーランで回転数を下げ時点ｔ₄でガスタ
ービンに着火する。この燃料の点火によりガスタービン
は燃焼ガスからのトルクをも入力することになるが、初
期の段階の時点ｔ₄から時点ｔ₅までは、ガスタービン
は自力で回転数上昇できないので、静止形起動装置７か
らも回転トルクを補給されることになる。時点ｔ₅でガ
スタービンは燃焼ガスによる自立運転可能な自立速度に
達し静止形起動装置７は除外される。

【００４４】この時点ｔ₁から時点ｔ₅までの間におい
て、同期発電機５は小容量の起動用励磁電源２８で励磁
されることになる。

【００４５】時点ｔ₅以降の時点ｔ₆でガスタービンの
回転数は定格回転数になり、同期発電機５は静止形起動
装置７の順変換器１１からの出力電圧で励磁されること
になる。すなわち、時点ｔ₆以降に同期発電機５は通常
の発電運転に入る。そして、ガスタービンの停止のとき
は、時点ｔ₇で燃料の燃焼を止め、時点ｔ₇から時点ｔ
₈までの間に回転数を下げ、時点ｔ₈から時点ｔ₉まで
の間にクールダウン運転を行い、停止状態となる。停止
の状態すなわち時点ｔ₉から時点ｔ₁₀までの間にはター
ニング運転を行う。

【００４６】そして、時点ｔ₁₀で静止形起動装置７を起
動して、保守のためのコンプレッサ水洗運転が時点ｔ₁₁
から開始される。

【００４７】このように、この第１の実施例によれば、
ガスタービン起動時の時点ｔ₁から時点ｔ₅までの間に
おいて、同期発電機５は小容量の起動用励磁電源２８で
励磁され、ガスタービンの起動完了後の時点ｔ₆から時
点ｔ₇までの間は、静止形起動装置７の順変換器１１か
らの出力電圧で励磁されるので、従来の励磁電源変圧器
９や励磁用整流器１０を必要とせず、小形化された小容
量の起動用励磁電源１８を用意すれば良いだけである。
したがって、レイアウトが簡素化でき、高価な静止形起
動装置７の稼働率も向上出来る。

【００４８】図３は、本発明の第２の実施例を示す構成
図である。図１に示した第１の実施例と同一要素には同
一符号を付し説明は省略する。この第２の実施例は、コ
ンバータ変圧器６をタップ付き変圧器としたものであ
り、ガスタービンの起動中に選択される高圧タップと、
ガスタービンが起動完了後の運転中に選択される低圧タ
ップと、ガスタービンの極低負荷運転中に選択される極
低圧タップとを有している。

【００４９】サイリスタ変換装置である静止形起動装置
１１の電流容量が大きくなりすぎた場合は、静止形起動
装置７の定格電圧を同期発電機５の励磁電圧に合わせて
低く設定することにも限度があるので、コンバータ変圧
器６をタップ付き変圧器として、静止形起動装置７とし
て使用する場合は高圧タップ３１を、励磁装置として使
用する場合は低圧タップ３２を使用することで電圧の最
適化を図るようにしている。

【００５０】また、ガスタービンのコンプレッサ水洗
（約１５％速度で実施）等の保守業務時の極低負荷運転
時の出力に合わせた極低圧タップが設けられており、極
低圧タップはそのようなガスタービンの極低負荷運転中
に選択される。保守のためのコンプレッサ水洗運転時
は、２０％出力あれば十分であるからである。この場
合、同期発電機５の界磁回路には起動用励磁電源２８か
ら界磁電流が供給されることになる。

【００５１】すなわち、静止形起動装置７の最低電流
は、一般に定格電流の約１／１０である。このため、コ
ンピレッサ水洗等の低負荷運転時には電流が断続しない
ように、サイリスタ制御角を調整し力率を悪化させ電流
を確保することの可能であるが、本発明のようにコンバ
ータ変圧器６を極低圧タップ付きにすることにより、同
期発電機５に供給する静止形起動装置７の出力電流の高
調波が抑制される。また、同期発電機５のロータ表面に
誘導される高調波損失を低減しロータの加熱が防止でき
る。

【００５２】このように、この第２の実施例によれば、
コンバータ変圧器６に高圧タップ３１、低圧タップ３２
及び極低圧タップ３３を設けることにより制御性が改善
される。

【００５３】次に、図４に本発明の第３の実施例を示
す。図８に示した従来例と同一要素には同一符号を付
し、その説明は省略する。この第３の実施例は、ガスタ
ービンの起動時に各々の同期発電機５Ａ１〜５Ｂ２に所
定の可変周波数の電圧を印加する小容量静止形起動装置
を６３設け、２台の静止形起動装置７Ａ，７Ｂの内の１
台の静止形起動装置７Ａが故障したとき他の静止形起動
装置７Ｂでバックアップするようにしたものである。

【００５４】ここで、図２に示すガスタービン起動時に
おける時点ｔ₁から時点ｔ₃までの間は、静止形起動装
置７に要求される出力は、時点ｔ₄から時点ｔ₅までの
出力の約半分であり、所要時間はほぼ同じである。した
がって、この第３の実施例では、通常の静止形起動装置
７の５０％出力の小容量静止形起動装置６３で、時点ｔ
₁から時点ｔ₃まで運転するようにしたものである。

【００５５】いま、静止形起動装置７Ａが故障したとし
た場合の同期発電機５Ａ１乃至同期発電機５Ｂ２の起動
について説明する。この場合、変換器断路器４６Ａは開
き、変換器断路器４６Ｂを閉じ、連絡断路器４９は閉じ
る。これによって、静止形起動装置７Ｂで同期発電機５
Ａ１乃至同期発電機５Ｂ２を起動できるように接続す
る。

【００５６】この場合のガスタービンの起動は、図５に
示すように、まず、小容量静止形起動装置６３にて同期
発電機５Ａ１を起動し、同期発電機５Ａ１に直結された
ガスタービンを起動する。この先行起動したガスタービ
ンの起動運転モードがパージモード完了となると、その
先行起動したガスタービンは静止形起動装置７Ｂで着火
モードの運転を開始する。

【００５７】一方、これと同時に小容量静止形起動装置
６３は、次に起動する同期発電機５Ａ２を起動し、その
ガスタービンのパージモードの運転を開始する。先行起
動した同期発電機５Ａ１に直結されたガスタービンの起
動運転モードが着火モード完了となり、かつ次に起動し
た同期発電機５Ａ２に直結されたガスタービンの起動運
転モードがパージモード完了となると、小容量静止形起
動装置６３は、次に起動する同期発電機５Ｂ１を起動
し、静止形起動装置７Ｂは同期発電機５Ａ２に直結され
たガスタービンの着火モードの運転を開始する。

【００５８】このように、順次残りのガスタービンを後
で起動したガスタービンのパージモードと、先に起動し
たガスタービンの着火モードとが並行して行われるよう
に起動していく。

【００５９】このように、この第３の実施例によれば、
小容量静止形起動装置６３を１台追加するだけで、静止
形起動装置７が１台故障した場合にも、ガスタービン発
電設備の全起動時間を延長せずに起動可能となり、信頼
性を向上することができる。すなわち、静止形起動装置
７の１台故障時にも健全時と同等な起動時間を維持する
と共に、保守作業時の低回転運転に最適、経済的なシス
テムとなる。

【００６０】この第３の実施例では、２台の静止形起動
装置７を有した場合の１台が故障した場合のガスタービ
ンの起動について述べたが、１台の静止形起動装置７し
かない場合にも、同様に適用できる。

【００６１】また、第３の実施例では図４に示すよう
に、断路器６４を同期発電機の主回路に直接接続するよ
うにしているが、同期発電機の主回路が相分離母線で構
成されている場合には、接続のためのケーブル取合箱が
必要となる。また、切替用断路器４６及び連絡断路器４
９が増加し、設置スペースが大きくなる。そこで、図６
のように３台の断路器８、５０、６４を同一ケースにし
た断路器を使用して、スペースの縮小を図ることもでき
る。

【００６２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、高
価な静止形起動装置をガスタービンの起動後において励
磁用整流器として使用することができるため、経済性が
向上し、また機器の稼働率が向上する。また、省スペー
ス化に伴うレイアウトの簡素化にもなる。

【００６３】一方、小容量静止形起動装置を追設するこ
とにより、ガスタービン発電設備の全体の起動時間の短
縮が図れる。また複数台の断路器を同一ケースに収納す
ることにより設置スペースの削減が図れる。その結果、
運用性や経済性の優れた構成とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す構成図。

【図２】ガスタービンの起動スケジュールを示す特性
図。

【図３】本発明の第２の実施例を示す構成図。

【図４】本発明の第３の実施例を示す構成図。

【図５】本発明の第３の実施例でのガスタービン起動の
説明図。

【図６】本発明の第３の実施例における断路器の設置位
置の説明図。

【図７】従来例の構成図。

【図８】他の従来例の構成図。

【図９】他の従来例におけるガスタービン起動の説明
図。

【符号の説明】

１…高圧側発電機遮断器２…主変圧器３…低圧側発電機遮断器４…主母線５…同期発電機６…コンバータ変圧器７…静止形起動装置８…起動用断路器９…励磁用電源変圧器１０…励磁用整流器１１…順変換器１２…ＤＣリアクトル１３…逆変換器１４…ＡＣリアクトル２２…切替用断路器２３…起動用励磁整流器２８…起動用励磁電源３１…高圧タップ３２…低圧タップ３３…極低圧タップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者越田滋東京都港区芝浦一丁目１番１号株式会社東芝本社事務所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電圧を直流電圧に変換する順変換器
とこの順変換器で変換された直流電圧を可変周波数の電
圧に変換する逆変換器とを備えた静止形起動装置から、
可変周波数の電圧をガスタービンに直結された同期発電
機に印加し、前記ガスタービンを起動するようにしたガ
スタービン静止形起動システムにおいて、前記順変換器
に印加される交流電圧を得るためのコンバータ変圧器
と、前記逆変換器の出力電圧を前記同期発電機を起動す
るに適切な電圧にするためのインバータ変圧器と、前記
ガスタービンの起動中において前記同期発電機の界磁回
路に直流電圧を印加するための起動用励磁電源と、前記
ガスタービンが起動完了した後の運転中において前記順
変換器の直流電圧を前記同期発電機の界磁回路に供給す
るための切替断路器とを備えたことを特徴とするガスタ
ービン静止形起動システム。
【請求項２】前記コンバータ変圧器は、前記ガスター
ビンの起動中において選択される高圧タップと、前記ガ
スタービンの起動完了後の運転中に選択される低圧タッ
プとを有したタップ付き変圧器であることを特徴とする
請求項１に記載のガスタービン静止形起動システム。
【請求項３】前記コンバータ変圧器は、前記ガスター
ビンの起動中に選択される高圧タップと、前記ガスター
ビンが起動完了後の運転中に選択される低圧タップと、
前記ガスタービンの極低負荷運転中に選択される極低圧
タップとを有したタップ付き変圧器であり、前記起動用
励磁電源は、前記ガスタービンの起動中及び極低負荷運
転中において前記同期発電機の界磁回路に直流電圧を印
加するものであることを特徴とする請求項１に記載のガ
スタービン静止形起動システム。
【請求項４】交流電圧を直流電圧に変換する順変換器
とこの順変換器で変換された直流電圧を可変周波数の電
圧に変換する逆変換器とを備えた静止形起動装置から、
可変周波数の電圧をガスタービンに直結された同期発電
機に印加し、前記静止形起動装置で複数台の前記ガスタ
ービンを順次起動するようにしたガスタービン静止形起
動システムにおいて、前記ガスタービンの起動運転モー
ドがパージモード完了までの間に前記同期発電機に所定
の可変周波数の電圧を印加する小容量静止形起動装置を
設け、前記小容量静止形起動装置にて先行起動したガス
タービンの起動運転モードがパージモード完了となる
と、その先行起動したガスタービンは前記静止形起動装
置で着火モードの運転を開始し、前記小容量静止形起動
装置は次に起動するガスタービンのパージモードの運転
を開始し、先行起動したガスタービンの起動運転モード
が着火モード完了となり、かつ次に起動したガスタービ
ンの起動運転モードがパージモード完了となると、順次
残りのガスタービンを同様に後で起動したガスタービン
のパージモードと、先に起動したガスタービンの着火モ
ードとが並行して行われるようにしたことを特徴とした
ガスタービン静止形起動システム。
【請求項５】前記静止形起動装置を複数台有し１台が
故障したとき他の前記静止形起動装置でバックアップす
るようにしたことを特徴とする請求項４に記載のガスタ
ービン静止形起動システム。