JPH0893507A - 発電機の起動方法および発電所内の回路方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガスタービン発電機をサイリスタ起動装置を
用いて起動する際、サイリスタ起動装置の電圧を昇圧す
る起動時のみ使用する起動用昇圧変圧器を省略し、発電
所建設費用を低減し、変圧器設置スペースを削減するこ
とを目的とする。 【構成】 サイリスタ起動装置４の出力を励磁電源変圧
器３２を昇圧用変圧器として昇圧し発電機に供給すると
共に、励磁装置２の電源は起動時用励磁電源変圧器３６
から供給する。タービンの速度を上げ、タービンに着火
し、自立速度を越えるとサイリスタ起動装置４と起動時
用励磁電源変圧器３６とを切り離し、発電機１の出力を
励磁電源変圧器３２で降圧して励磁装置２に供給する。
定格速度になれば、主変遮断器６１をＯＮして開閉所母
線５２に併入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば複合発電方式
の火力発電所内のガスタービン発電機等の発電機の起動
方法および発電所内の回路方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球環境問題などからエネルギー
の有効利用が社会的要求となり、発電所においては発電
設備の高効率化が今まで以上に叫ばれている。そのた
め、従来より効率の良いガスタービンを用いた複合発電
方式の発電設備が急速に増加している。更に、ガスター
ビンの大容量化が進んでいることから、起動装置も電動
機とトルクコンバータを用いた方式に代わってサイリス
タを用いた起動装置が実用化されている。

【０００３】図３は、例えば三菱電機技報１９９３年５
月号（Ｖｏｌ．６７，Ｎｏ．５）５３頁に掲載された発
電所内の回路構成図である。図において、１は発電機、
２は発電機１の励磁電流を供給するサイリスタ励磁装
置、４はサイリスタ起動装置、３１は発電機により発生
された電圧を送電電圧に昇圧する主要変圧器、３２はサ
イリスタ励磁装置２に電源を供給する降圧用の励磁電源
変圧器（励磁用変圧器）、３３は所内機器の電源を供給
する降圧用の所内用変圧器、５１は所内機器が接続され
る所内配電盤用母線（メタルクラッド母線以下メタクラ
母線という）、５２は開閉所母線５３は主回路母線であ
る。６１、６３、６４、６５は遮断器であり、６１は主
変圧器用遮断器（主変遮断器）、６３は発電機用遮断
器、６４は起動装置入口遮断器、６５は起動装置出口遮
断器とする。

【０００４】ところで、サイリスタ起動装置４の個々の
サイリスタ素子は製作の都合上から最大電圧が限られて
おり、発電機電圧が高い場合はそれに応じて素子を複数
個直列接続し対応してきた。したがって各サイリスタ素
子は、電圧に関しては限界近くであるのに対し電流はか
なり余裕があることになり、不経済であつた。このた
め、サイリスタ素子の直列接続数を１とし、起動装置の
出口に昇圧用変圧器を設けることがある。また、起動用
の電源は主回路母線ではなく、発電機用遮断器６３を置
かずに開閉所母線５２からとることもある。

【０００５】図４はその例で、１、２、３１から３３、
４、５１、５２、６１、６４、６５は図３と同じものを
表す。３４は起動時において、所内機器に電源を供給す
る降圧用の起動用変圧器である。６２は起動用変圧器用
遮断器（起変遮断器）、６６および６７は所内メタクラ
母線遮断器、３５は起動装置出力昇圧のための昇圧用変
圧器である。又、図４は発電機遮断器６３がない場合で
あり、起動時に発電機の回転子に電流を与える励磁装置
２の電源を供給するために、起動時用励磁電源変圧器３
６を設ける。そして励磁装置電源切り替え用断路器７１
によって励磁装置２の電源を切り替えられるようにす
る。

【０００６】図４において、起動方式について説明す
る。起動時は同期発電機を同期電動機として使用し、サ
イリスタ起動装置によって同期電動機を低い回転数から
滑らかに低周波起動（速度上昇）していく。まず、６
２、６４、６５、６７の各遮断器がＯＮ、６１、６６の
各遮断器がＯＦＦ、励磁装置電源切り替え用断路器７１
が起動時用励磁電源変圧器３６側にＯＮの状態で起動開
始し、サイリスタ起動装置４の出力を起動用昇圧変圧器
３５で昇圧し、それを電動機（発電機）１の入力として
タービンの回転数を上げていく。

【０００７】着火速度到達後、タービンに着火し、自立
速度（ガスタービンの出力のみで発電機が回転する速
度）を越えると６５、６４の各遮断器をＯＦＦにしてサ
イリスタ起動装置４を切り離す。ここで励磁装置電源切
り替え用断路器７１は励磁電源変圧器３２側へ切り替え
る。定格回転数到達後、主変遮断器６１をＯＮにして発
電機を系統に併入し、所内メタクラ母線遮断器６６をＯ
Ｎにしたあと所内メタクラ母線遮断器６７をＯＦＦにし
て所内機器の電源を起動用変圧器３４から発電機回路に
切り換える。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の回路構成ではサ
イリスタ起動装置４の出力電圧を昇圧する起動用昇圧変
圧器３５を必要とした。この発明は上記の起動用昇圧変
圧器３５を省略し、経済的な回路構成を形成することの
できる発電機の起動方法を実現することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る発電機の
起動方法は、発電機をサイリスタ起動装置で起動し、上
記発電機の出力を励磁用変圧器で降圧して励磁装置を介
して上記発電機の励磁コイルを励磁する発電設備にあっ
て、起動時は、上記サイリスタ起動装置からの出力を上
記励磁用変圧器によって昇圧して上記発電機に供給する
と共に、上記励磁コイルを別電源から励磁し、上記発電
機が所定の速度になると、上記サイリスタ起動装置を切
り離すと共に、上記発電機の出力を励磁装置に供給する
よう切り換えるようにしたものである。

【００１０】また、発電機をサイリスタ起動装置で起動
し、上記発電機の出力を励磁用変圧器で降圧して励磁装
置を介して上記発電機の励磁コイルを励磁すると共に、
上記発電機の出力を所内用変圧器で降圧して所内用電源
とする発電設備にあって、起動時は、上記サイリスタ起
動装置からの出力を上記所内用変圧器によって昇圧して
上記発電機に供給すると共に、上記励磁コイルを別電源
から励磁し、上記発電機が所定の速度になると、上記サ
イリスタ起動装置を切り離すと共に、上記発電機の出力
を励磁装置に供給するよう切り換えるようにしたもので
ある。

【００１１】また、請求項１または２の発電機の起動方
法を用いて発電所内の回路方式を構成したものである。

【００１２】

【作用】この発明の発電機の起動方法は、起動時に励磁
用変圧器を昇圧変圧器として利用してサイリスタ起動装
置の出力を昇圧し、起動用昇圧変圧器を省略する。

【００１３】また、起動時に所内用変圧器を昇圧変圧器
として利用してサイリスタ起動装置の出力を昇圧し、起
動用昇圧変圧器を省略する。

【００１４】また、発電所内の回路方式は、請求項１ま
たは２の発電機の起動方法を用いる。

【００１５】

【実施例】

実施例１．図１はこの発明の実施例を示す回路図であ
り、１、２、４、３１〜３４、３６、５１、５２、５
３、６１、６２、６４、６６、６７は図４と同じものを
表す。また、サイリスタ起動装置４の出力は起動装置出
口遮断器６５、励磁装置電源切り替え用断路器７２を通
して励磁電源変圧器（励磁用変圧器）３２に接続され
る。励磁装置電源切り替え断路器７２は励磁電源変圧器
３２の接続先を励磁装置２またはサイリスタ起動装置４
に切り替えられるようにする。

【００１６】起動時用励磁電源変圧器３６と励磁装置電
源切り替え用断路器７１は図４と同じ役割をもつが、励
磁装置電源切り替え用断路器７１は励磁装置電源切り替
え用断路器７２に連動して動作し、励磁装置電源切り替
え用断路器７２がサイリスタ起動装置４側の時、励磁装
置電源切り替え用断路器７１はＯＮ、励磁装置電源切り
替え用断路器７２が励磁装置２側の時励磁装置電源切り
替え用断路器７１はＯＦＦとなる。

【００１７】次に、動作について説明する。６２、６
４、６５、６７の各遮断器がＯＮ、６１、６６の各遮断
機がＯＦＦ、励磁装置電源切り替え用断路器７２がサイ
リスタ起動装置４側にＯＮ（励磁装置電源切り替え用断
路器７１がＯＮ）の状態で起動開始し、サイリスタ起動
装置４の出力を励磁電源変圧器３２で昇圧し、それを電
動機（発電機）１の入力としてタービンの回転数を上げ
ていく。

【００１８】着火速度到達後、タービンに着火し、自立
速度を越えると６５、６４の各遮断器をＯＦＦにしてサ
イリスタ起動装置４を切り離す。ここで励磁装置電源切
り替え用断路器７２を励磁装置２側に切り換える（励磁
装置電源切り替え用断路器７１がＯＦＦ）。定格回転数
到達後、主変遮断器６１をＯＮにして発電機を系統に併
入し、所内メタクラ母線遮断器６６をＯＮにしたあと、
所内メタクラ母線遮断器６７をＯＦＦにして通常運転を
行う。

【００１９】このように、励磁電源変圧器３２は起動時
にはサイリスタ出力電圧昇圧用として、定格運転時は励
磁装置電源供給用として用い、同時に両方の用途に使用
されることはないので共用しても問題はなく、図４の起
動用変圧器３５を省略することができるので、発電所内
発電設備の費用低減、変圧器設置スペースの削減などが
できる。

【００２０】実施例２．上記実施例１は起動装置出力電
圧の昇圧用に励磁電源変圧器を共用したが、所内用変圧
器を昇圧用に共用することも可能である。図２におい
て、１、２、４、３１〜３４、３６、５１、５２、５
３、６１、６２、６４、６６、６７、７１は図４と同じ
ものを表す。また、サイリスタ起動装置４の出力は起動
装置出口遮断器６５を通して所内用変圧器３３と所内メ
タクラ母線遮断器６６との間に接続される。

【００２１】次に動作について説明する。６２、６４、
６５、６７の各遮断器がＯＮ、６１、６６の各遮断器が
ＯＦＦ、励磁装置電源切り替え用断路器７１が起動時用
励磁電源変圧器３６側ＯＮの状態で起動開始し、サイリ
スタ起動装置４の出力を所内用変圧器３３で昇圧し、そ
れを電動機（発電機）１の入力としてタービンの回転数
を上げていく。着火速度到達後、タービンに着火し、自
立速度を越えると所内メタクラ母線遮断器６５をＯＦ
Ｆ、起動装置入口遮断器６４をＯＦＦにして起動装置を
切り離す。ここで励磁装置電源切り替え用断路器７１を
励磁電源変圧器３２側に切り替える。

【００２２】定格回転数到達後、主変遮断器６１をＯＮ
にして発電機を系統に併入し、所内メタクラ母線遮断器
６６をＯＮにしたあと、所内メタクラ母線遮断器６７を
ＯＦＦにして所内機器の電源を起動用変圧器から発電機
主回路に切り換え、所内用変圧器を本来の降圧用変圧器
として運用する。このように所内用変圧器３３は、起動
時にはサイリスタ出力電圧昇圧用、定格運転時は所内電
源供給用と、同時に両方の用途に使用されることはない
ので共用しても問題はなく、図４の起動用変圧器３５を
省略することができ、また、実施例１から較べて断路器
７２が不要になり、発電所内発電設備の費用低減、変圧
器設置スペースの削減などができる。

【００２３】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、励磁電
源変圧器または所内用変圧器を起動時は昇圧用変圧器と
して共用するので、起動時のみ使用していた起動用昇圧
変圧器を削除できるので、発電所内発電設備の費用低
減、変圧器設置スペースの削減などの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１を示す発電設備の回路図
である。

【図２】 この発明の実施例２を示す発電設備の回路図
である。

【図３】 従来の発電所設備を示す回路図である。

【図４】 従来の発電所設備を示す回路図である。

【符号の説明】

１ 発電機、２ 励磁装置、４ サイリスタ起動装置、
３１ 主要変圧器、３２ 励磁電源変圧器（励磁用変圧
器）、３３ 所内用変圧器、３４ 起動用変圧器、３５
起動用昇圧変圧器、３６ 起動時用励磁電源変圧器、
５１ 所内メタクラ母線、５２ 開閉所母線、５３ 主
回路母線、６１ 主変遮断器、６２ 起変遮断器、６３
発電機用遮断器、６４ 起動装置入口遮断器、６５
起動装置出口遮断器、６６，６７ 所内メタクラ母線遮
断器、７１，７２ 励磁装置電源切り替え用断路器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電機をサイリスタ起動装置で起動し、
   上記発電機の出力を励磁用変圧器で降圧して励磁装置を
   介して上記発電機の励磁コイルを励磁する発電設備にあ
   って、起動時は、上記サイリスタ起動装置からの出力を
   上記励磁用変圧器によって昇圧して上記発電機に供給す
   ると共に、上記励磁コイルを別電源から励磁し、上記発
   電機が所定の速度になると、上記サイリスタ起動装置を
   切り離すと共に、上記発電機の出力を励磁装置に供給す
   るよう切り換えるようにしたことを特徴とする発電機の
   起動方法。
2. 【請求項２】 発電機をサイリスタ起動装置で起動し、
   上記発電機の出力を励磁用変圧器で降圧して励磁装置を
   介して上記発電機の励磁コイルを励磁すると共に、上記
   発電機の出力を所内用変圧器で降圧して所内用電源とす
   る発電設備にあって、起動時は、上記サイリスタ起動装
   置からの出力を上記所内用変圧器によって昇圧して上記
   発電機に供給すると共に、上記励磁コイルを別電源から
   励磁し、上記発電機が所定の速度になると、上記サイリ
   スタ起動装置を切り離すと共に、上記発電機の出力を励
   磁装置に供給するよう切り換えるようにしたことを特徴
   とする発電機の起動方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２の発電機の起動方法を
   用いて構成したことを特徴とする発電所内の回路方式。