JPH08289597A - 発電機運転制限装置 - Google Patents

発電機運転制限装置

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JPH08289597A
JPH08289597A JP7092818A JP9281895A JPH08289597A JP H08289597 A JPH08289597 A JP H08289597A JP 7092818 A JP7092818 A JP 7092818A JP 9281895 A JP9281895 A JP 9281895A JP H08289597 A JPH08289597 A JP H08289597A
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JP
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unit
generator
reactive power
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temperature
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JP7092818A
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Shinji Sei
井 伸 次 瀬
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 発電機の種々の制限運転運用に有効な発電機
運転制限装置を提供すること。 【構成】 発電機(1)の検出電圧と設定電圧との偏差
に基づきこれを補償する電圧補償部(5)と、発電機の
有効電力に基づき運転能力曲線を参照して限界進み・遅
れ無効電力設定値を演算する運転設定部(8)と、発電
機の進み・遅れ無効電力と運転設定部(8)で演算され
た限界進み・遅れ無効電力設定値との偏差を補償する進
み・遅れ無効電力補償部(11,12)と、この無効電
力補償部の出力信号を進みまたは遅れ位相を表すもので
あるときのみ通過させる高値優先部および低値優先部
(24,26)と、電圧補償部(5)の出力信号と高値
優先部および低値優先部の出力信号とを加算する加算部
(27)と、この加算部の出力信号を界磁電流に変換し
発電機の界磁巻線(1F)に供給する電力増幅器(2
8)とを備えた発電機運転制限装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は発電機運転制限装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】発電プラントにおける発電機運転制限装
置として従来、不足励磁制限装置や、過励磁制限装置、
過電流制限装置などが知られている。
【0003】不足励磁制限装置は、発電機の出力電圧を
検出する電圧検出部と、電圧設定部と、電圧検出部で検
出された検出電圧と電圧設定部で設定された設定電圧と
の差(電圧偏差)を無くすための電圧補償信号を生成す
る電圧補償部と、発電機の出力有効電流を検出する有効
電流検出部と、発電機の出力無効電流を検出する無効電
流検出部と、進み無効電流を設定する進み無効電流設定
部と、有効電流と無効電流の比率を設定する電流比設定
部と、進み無効電流設定部および電流比設定部の設定値
に従って決定される設定有効電流および設定無効電流と
検出された検出有効電流および検出無効電流との各差
(電流偏差)を補償する電流補償部と、電流補償部の出
力信号の中から進み制限信号のみを判別して通過させる
高値優先部と、電圧補償部からの信号と高値優先部から
の信号とを加算し界磁電流に変換して発電機の界磁巻線
に供給する電力増幅器とを備えている。
【0004】この不足励磁制限装置は電圧設定制御での
運転中に電圧設定が任意の値となったとき、制限点が発
電機電圧により変化してしまい、発電機の能力曲線まで
フルに運転することができない場合が生じることが運用
上の問題点である。
【0005】過励磁制限装置は、発電機の出力電圧を検
出する電圧検出部と、電圧設定部と、電圧検出部で検出
された電圧と電圧設定部で設定された電圧の差(電圧偏
差)を無くすための電圧補償信号を生成する電圧補償部
と、発電機の出力有効電流を検出する有効電流検出部
と、発電機の出力無効電流を検出する無効電流検出部
と、遅れ無効電流を設定する遅れ無効電流設定部と、有
効電流と無効電流の比率を設定する電流比設定部と、遅
れ無効電流設定部の設定値および電流比設定部の設定値
に従って決定される設定有効電流および設定無効電流と
検出された検出有効電流および検出無効電流との各偏差
(電流偏差)を補償する電流補償部と、この電流補償部
の出力信号の中から遅れ制限信号のみを判別して通過さ
せる低値優先部と、電圧補償部からの信号と低値優先部
からの信号とを加算し界磁電流に変換して発電機の界磁
巻線に供給する電力増幅器とを備えている。
【0006】この過励磁制限装置は電圧設定制御での運
転中に電圧設定が任意の値となったとき制限点が発電機
電圧により変化してしまい、発電機の能力曲線までフル
に運転することができない場合が生じるという運用上の
問題点がある。
【0007】過電流制限装置は、発電機の出力電圧を検
出する電圧検出部と、電圧設定部と、電圧検出部で検出
された検出電圧と電圧設定部で設定された設定電圧との
偏差(電圧偏差)を無くすための電圧補償信号を生成す
る電圧補償部と、発電機の出力有効電流を検出する有効
電流検出部と、発電機の出力無効電流を検出する無効電
流検出部と、有効電流および無効電流を設定する電流設
定部と、この電流設定部によって設定された設定電流値
と有効電流および無効電流との各偏差を補償する電流補
償部と、無効電流検出部で検出された無効電流で制限方
向を判別し、その判別結果に従って制限方向の切替を行
う切替部と、電圧補償部の出力信号と電流補償部の出力
信号とを加算し界磁電流に変換して発電機の界磁巻線に
供給する電力増幅器とを備えている。
【0008】この過電流制限装置は発電機電流を定格値
に設定しての運転中に電圧設定が任意の値となったとき
発電機電圧が定格値よりも高くなってしまい、そのため
電流値一定でしか制限できないため、能力曲線を超過し
たり、この問題を避けるため設定を定格以下とした場合
に発電機運転能力を発揮できなくなったりする場合が生
じるなど、運用上の問題点がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記した
従来の制限装置に存在する発電機運用上の問題点を解決
し、発電機運用に有効な発電機運転制限装置を提供する
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】上記目的を達成するため
に請求項1に記載の発明による発電機運転制限装置は、
発電機の出力電圧を検出する電圧検出部と、発電機の出
力電圧を設定する電圧設定部と、電圧検出部で検出され
た検出電圧と電圧設定部で設定された設定電圧との偏差
に基づきこれを補償する電圧補償信号を出力する電圧補
償部と、発電機の出力有効電力を検出する有効電力検出
部と、発電機の出力無効電力を検出する無効電力検出部
と、有効電力検出部によって検出された有効電力に基づ
き運転能力曲線を参照して限界進み無効電力設定値およ
び限界遅れ無効電力設定値を演算する運転設定部と、無
効電力検出器によって検出された進み無効電力と運転設
定部で演算された限界進み無効電力設定値との偏差を補
償する進み無効電力補償部と、無効電力検出器によって
検出された遅れ無効電力と運転設定部で演算された限界
遅れ無効電力設定値との偏差を補償する遅れ無効電力補
償部と、進み無効電力補償部の出力信号を進み位相を表
すものであるときのみ通過させる高値優先部と、遅れ無
効電力補償部の出力信号を遅れ位相を表すものであると
きのみ通過させる低値優先部と、電圧補償部の出力信号
に高値優先部の出力信号および低値優先部の出力信号を
加算する加算部と、この加算部の出力信号を界磁電流に
変換し発電機の界磁巻線に供給する電力増幅器とを備え
たものである。
【0011】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発電機運転制限装置において、発電機のステータ温度
を検出するステータ温度検出部と、ステータ温度の上昇
限界を設定するステータ温度設定部と、ステータ温度検
出部によって検出されたステータ温度とステータ温度設
定部によって設定された設定ステータ温度との差に応じ
た信号を出力するステータ温度補償部と、このステータ
温度補償部の出力信号を進み無効電力補償部の出力信号
に加算する手段と、発電機のロータ温度を検出するロー
タ温度検出部と、ロータ温度の上昇限界を設定するロー
タ温度設定部と、ロータ温度検出部によって検出された
界磁巻線温度とロータ温度設定部によって設定された設
定界磁巻線温度との差に応じた信号を出力するロータ温
度補償部と、ロータ温度補償部の出力信号を遅れ無効電
力補償部の出力信号に加算する手段とを備えたものであ
る。
【0012】請求項3に記載の発明は、請求項2に記載
の発電機運転制限装置において、高値優先部の出力信号
に基づいて進み運転時間を判別し、判別された運転時間
に応じたステータ温度の引戻し設定値を演算する引戻し
設定部と、この引戻し設定部によって演算された引戻し
設定値をステータ温度補償部に負帰還する手段と、低値
優先部の出力信号に基づいて遅れ運転時間を判別し、判
別された運転時間に応じたロータ温度の引戻し設定値を
演算する引戻し設定部と、この引戻し設定部によって演
算された引戻し設定値をロータ温度補償部に負帰還する
手段とを備えたものである。
【0013】
【作用】請求項1に記載の発明によれば、発電機の有効
電力により発電機能力曲線から無効電力を演算すること
により、電圧設定制御で運転中に電圧設定が任意の値と
なっても運転能力曲線通りに進み無効電力および遅れ無
効電力を制限することができ、発電機運転能力を最大限
に発揮させることができる。
【0014】請求項2に記載の発明によれば、発電機ス
テータ温度により発電機進み運転運用中において、発電
機の運転状態が発電機運転能力曲線を超過し、進み無効
電力制限となる状態にあっても、発電機ステータ温度上
昇に余裕がある場合は、進み無効電力制限としないよう
に補正し、また、発電機の運転状態が発電機運転能力曲
線を下回っていても、発電機ステータ温度上昇に余裕が
ない場合は、進み無効電力制限とするように補正するこ
とにより、発電機運転能力を最大限に発揮させることが
できる。さらに、ロータ温度により、発電機遅れ運転運
用中において、発電機の運転状態が発電機運転能力曲線
を超過し、遅れ無効電力制限となる状態にあっても、発
電機ロータ温度上昇に余裕がある場合は、遅れ無効電力
制限としないように補正し、また、発電機の運転状態が
発電機運転能力曲線を下回っていても、発電機ロータ温
度上昇に余裕がない場合は、遅れ無効電力制限とするよ
うに補正することにより、発電機運転能力を最大限に発
揮させることができる。
【0015】請求項3に記載の発明によれば、進み制限
運転時間または遅れ制限運転時間からステータ温度また
はロータ温度の引戻し設定値を演算し、その演算された
引戻し設定値をステータ温度検出部またはロータ温度検
出部からの検出信号とステータ温度設定部またはロータ
温度設定部からの設定信号との偏差信号に戻す構成と
し、進み制限運転中または遅れ制限運転中のステータ温
度またはロータ温度に十分な余裕を持った進み無効電力
または遅れ無効電力に制限することができる。
【0016】
【実施例】以下、図面を参照して本発明をさらに詳細に
説明する。図1は本発明による発電機運転制限装置の一
実施例を示すものである。
【0017】(請求項1の実施例)界磁巻線1Fを有す
る発電機1の出力線1Lには発電機電圧を検出する電圧
検出部2と、出力有効電力Pを検出する有効電力検出部
6と、出力無効電力Qを検出する無効電力検出部7とが
接続されている。電圧検出部2によって検出された電圧
は電圧設定部3で設定された設定電圧値と比較部4で比
較され、その偏差が電圧偏差として電圧補償部5に送出
される。有効電力検出部6によって検出された有効電力
は、発電機1の最大出力点を有効電力Pと進みまたは遅
れの無効電力(+Q,−Q)との組合せに係る運転能力
曲線として記憶している運転設定部8に導かれ、検出有
効電力に対応する遅れ無効電力設定値Qrsおよび進み無
効電力設定値Qcsを出力する。無効電力検出部7によっ
て検出された無効電力Qは運転設定部8から出力される
進み無効電力設定値Qcsと比較部9で比較され、その偏
差が進み無効電力偏差として進み無効電力補償部11に
送出される。無効電力検出部7によって検出された無効
電力Qはさらに比較部10において運転設定部8から出
力される遅れ無効電力設定値Qrsと比較され、その偏差
が遅れ無効電力偏差として遅れ無効電力補償部12に送
出される。電圧補償部5、遅れ無効電力補償部12およ
び進み無効電力補償部11はそれぞれゲインK1 ,K2
およびK3を持っている。
【0018】進み無効電力補償部11の出力信号は高値
優先部24に送出される。高値優先部24にはゼロ信号
も導入され、このゼロ信号と進み無効電力補償部11の
出力信号とが比較される。そして、進み無効電力補償部
11の出力信号が高値すなわち正符号を有するとき、そ
の出力信号が加算部27に送出される。遅れ無効電力補
償部12の出力信号は低値優先部26に送出される。低
値優先部26にはゼロ信号も導入され、このゼロ信号と
遅れ無効電力補償部12の出力信号とが比較される。そ
して、遅れ無効電力補償部12の出力信号が低値すなわ
ち負符号を有するとき、その出力信号が加算部27に送
出される。加算部27は電圧補償部5から出力される電
圧補償信号に、高値優先部24の出力信号および低値優
先部26の出力信号を加算し、その和信号を電力増幅器
28に送出する。電力増幅器28は入力信号に対応した
電流を界磁巻線1Fに界磁電流として流す。
【0019】この実施例によれば、発電機1の有効電力
により発電機能力曲線から進みまたは遅れの無効電力を
演算することにより、電圧設定制御で運転中に電圧設定
が任意の値となっても運転能力曲線通りに進みまたは遅
れの無効電力を制限することができ、発電機運転能力を
最大限に発揮させることができる。
【0020】(請求項2の実施例)この実施例では、請
求項1の実施例で説明した構成要素に加えて、発電機1
にステータ温度(電機子温度)を検出するステータ温度
検出部13と、ロータ温度(界磁温度)を検出するロー
タ温度検出部18とが設けられている。ステータ温度検
出部13によって検出されたステータ温度はステータ温
度設定部14で設定された設定温度と比較部16で比較
され、その偏差がステータ温度偏差としてステータ温度
補償部17に送出される。また、ロータ温度検出部18
によって検出されたロータ温度はロータ温度設定部19
で設定された設定温度と比較部21で比較され、その偏
差がロータ温度偏差としてロータ温度補償部22に送出
される。ステータ温度補償部17およびロータ温度補償
部22はそれぞれゲインK4 およびK5 有する。ステー
タ温度補償部17の出力信号は加算部23において進み
無効電力補償部11の出力信号に加算され、ロータ温度
補償部22の出力信号は加算部25において遅れ無効電
力補償部12の出力信号に加算される。
【0021】この実施例によれば、発電機ステータ温度
により発電機進み運転運用中において、発電機1の運転
状態が発電機運転能力曲線を超過し、進み無効電力制限
または遅れ無効電力制限となる状態にあっても、発電機
ステータ温度上昇または発電機ロータ温度上昇に余裕が
ある場合は、進み無効電力制限または遅れ無効電力制限
としないように補正する。また、発電機1の運転状態が
発電機運転能力曲線を下回っていても、発電機ステータ
温度上昇またはロータ温度上昇に余裕がない場合は、進
み無効電力制限または遅れ無効電力制限とするように補
正することにより、発電機運転能力を最大限に発揮させ
ることができる。
【0022】(請求項3の実施例)この実施例において
は、高値優先部24の出力信号に基づいて進み運転時間
を判別し、判別された運転時間に応じたステータ温度の
引戻し設定値を演算するステータ温度引戻し設定部1
5、および低値優先部26の出力信号に基づいて遅れ運
転時間を判別し、判別された運転時間に応じたロータ温
度の引戻し設定値を演算するロータ温度引戻し設定部2
0を付加的に設け、それらの出力信号をそれぞれ比較部
16,21に負帰還している。
【0023】この実施例によれば、進み制限運転時間ま
たは遅れ制限運転時間からステータ温度またはロータ温
度の引戻し設定値を演算し、その演算された引戻し設定
値をステータ温度検出部13からの信号とステータ温度
設定部14からの信号との偏差信号、またはロータ温度
検出部18からの信号とロータ温度設定部19からの信
号との偏差信号に戻す構成とし、進み制限運転中のステ
ータ温度または遅れ制限運転中のロータ温度に十分な余
裕を持った進みまたは遅れの無効電力に制限することが
できる。
【0024】
【発明の効果】この発明の発電機運転制限装置によれ
ば、発電機の電気的な許容限界を示す能力曲線を発電機
運転制限の設定値として用い、さらに、発電機の運転状
態、系統の運用状態を把握して、発電機自体としての安
全を守り、常に、発電機運転能力を最大限に発揮するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1による発電機運転制限装置のブロック
図。
【図2】請求項2による発電機運転制限装置のブロック
図。
【図3】請求項3による発電機運転制限装置のブロック
図。
【符号の説明】 1 発電機 1F 界磁巻線 2 電圧検出部 3 電圧設定部 4 比較部 5 電圧補償部 6 有効電力検出部 7 無効電力検出部 8 運転設定部 9,10 比較部 11 進み位相補償部 12 遅れ位相補償部 13 ステータ温度検出部 14 ステータ温度設定部 15 ステータ温度引戻し設定部 16,21 比較部 17 ステータ温度補償部 18 ロータ温度検出部 19 ロータ温度設定部 20 ロータ温度引戻し設定部 22 ロータ温度補償部 23,25 加算部 24 高値優先部 26 低値優先部 27 加算部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発電機の出力電圧を検出する電圧検出部
    と、発電機の出力電圧を設定する電圧設定部と、電圧検
    出部で検出された検出電圧と電圧設定部で設定された設
    定電圧との偏差に基づきこれを補償する電圧補償信号を
    出力する電圧補償部と、発電機の出力有効電力を検出す
    る有効電力検出部と、発電機の出力無効電力を検出する
    無効電力検出部と、有効電力検出部によって検出された
    有効電力に基づき運転能力曲線を参照して限界進み無効
    電力設定値および限界遅れ無効電力設定値を演算する運
    転設定部と、前記無効電力検出器によって検出された進
    み無効電力と前記運転設定部で演算された限界進み無効
    電力設定値との偏差を補償する進み無効電力補償部と、
    前記無効電力検出器によって検出された遅れ無効電力と
    前記運転設定部で演算された限界遅れ無効電力設定値と
    の偏差を補償する遅れ無効電力補償部と、前記進み無効
    電力補償部の出力信号を進み位相を表すものであるとき
    のみ通過させる高値優先部と、前記遅れ無効電力補償部
    の出力信号を遅れ位相を表すものであるときのみ通過さ
    せる低値優先部と、前記電圧補償部の出力信号に前記高
    値優先部の出力信号および低値優先部の出力信号を加算
    する加算部と、この加算部の出力信号を界磁電流に変換
    し前記発電機の界磁巻線に供給する電力増幅器とを備え
    た発電機運転制限装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の発電機運転制限装置にお
    いて、発電機のステータ温度を検出するステータ温度検
    出部と、前記ステータ温度の上昇限界を設定するステー
    タ温度設定部と、前記ステータ温度検出部によって検出
    されたステータ温度と前記ステータ温度設定部によって
    設定された設定ステータ温度との差に応じた信号を出力
    するステータ温度補償部と、このステータ温度補償部の
    出力信号を前記進み無効電力補償部の出力信号に加算す
    る手段と、発電機のロータ温度を検出するロータ温度検
    出部と、前記ロータ温度の上昇限界を設定するロータ温
    度設定部と、前記ロータ温度検出部によって検出された
    界磁巻線温度と前記ロータ温度設定部によって設定され
    た設定界磁巻線温度との差に応じた信号を出力するロー
    タ温度補償部と、前記ロータ温度補償部の出力信号を前
    記遅れ無効電力補償部の出力信号に加算する手段とを備
    えた発電機運転制限装置。
  3. 【請求項3】請求項2に記載の発電機運転制限装置にお
    いて、前記高値優先部の出力信号に基づいて進み運転時
    間を判別し、判別された運転時間に応じたステータ温度
    の引戻し設定値を演算する引戻し設定部と、この引戻し
    設定部によって演算された引戻し設定値を前記ステータ
    温度補償部に負帰還する手段と、前記低値優先部の出力
    信号に基づいて遅れ運転時間を判別し、判別された運転
    時間に応じたロータ温度の引戻し設定値を演算する引戻
    し設定部と、この引戻し設定部によって演算された引戻
    し設定値を前記ロータ温度補償部に負帰還する手段とを
    備えた発電機運転制限装置。
JP7092818A 1995-04-18 1995-04-18 発電機運転制限装置 Pending JPH08289597A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004173359A (ja) * 2002-11-18 2004-06-17 Toshiba Corp 同期機の励磁制御装置
KR100980266B1 (ko) * 2008-06-03 2010-09-06 삼성중공업 주식회사 전압 제어 방법 및 장치
JP2013153598A (ja) * 2012-01-25 2013-08-08 Chugoku Electric Power Co Inc:The 無効電力制御装置及び該無効電力制御装置を用いて発電機を運転する方法

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