JPH10112931A - High-speed current limiting breaker for gas turbine - Google Patents

High-speed current limiting breaker for gas turbine

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JPH10112931A
JPH10112931A JP8262970A JP26297096A JPH10112931A JP H10112931 A JPH10112931 A JP H10112931A JP 8262970 A JP8262970 A JP 8262970A JP 26297096 A JP26297096 A JP 26297096A JP H10112931 A JPH10112931 A JP H10112931A
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JP
Japan
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current
gas turbine
circuit
speed
power supply
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Application number
JP8262970A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Inoue
寛之 井上
Takao Ogata
隆雄 緒方
Yoshio Shinshi
誉夫 進士
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Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Gas Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To with the system accident without installing a breaker excellent in high-speed breaking performance in every generator, by outputting a trip signal, when the load current flowing in a load power supply circuit from the generator gets over a predetermined value, separately for each generator, and opening a vacuum switch prior to a vacuum breaker. SOLUTION: Power generation systems I, II to V comprises overcurrent relays (OCR-H) 18-1, 18-2 to 18-5 driven by gas turbines 1-1, 1-2 to 1-5, and vacuum breakers (VCB) 4-1, 4-2 to 4-5. When this system detects a load current through CT from the power supply circuit to load from the generator 3-1 (3-2 to 3-5) and detects overload in the (OCR-H) 18-1 (18-2, 18-5), this outputs a trip signal. A trip control circuit 200 breaks the vacuum switch (VS) 17 and VCB 12, receiving the trip signal from (OCR-H) 18-1 (18-2 to 18-5).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は複数のガスタービン
駆動発電機と商用電源系統との連系運転におけるガスタ
ービン用高速限流遮断装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-speed current-limiting device for a gas turbine in an interconnection operation between a plurality of gas turbine driven generators and a commercial power supply system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、ガスタービンにより発電機を
駆動して発電するシステムが知られている。図8はその
ような発電システムの概略図であり、1はガスタービ
ン、2はガスタービン1の出力軸の回転数を減速する減
速機、3はガスタービン1により駆動される発電機、4
は発電機1の出力側に接続された真空遮断器(VC
B)、5はガスタービン1の出力軸に取り付けられたシ
ェアピンである。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a system in which a generator is driven by a gas turbine to generate power. FIG. 8 is a schematic diagram of such a power generation system, wherein 1 is a gas turbine, 2 is a speed reducer for reducing the rotation speed of the output shaft of the gas turbine 1, 3 is a generator driven by the gas turbine 1, 4
Is a vacuum circuit breaker (VC) connected to the output side of the generator 1.
B), 5 are shear pins attached to the output shaft of the gas turbine 1.

【0003】高速回転するガスタービン1の出力軸の強
度定格は小さいために、たとえばこのシステムと連系運
転する系統側に事故などがあって、ガスタービン1の出
力軸にその定格トルクの数倍以上の過大なトルクがかか
ったときは、出力軸に取り付けられたシェアピン5が切
れることにより出力軸を負荷から解放してガスタービン
1を保護する方策が採られている。
[0003] Since the strength rating of the output shaft of the gas turbine 1 rotating at high speed is small, for example, an accident or the like occurs on the system side that is connected to this system, and the output shaft of the gas turbine 1 has several times the rated torque. When the above excessive torque is applied, a measure is taken to protect the gas turbine 1 by releasing the output shaft from the load by breaking the shear pin 5 attached to the output shaft.

【0004】しかしシェアピン5が一旦切れてしまう
と、復旧作業に数時間かかり、その間ガスタービンは使
用できず、デマンドオーバを生じることがある。そのた
めにガスタービンに過大なトルクがかかるような事態が
発生したときは、それを瞬時に検出して発電機の出力側
を高速に遮断するような遮断装置が従来より求められて
いた。
[0004] However, once the shear pin 5 is cut, it takes several hours for the recovery operation, during which time the gas turbine cannot be used, and a demand over may occur. Therefore, when a situation occurs in which an excessive torque is applied to the gas turbine, there has been a demand for a shutoff device that instantaneously detects the occurrence and shuts off the output side of the generator at high speed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述したようなガスタ
ービンにより駆動される複数の発電システムと商用電源
系統との連系運転におけるシェアピンの保護装置として
は、従来、真空遮断器(VCB)を用いたものと、半導
体スイッチを用いたものとが知られている。
Conventionally, a vacuum circuit breaker (VCB) has been used as a protection device for a shear pin in an interconnection operation between a plurality of power generation systems driven by gas turbines as described above and a commercial power supply system. And those using a semiconductor switch are known.

【0006】図9はVCBを用いた保護装置の一例を示
しており、たとえば5系統の発電システムの各々に対し
て過電流継電器(OCR−H)または不足電圧継電器
(UVR)などの過負荷検出装置6−1、・・・、6−
5によってガスタービン1−1、・・・1−5にかかる
過負荷を検出し、トリップ信号を出して真空遮断器(V
CB)4−1、・・・、4−5を電気的に遮断するよう
になっている。図において、10は発電機3と連系運転
している商用電源系統、11は変圧器、12は商用電源
系統側に設けられた真空遮断器である。
FIG. 9 shows an example of a protection device using a VCB. For example, each of five power generation systems detects an overload such as an overcurrent relay (OCR-H) or an undervoltage relay (UVR). Apparatus 6-1,..., 6
5 detects an overload applied to the gas turbines 1-1,..., 1-5, issues a trip signal, and outputs a vacuum circuit breaker (V
CB) 4-1..., 4-5 are electrically cut off. In the figure, reference numeral 10 denotes a commercial power supply system that is connected to the generator 3, 11 denotes a transformer, and 12 denotes a vacuum circuit breaker provided on the commercial power supply system side.

【0007】このような連系運転において、電力側で最
も厳しい事故が発生した場合、たとえば発電機の定格出
力を5,000kVAとすると、発電機電流は図10に
示すように時間とともに増加する。ガスタービンのシェ
アピンにかかる負荷はこの電流に比例しており、この負
荷が大きくなるほどまた長くなるほどシェアピンが破断
する可能性は高くなる。しかしながらVCB4による遮
断時間は3サイクル(50HZ で60ms)程度である
ので、過負荷を検出してから遮断が完了するまでに10
0ms程度以上が必要である。そのためたとえ給電回路
は遮断されても間に合わずにシェアピンが切れてしまう
ことがある。
In such an interconnection operation, when the most severe accident occurs on the electric power side, for example, if the rated output of the generator is 5,000 kVA, the generator current increases with time as shown in FIG. The load on the shear pin of the gas turbine is proportional to this current, and the greater the load and the longer the load, the higher the possibility that the shear pin will break. However, since interruption time by VCB4 is the extent (60 ms at 50H Z) 3 cycles, until the cut-off from the detection of the overload completed 10
About 0 ms or more is required. Therefore, even if the power supply circuit is cut off, the share pin may be cut off in time.

【0008】図11はVCB4より応答速度の速い半導
体スイッチ7を用いた従来の遮断装置の一例である。図
中図9と同じ参照数字は同じ構成部分を示す。
FIG. 11 shows an example of a conventional shut-off device using a semiconductor switch 7 having a higher response speed than the VCB 4. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 9 indicate the same components.

【0009】半導体スイッチ7による遮断時間は20m
s以下であるので、VCB4による遮断に比べて相当速
く、上記のような事故においてもシェアピンの保護は可
能であるが、価格が極めて高く、たとえば数MW(メガ
ワット)クラスの発電設備に使われる半導体スイッチと
なると価格がなんと2千万円以上にもなってしまい、も
っと安価な遮断装置が望まれている。
The interruption time by the semiconductor switch 7 is 20 m
s or less, which is considerably faster than the interruption by the VCB4, and can protect the shear pin even in the case of the above-mentioned accident. However, the price is extremely high, for example, a semiconductor used in a power generation facility of several MW (megawatt) class. When it comes to a switch, the price is over 20 million yen, and a more inexpensive shut-off device is desired.

【0010】本発明は上記の点にかんがみてなされたも
ので、ガスタービンで駆動される複数の発電機と商用電
源系統との連系運転システムにおけるガスタービン保護
用の安価な高速限流遮断装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above points, and is an inexpensive high-speed current-limiting device for protecting a gas turbine in an interconnected operation system between a plurality of generators driven by a gas turbine and a commercial power supply system. The purpose is to provide.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、一態様においては、ガスタービンで駆動
される複数の発電機と商用電源系統との連系運転システ
ムにおいて、商用電源からの負荷給電回路に直列に接続
された限流インピーダンスおよび真空遮断器と、前記限
流インピーダンスと並列に接続された真空スイッチと、
各発電機ごとに発電機からの負荷給電回路を流れる負荷
電流を検出し、検出した負荷電流が所定値を越えたとき
トリップ信号を出力する複数の過負荷検出器と、前記ト
リップ信号により前記真空スイッチを前記真空遮断器よ
り先に開放するトリップ制御回路とによりガスタービン
用高速限流遮断装置を構成した。
In order to achieve the above object, the present invention, in one aspect, includes a commercial power supply system for connecting a plurality of generators driven by a gas turbine to a commercial power supply system. A current limiting impedance and a vacuum circuit breaker connected in series to the load power supply circuit from, and a vacuum switch connected in parallel with the current limiting impedance,
A plurality of overload detectors for detecting a load current flowing through a load power supply circuit from the generator for each generator and outputting a trip signal when the detected load current exceeds a predetermined value; and A high-speed current limiting device for a gas turbine was constituted by a trip control circuit for opening a switch before the vacuum circuit breaker.

【0012】トリップ制御回路は複数の過負荷検出器の
うちいずれか1つからでもトリップ信号が出力したとき
真空スイッチと真空遮断器を所定の順序で解放するよう
に構成するか、または誤動作防止のために少なくとも2
つからトリップ信号が出力したとき真空スイッチと真空
遮断器を所定の順序で開放するように構成することが考
えられる。さらに過負荷検出器は過電流継電器であり、
負荷電流を全波整流し、直流近似して過負荷を検出する
形式のものが好ましい。
The trip control circuit is configured to release the vacuum switch and the vacuum circuit breaker in a predetermined order when a trip signal is output from any one of the plurality of overload detectors, or to prevent malfunction. At least two
It is conceivable that the vacuum switch and the vacuum circuit breaker are opened in a predetermined order when a trip signal is output from one of them. Furthermore, the overload detector is an overcurrent relay,
It is preferable that the overload is detected by full-wave rectification of the load current and DC approximation.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下に本発明を図面に基づいて説
明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】図1は本発明による高速限流遮断装置の一
実施の形態を示す電気回路であり、一例として、5系統
の発電システムI、II・・・Vと商用電源系統との連系
運転システムについて説明する。なお、図中図9と同じ
参照数字は同じ構成要素を示す。
FIG. 1 is an electric circuit showing one embodiment of a high-speed current limiting circuit according to the present invention. As an example, an interconnection operation between five power generation systems I, II... The system will be described. In the drawing, the same reference numerals as those in FIG. 9 indicate the same components.

【0015】発電システムIは、ガスタービン1−1に
より駆動される発電機3−1と、後述する過電流継電器
(OCR−H)18−1と、VCB4−1とにより構成
されている。発電システムII〜Vの構成も同様であるの
で説明を省略し、説明を容易にするために、発電機の定
格出力はすべて同じものとする。
The power generation system I includes a power generator 3-1 driven by a gas turbine 1-1, an overcurrent relay (OCR-H) 18-1 described later, and a VCB 4-1. Since the configurations of the power generation systems II to V are the same, the description will be omitted, and in order to facilitate the description, the rated outputs of the generators are all the same.

【0016】そこで発電システムIについて説明する
と、発電機3−1から負荷への給電回路からCTを介し
て負荷電流を検出し、過電流継電器(OCR−H1 )1
8−1において過負荷を検出したときはトリップ信号T
Sが出力される。
The power generation system I will now be described. The load current is detected from the power supply circuit from the generator 3-1 to the load via the CT, and the overcurrent relay (OCR-H 1 ) 1 is detected.
If an overload is detected in 8-1, the trip signal T
S is output.

【0017】一方、商用電源系統の給電回路には変圧器
11と真空遮断器12との間に、抵抗またはリアクトル
で構成された限流インピーダンス15が直列に接続され
るとともに、この限流インピーダンス15と並列に、発
電システムI〜Vの発電機3−1〜3−5のいずれかの
短絡時の保護用としてのパワーヒューズ16と真空スイ
ッチ(VS)17とが直列に接続されている。
On the other hand, a current limiting impedance 15 composed of a resistor or a reactor is connected in series between the transformer 11 and the vacuum circuit breaker 12 in the power supply circuit of the commercial power supply system. In parallel, a power fuse 16 and a vacuum switch (VS) 17 for protection in the event of a short circuit in any of the generators 3-1 to 3-5 of the power generation systems I to V are connected in series.

【0018】過電流継電器18−1、18−2、・・・
18−5からのトリップ信号TSを受けてVS17およ
びVCB12を開放するトリップ制御回路200は次の
ような構成となっている。
Overcurrent relays 18-1, 18-2,...
The trip control circuit 200 that receives the trip signal TS from 18-5 and releases the VS 17 and the VCB 12 has the following configuration.

【0019】20はVS17を開閉するトリップコイル
(TC)、21はVCB12を開閉するトリップコイル
(TC)である。TC20は、並列逆向きに接続された
ダイオード22aおよびサイリスタ22bと直列に接続
され、直流電源pn間に接続されている。またTC21
は接点23と直列に接続され、直流電源pn間に接続さ
れている。
Reference numeral 20 denotes a trip coil (TC) for opening and closing the VS 17, and reference numeral 21 denotes a trip coil (TC) for opening and closing the VCB 12. The TC 20 is connected in series with the diode 22a and the thyristor 22b connected in parallel and in the opposite direction, and is connected between the DC power supplies pn. TC21
Is connected in series with the contact 23 and is connected between the DC power supplies pn.

【0020】一方、トランジスタ24と直列にフォトダ
イオード25が接続され、両者は直流電源pn間に接続
され、トランジスタ26と直列に補助リレー27が接続
され、やはり直流電源pn間に接続され、トランジスタ
24、26のゲートはOR回路28の出力端子と接続さ
れている。サイリスタ22bのゲートはフォトダイオー
ド25と光ファイバ29で接続されている。OR回路2
8の入力端子は発電システムI〜VのOCR−H18−
1、18−2、・・・18−5に接続されている。各発
電システムのOCR−Hは従来から知られており、入力
信号の波高値の2乗演算または絶対値のデジタル処理に
より得られる値を所定値と比較し、所定値より大きいと
きにトリップ信号TSを出力する形式のものである。
On the other hand, a photodiode 25 is connected in series with the transistor 24, both are connected between the DC power supplies pn, an auxiliary relay 27 is connected in series with the transistor 26, and also connected between the DC power supplies pn. , 26 are connected to the output terminal of the OR circuit 28. The gate of the thyristor 22b is connected to the photodiode 25 and the optical fiber 29. OR circuit 2
Input terminals 8 are OCR-H18- of the power generation systems IV.
1, 18-2,..., 18-5. The OCR-H of each power generation system is conventionally known, and a value obtained by squaring the peak value of the input signal or digitally processing the absolute value is compared with a predetermined value. Is a format that outputs

【0021】次に上記高速限流遮断装置の動作を説明す
る。
Next, the operation of the high-speed current limiter will be described.

【0022】いま、t0 (t=0)で短絡事故が発生し
たとすると、その約10ms後にOCR−H18−1〜
18−5のいずれかが最初に短絡事故を検出しトリップ
信号TSを出力する(時刻t1 )。トランジスタ24お
よび26はこのトリップ信号TSを受けて導通し、フォ
トダイオード25が発光するとともに補助リレー27が
付勢される。フォトダイオード25の発光は光ファイバ
29を介してサイリスタ22bのゲートに送られ、これ
によりサイリスタ22bが導通する。サイリスタ22b
が導通すると、TC(トリップコイル)20が付勢され
るので、VS17が開く(時刻t2 )。事故発生からV
S17の開放までの所要時間は約15msである。VS
17が開放すると、VS17を流れていた短絡電流は限
流インピーダンス15により定格電流Inにまで抑えら
れる。因みに受電電圧を6.6kV、発電機3−1〜3
−5の定格出力を5,000kVAとすると、定格電流
In、短絡電流Is、負荷電流を定格電流In以下に抑
えるために必要な源流インピーダンス値Zは次の数1、
数2、数3により求められる。
Assuming that a short-circuit accident occurs at t 0 (t = 0), OCR-H18-1 to OCR-H18-1 will be about 10 ms later.
One of the 18-5 is the first to detect a short circuit to output a trip signal TS (time t 1). Transistors 24 and 26 receive this trip signal TS and become conductive, causing photodiode 25 to emit light and auxiliary relay 27 to be energized. The light emitted from the photodiode 25 is sent to the gate of the thyristor 22b via the optical fiber 29, whereby the thyristor 22b is turned on. Thyristor 22b
Is conducted, the TC (trip coil) 20 is energized, and the VS 17 is opened (time t 2 ). V from accident occurrence
The time required for opening S17 is about 15 ms. VS
When the switch 17 is opened, the short-circuit current flowing through the VS 17 is suppressed to the rated current In by the current limiting impedance 15. Incidentally, the receiving voltage is 6.6 kV, and the generators 3-1 to 3-3.
Assuming that the rated output of −5 is 5,000 kVA, the rated current In, the short-circuit current Is, and the source impedance value Z required to suppress the load current to the rated current In or less are expressed by the following equation (1).
It is obtained by Equations 2 and 3.

【0023】[0023]

【数1】 In=5,000KVA/6.6KV×√3=437A## EQU1 ## In = 5,000 KVA / 6.6 KV × √3 = 437A

【0024】[0024]

【数2】Is=437A/15%=2,913A## EQU2 ## Is = 437A / 15% = 2,913A

【0025】[0025]

【数3】Z=6.6×103 V/5,000×103
A=8.7Ω 一方、補助リレー27により付勢されて接点23が閉じ
ると、TC(トリップコイル)21が付勢されてVCB
12が開く(時刻t3 )。VS17の開放からVCB1
2の開放までは約95msである。これにより商用電源
系統10から負荷への給電回路は完全に遮断される。こ
の間の発電機電流の変化を図2に示す。図2から明らか
なように、発電機電流は短絡電流Isよりはるかに小さ
な1,742A以下に抑えられるので、ガスタービンへ
の過負荷は避けることができ、シェアピンを保護するこ
とができる。
## EQU3 ## Z = 6.6 × 10 3 V / 5,000 × 10 3 V
A = 8.7Ω On the other hand, when the contact 23 is closed by being energized by the auxiliary relay 27, the TC (trip coil) 21 is energized and VCB
12 is opened (time t 3 ). VCB1 from release of VS17
It is about 95 ms until the opening of No. 2. This completely shuts off the power supply circuit from the commercial power supply system 10 to the load. FIG. 2 shows changes in the generator current during this time. As apparent from FIG. 2, the generator current is suppressed to 1,742 A or less, which is much smaller than the short-circuit current Is, so that an overload on the gas turbine can be avoided and the shear pin can be protected.

【0026】次に本発明において用いる過電流継電器
(OCR−H)について説明する。
Next, an overcurrent relay (OCR-H) used in the present invention will be described.

【0027】図1に示した本発明による高速限流遮断装
置の過電流継電器OCR−H18−1〜18−5とし
て、負荷電流を全波整流し、直流近似して過負荷を検出
する図3および図4に示す回路構成のものがさらに優れ
た高速遮断性能を発揮することができる。
As the overcurrent relays OCR-H18-1 to 18-5 of the high-speed current limiting circuit breaker according to the present invention shown in FIG. 1, the load current is full-wave rectified, and DC is approximated to detect overload. 4 and the circuit configuration shown in FIG. 4 can exhibit more excellent high-speed cutoff performance.

【0028】図3に示す高速過電流継電器OCR−H1
8aは2個のCTを用いたもので、2CT方式と呼ばれ
る。負荷への給電回路である3相給電線R、S、Tのう
ち2相RとSからCTを介して負荷電流を検出し、6個
のダイオードで構成された全波整流回路30により整流
し、抵抗31により電圧Vに変換する。この電圧Vを比
較回路32において基準電圧V0 と比較し、VがV0
り大きいときにトリップ信号TSを出力する。このOC
R−H18aを用いれば、短絡事故発生後約1ms〜2
msでトリップ信号TSを発生することができるので、
従来の回路構成の過電流継電器OCR−Hを用いた場合
の約10msに比べれば約1/5〜1/10の短時間で
トリップ信号TSを出力することができ、その分だけV
S17を速く開放することができる。
High-speed overcurrent relay OCR-H1 shown in FIG.
8a uses two CTs and is called a 2CT system. The load current is detected from the two phases R and S of the three-phase power supply lines R, S, and T, which are power supply circuits to the load, via the CT and rectified by the full-wave rectifier circuit 30 including six diodes. , And is converted to a voltage V by the resistor 31. This voltage V is compared with a reference voltage V 0 in a comparison circuit 32, and when V is larger than V 0 , a trip signal TS is output. This OC
If R-H18a is used, it is about 1 ms to 2
Since the trip signal TS can be generated in ms,
The trip signal TS can be output in a short time of about 1/5 to 1/10 as compared with about 10 ms when the overcurrent relay OCR-H having the conventional circuit configuration is used.
S17 can be quickly opened.

【0029】図4に示すもう一つの高速過電流継電器O
CR−H18bは3個のCTを用いたもので、3CT方
式と呼ばれる。このOCR−H18bは、負荷への3相
給電線R、S、Tの各相からCTを介して負荷電流を検
出し、やはり6個のダイオードで構成された全波整流回
路30により整流し、抵抗31により電圧Vに変換し、
この電圧Vを比較回路32において基準電圧V0 と比較
し、VがV0 より大きいときにトリップ信号TSを出力
する点において図3のOCR−H18aと同じである
が、異なる点は、全波整流回路30の前段に抵抗33を
接続した構成である。この抵抗33は他の計測器などに
置き換えることができ、使用上の融通性が増す。
Another high-speed overcurrent relay O shown in FIG.
CR-H18b uses three CTs and is called a 3CT system. The OCR-H18b detects a load current from each phase of the three-phase power supply lines R, S, and T to the load via the CT, and rectifies the load current by the full-wave rectifier circuit 30 also including six diodes. The voltage is converted into a voltage V by a resistor 31,
This voltage V is compared with a reference voltage V 0 in a comparison circuit 32, and is the same as the OCR-H18a in FIG. 3 in that a trip signal TS is output when V is greater than V 0 , but the difference is that In this configuration, a resistor 33 is connected to a stage preceding the rectifier circuit 30. This resistor 33 can be replaced with another measuring instrument or the like, and the flexibility in use increases.

【0030】この高速過電流継電器OCR−H18bを
用いた場合の高速遮断性能は図3の場合と同じである。
図3の高速過電流継電器OCR−H18aまたは図4の
高速過電流継電器OCR−H18bを用いた場合の遮断
性能を図5に示した。短絡事故発生(t0 )からトリッ
プ信号TSが出る(t1 )までに1〜2ms、その後V
S17が開放する(t2 )までに5ms程度であるか
ら、事故発生後6〜7msという極めて短時間でVS1
7が開放し、限流インピーダンス15により短絡電流を
定格電流値にまで抑えることができる。これは図2に示
した従来型のOCR−Hを用いた場合よりも8〜9秒の
短縮が図られることになる。
The high-speed interruption performance when this high-speed overcurrent relay OCR-H18b is used is the same as that in FIG.
FIG. 5 shows the breaking performance when the high-speed overcurrent relay OCR-H18a of FIG. 3 or the high-speed overcurrent relay OCR-H18b of FIG. 4 is used. 1 to 2 ms from the occurrence of a short circuit accident (t 0 ) to the generation of the trip signal TS (t 1 ), and then V
Since it takes about 5 ms before S17 is released (t 2 ), VS1 is generated in an extremely short time of 6 to 7 ms after the occurrence of the accident.
7 is opened, and the short-circuit current can be suppressed to the rated current value by the current limiting impedance 15. This can reduce the time by 8 to 9 seconds as compared with the case where the conventional OCR-H shown in FIG. 2 is used.

【0031】上記実施の形態においては商用電源系統と
連系運転する5系統の発電システムのOCR−Hのいず
れか1つが自己システム内の過電流を検出したところで
トリップ信号を出力することにより系統遮断を行うもの
であるが、ノイズなどによる遮断装置の誤動作を防止す
るために、2以上の発電システムのOCR−Hが過電流
を検出したときに初めて遮断動作を行うようにしたもう
ひとつの実施の形態が考えられる。
In the above-described embodiment, when any one of the OCR-Hs of the five power generation systems that operate in connection with the commercial power supply system detects an overcurrent in its own system, it outputs a trip signal to shut off the system. However, in order to prevent malfunction of the shut-off device due to noise or the like, another embodiment in which the OCR-H of two or more power generation systems performs a shut-off operation only when an overcurrent is detected. The form can be considered.

【0032】この第2の実施の形態は図1に示した第1
の実施の形態におけるOR回路28以外はすべて同じ回
路構成である。そこで同じ回路構成については省略し、
OR回路28に変わる判別回路28aのみを論理回路で
構成した例を図6に示す。
This second embodiment is similar to the first embodiment shown in FIG.
The circuit configuration is the same except for the OR circuit 28 in the embodiment. Therefore, the same circuit configuration is omitted,
FIG. 6 shows an example in which only the determination circuit 28a instead of the OR circuit 28 is configured by a logic circuit.

【0033】判別回路28aは5個のAND回路41〜
45と、6個のOR回路51〜56とにより構成されて
いる。5系統の発電システムI〜VのOCR−H1 〜O
CR−H5 のいずれか2つが過電流を検出して仮トリッ
プ信号を出力すると、判別回路28aによりそれが判別
されてOR回路56から本トリップ信号TSが出力され
る。この本トリップ信号TSによりトランジスタ24、
26が導通し、一連のVS17およびVCB12の開放
動作が始まる点は図1に示した第1の実施の形態と同じ
である。
The discrimination circuit 28a includes five AND circuits 41-41.
45 and six OR circuits 51 to 56. Of five systems of the power generation system I~V OCR-H 1 ~O
Any two of CR-H 5 but if it detects an overcurrent and outputs a tentative trip signal, it the trip signal TS from the OR circuit 56 is judged is outputted by the determination circuit 28a. The transistor 24,
26 is turned on, and a series of opening operations of the VSs 17 and the VCBs 12 is the same as in the first embodiment shown in FIG.

【0034】図6に示した判別回路28aは回路構成が
複雑であるので、図7に示すようにトランジスタで構成
することができる。
Since the discrimination circuit 28a shown in FIG. 6 has a complicated circuit configuration, it can be composed of transistors as shown in FIG.

【0035】この判別回路28bは、各発電システムご
とに、トランジスタと抵抗との直列回路(61+R
1 )、(62+R2 )、(63+R3 )、(64+R
4 )、(65+R5 )を用意し、それらを並列に接続
し、この並列回路と直列に抵抗66(抵抗値r)を接続
し、全体を直流電源pn間に接続し、抵抗66の両端間
の電圧Vを比較回路67において基準電圧V0 と比較す
るものである。トランジスタ61〜65のベースはそれ
ぞれの発電システムのOCR−H1 〜OCR−H5 の出
力端子に接続され、OCR−Hからの仮トリップ信号に
より導通するようになっている。
The discriminating circuit 28b includes a series circuit (61 + R) of a transistor and a resistor for each power generation system.
1 ), (62 + R 2 ), (63 + R 3 ), (64 + R
4), (65 + R 5 ) was prepared, to connect them in parallel, and a resistor 66 (resistance value r) to the parallel circuit in series, connected in its entirety between the DC power source pn, across the resistor 66 Is compared with the reference voltage V 0 in the comparison circuit 67. The base of transistor 61 to 65 is connected to the output terminal of the OCR-H 1 ~OCR-H 5 each of the power generation system, so as to conduct by the temporary trip signal from OCR-H.

【0036】いま、いずれか一系統の発電システムの過
電流継電器OCR−Hにより過電流が検出されて仮トリ
ップ信号が出力しても、それによる抵抗66による電圧
降下Vは基準値V0 より小さいので本トリップ信号TS
は出力されない。これに対して、2系統以上(すくなく
とも2系統)の発電システムにおいてOCR−Hにより
過電流が検出されると、その合成電流が抵抗66を流
れ、それによる電圧降下Vは基準値V0 より大きくなる
ので、比較回路67からは本トリップ信号TSが出力さ
れる。この本トリップ信号TSによるVS17およびV
CB12の開放動作すなわち遮断動作は上述したと同じ
であるので省略する。
[0036] Now, even if the output of either one system overcurrent relay by OCR-H is overcurrent detection provisional trip signal of the power generation system, the voltage drop V by the resistance 66 by it is smaller than the reference value V 0 So this trip signal TS
Is not output. In contrast, when the OCR-H in the power generation system having the above two systems (at least 2 systems) overcurrent is detected, the composite current flows through the resistor 66, the voltage drop V by it is greater than the reference value V 0 Therefore, the trip circuit TS is output from the comparison circuit 67. VS17 and V by this trip signal TS
The opening operation, that is, the shutoff operation of the CB 12 is the same as that described above, and will not be described.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数のガスタービン駆動発電機と商用電源系統との連系
運転システムにおいて、高価な半導体スイッチを用いず
に構成した高速遮断性能の優れた遮断装置を電源系統側
に設置することにより、各発電機ごとに設置することな
く系統事故に対処することができる。その結果、電源系
統側に短絡事故などの厳しい事故が発生した場合でも高
速遮断してガスタービンのシェアピンが切れる確率を従
来に比べて小さくすることができる。特に過負荷状態を
検出するための過負荷検出器として、3相全波整流器を
採用し、直流近似により過負荷を検出するようにした高
速過電流継電器を用いれば一層優れた高速遮断性能が得
られる。
As described above, according to the present invention,
In an interconnected operation system of a plurality of gas turbine driven generators and a commercial power supply system, each generator is installed by installing a high-speed cut-off device with excellent high-speed cut-off performance on the power supply system side without using expensive semiconductor switches. It is possible to deal with system accidents without installing each system. As a result, even when a severe accident such as a short-circuit accident occurs on the power supply system side, the probability that the shear pin of the gas turbine is cut due to high-speed interruption can be reduced as compared with the related art. In particular, if a high-speed overcurrent relay that employs a three-phase full-wave rectifier and detects overload by DC approximation is used as an overload detector to detect an overload condition, better high-speed cutoff performance can be obtained. Can be

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるガスタービン用高速限流遮断装置
の一実施の形態としての電気回路を示す。
FIG. 1 shows an electric circuit as an embodiment of a high-speed current limiting device for a gas turbine according to the present invention.

【図2】本発明によるガスタービン用高速限流遮断装置
の遮断性能を示す。
FIG. 2 shows the breaking performance of the high-speed current limiting breaker for a gas turbine according to the present invention.

【図3】本発明によるガスタービン用高速限流遮断装置
で用いる高速過電流継電器OCOCR−Hの好ましい一
実施例の電気回路を示す。
FIG. 3 shows an electric circuit of a preferred embodiment of a high-speed overcurrent relay OCOCR-H used in a high-speed current limiting circuit breaker for a gas turbine according to the present invention.

【図4】本発明によるガスタービン用高速限流遮断装置
で用いる高速過電流継電器OCR−Hの好ましい他の実
施例の電気回路を示す。
FIG. 4 shows an electric circuit of another preferred embodiment of the high-speed overcurrent relay OCR-H used in the high-speed current limiting circuit breaker for a gas turbine according to the present invention.

【図5】本発明による好ましい過電流継電器OCR−H
を用いたガスタービン用高速限流遮断装置の遮断性能を
示す。
FIG. 5 shows a preferred overcurrent relay OCR-H according to the invention.
1 shows the shut-off performance of a high-speed current limiting cut-off device for a gas turbine using the same.

【図6】本発明によるガスタービン用高速限流遮断装置
で用いるトリップ制御回路の他の例の一部の回路構成を
示す。
FIG. 6 shows a partial circuit configuration of another example of the trip control circuit used in the high-speed current limiting circuit breaker for a gas turbine according to the present invention.

【図7】図6に示したトリップ制御回路に代わる別の回
路構成を示す。
FIG. 7 shows another circuit configuration replacing the trip control circuit shown in FIG.

【図8】ガスタービンを駆動源とする発電システムの系
統線図である。
FIG. 8 is a system diagram of a power generation system using a gas turbine as a driving source.

【図9】従来のガスタービン用遮断装置の一例の系統線
図である。
FIG. 9 is a system diagram of an example of a conventional gas turbine shut-off device.

【図10】従来のガスタービン用遮断装置の遮断性能を
示す。
FIG. 10 shows the breaking performance of a conventional gas turbine breaking device.

【図11】従来のガスタービン用高速遮断装置の一例の
系統線図である。
FIG. 11 is a system diagram of an example of a conventional high-speed shut-off device for a gas turbine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1−1、1−2、・・・1−5 ガスタービン 2 減速機 3−1、3−2、・・・3−5 発電機 4 真空遮断機(VCB) 5 シェアピン 15 限流インピーダンス 16 パワーヒューズ 17 真空スイッチ(VS) 18−1、18−2、・・・18−5 過電流継電器
(OCR−H) 20、21 トリップコイル 22b サイリスタ 23 接点 24、26 トランジスタ 25 フォトダイオード 27 補助リレー 28、28a 判別回路 29 光ファイバ 30 全波整流回路 31 抵抗 32 比較回路 41〜45 AND回路 51〜55 OR回路 61〜65 抵抗
1-1, 1-2,... 1-5 Gas turbine 2 Reducer 3-1, 3-2,... 3-5 Generator 4 Vacuum breaker (VCB) 5 Shear pin 15 Current limiting impedance 16 Power Fuse 17 Vacuum switch (VS) 18-1, 18-2, ... 18-5 Overcurrent relay (OCR-H) 20, 21 Trip coil 22b Thyristor 23 Contact 24, 26 Transistor 25 Photodiode 27 Auxiliary relay 28, 28a Discrimination circuit 29 Optical fiber 30 Full-wave rectifier circuit 31 Resistance 32 Comparison circuit 41-45 AND circuit 51-55 OR circuit 61-65 Resistance

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガスタービンで駆動される複数の発電機
と商用電源系統との連系運転システムにおいて、商用電
源からの負荷給電回路に直列に接続された限流インピー
ダンスおよび真空遮断器と、前記限流インピーダンスと
並列に接続された真空スイッチと、各発電機ごとに発電
機からの負荷給電回路を流れる負荷電流を検出し、検出
した負荷電流が所定値を越えたときトリップ信号を出力
する複数の過負荷検出器と、前記トリップ信号により前
記真空スイッチを前記真空遮断器より先に開放するトリ
ップ制御回路とを有することを特徴とするガスタービン
用高速限流遮断装置。
In a system for interconnecting a plurality of generators driven by a gas turbine and a commercial power supply system, a current-limiting impedance and a vacuum circuit breaker connected in series to a load power supply circuit from a commercial power supply; A vacuum switch connected in parallel with the current-limiting impedance, and a plurality of switches for detecting a load current flowing through a load power supply circuit from the generator for each generator and outputting a trip signal when the detected load current exceeds a predetermined value. And a trip control circuit for opening the vacuum switch in advance of the vacuum circuit breaker in accordance with the trip signal.
【請求項2】 前記過負荷検出器が過電流継電器である
請求項1に記載のガスタービン用高速限流遮断装置。
2. The high-speed current limiting device for a gas turbine according to claim 1, wherein the overload detector is an overcurrent relay.
【請求項3】 前記過負荷検出器が不足電圧継電器であ
る請求項1に記載のガスタービン用高速限流遮断装置。
3. The high-speed current-limiting device for a gas turbine according to claim 1, wherein the overload detector is an undervoltage relay.
【請求項4】 前記限流インピーダンスが主として限流
抵抗からなる請求項1ないし3項のいずれか1項に記載
のガスタービン用高速限流遮断装置。
4. The high-speed current-limiting device for a gas turbine according to claim 1, wherein the current-limiting impedance mainly comprises a current-limiting resistance.
【請求項5】 前記限流インピーダンスが主として限流
リアクトルからなる請求項1ないし3項のいずれか1項
に記載のガスタービン用高速限流遮断装置。
5. The high-speed current-limiting device for a gas turbine according to claim 1, wherein the current-limiting impedance mainly comprises a current-limiting reactor.
【請求項6】 前記過負荷検出器が、3相負荷給電回路
の2相または3相分について検出した負荷電流を全波整
流する全波整流器と、全波整流により得られた電流値を
電圧に変換したのち所定値と比較し、該所定値より大き
いときトリップ信号を出力する比較回路とを有する高速
過負荷検出器である請求項1ないし5項のいずれか1項
に記載のガスタービン用高速限流遮断装置。
6. A full-wave rectifier, wherein the overload detector performs full-wave rectification of a load current detected for two or three phases of a three-phase load power supply circuit, and outputs a current value obtained by the full-wave rectification as a voltage. 6. A high-speed overload detector comprising: a comparison circuit that converts the value into a predetermined value, compares the value with a predetermined value, and outputs a trip signal when the value is larger than the predetermined value. High-speed current limiting device.
【請求項7】 前記トリップ制御回路は複数の過負荷検
出器のうち少なくとも2つからトリップ信号が出力した
とき前記真空スイッチと前記真空遮断器を所定の順序で
開放する請求項1ないし6項のいずれか1項に記載のガ
スタービン用高速限流遮断装置。
7. The vacuum control circuit according to claim 1, wherein said trip control circuit opens said vacuum switch and said vacuum circuit breaker in a predetermined order when a trip signal is output from at least two of said plurality of overload detectors. The high-speed current-limiting device for a gas turbine according to claim 1.
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Effective date: 20040615