JPH10127099A - タービン制御装置 - Google Patents

タービン制御装置

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JPH10127099A
JPH10127099A JP8297861A JP29786196A JPH10127099A JP H10127099 A JPH10127099 A JP H10127099A JP 8297861 A JP8297861 A JP 8297861A JP 29786196 A JP29786196 A JP 29786196A JP H10127099 A JPH10127099 A JP H10127099A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
frequency signal
control valve
target frequency
turbine
Prior art date
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Application number
JP8297861A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Inada
浩 稲田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加減弁の全閉状態の長時間継続を防止する。 【解決手段】 加算器5aでは、系統周波数信号fに対
してバイアス信号gが加算され目標周波数設定信号ff
として、定格周波数設定信号または発電機周波数信号s
と共に、切替え手段12に入力する。切替え手段12
は、LSM ONのときは接点12bを介して目標周波
数設定信号ffを出力するように切替える。下げ方向レ
ートリミッター13は、揃速制御中、接点12bを介し
て出力信号tを所定の下げ方向の変化率で制限して、目
標周波数信号uとして出力して、系統周波数信号fが発
電機周波数信号hより非常に低くても負荷設定値信号b
を徐々に降下させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力系統に揃速制
御によって同期併入する発電機を備えたタービン制御装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5に発電機を電力系統に併入する際に
用いられるタービン制御装置の一例を示す。
【0003】図において、定格設定速度信号とタービン
実速度信号との偏差信号に係数倍された速度偏差信号a
は、負荷設定積分器1の出力である負荷設定値信号bと
加算器2によって加算され、加算器2の出力であるガバ
ナ制御指令信号cは、負荷制限積分器3の出力である負
荷制限値信号dと低値選択器4によって比較され、両者
の内で低値の信号が加減弁流量指令信号eとして出力さ
れる。
【0004】一方、加算器5によって系統周波数信号f
にバイアス信号gと、さらに、発電機周波数信号hとが
加えられ、これらの偏差信号iが演算される。そして、
偏差信号iが揃速制御中(Line Speed Ma
chine以下LSM ONと称す)の時のみONする
接点6を通して負荷設定積分器1へ入力されている。
【0005】以上によって、負荷設定積分器1の入力信
号である偏差信号iが零になるように増減し、その結
果、発電機周波数信号hは系統周波数信号fよりバイア
ス信号gだけ高い周波数信号に制御される。この状態
で、発電機出力電圧の位相が系統電圧の位相を追いかけ
るようになり、両者が一致した時点で、図示しない装置
により発電機が電力系統にスムーズに併入される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の図5に示すタービン制御装置には、揃速開始時の系
統周波数信号fが定格周波数信号に比べて非常に低いと
き負荷設定値信号bの低下によって加減弁の全閉状態が
長時間続いてボイラー圧力が異常上昇するという問題が
あった。
【0007】すなわち、図6に示すように時刻t1に、
揃速開始時の系統周波数信号fが、発電機周波数信号h
に対して非常に低い場合、加算器5からの偏差信号iが
−符号の信号となり、負荷設定積分器1の負荷設定値信
号bを大幅に下げようとする。ところが、発電機周波数
信号h(タービンの回転数)は、タービン時定数で決め
られたレートでゆっくりと減少するため、負荷設定積分
器1の負荷設定値信号bが下げ続け、加減弁が時刻t2
に全閉状態となり、この状態を長時間続ける。これによ
り、ボイラーの圧力が異常に上昇し、時刻t3に圧力高
トリップが発生するおそれがあり、最悪の場合に、ボイ
ラー保護の観点から、ユニットトリップに至る可能性が
あった。
【0008】そこで、本発明は、系統周波数が定格周波
数よりも異常に低い場合でも、加減弁を全閉状態のまま
放置して、ボイラ圧力高によるユニットトリップに至ら
ないように、揃速制御を行うタービン制御装置を提供す
ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、発電
設備を電力系統へ同期併入するための揃速制御中に、系
統周波数信号に所定のバイアス信号を加えた目標周波数
信号と発電機周波数信号との偏差信号に対して積分要素
を加えた負荷設定値信号とタービン回転速度信号とター
ビン速度設定信号との速度偏差信号とを加えたガバナ制
御指令信号と負荷の最大値を制御する負荷制限値信号と
を低値選択器へ入力し、低値選択器により選択された信
号を加算信号を加減弁流量指令信号として加減弁を開閉
制御して目標周波数信号に発電機周波数信号を追従させ
るタービン制御装置において、揃速制御中に、目標周波
数信号を所定の変化率によって徐々に低下させることに
より目標周波数信号に発電機周波数信号を追設させ同期
併入させるようにしたことである。この手段によれば、
揃速制御中において、目標周波数信号と発電機周波数信
号との偏差信号を所定の変化率で制限して徐々に低下さ
れる。これによって、系統周波数信号が発電機出力信号
より異常に低い場合にも、揃速制御の開始後に、急激に
目標周波数信号が低下することが阻止される。従って、
負荷設定値信号の急激低下に伴う加減弁の全閉状態が長
時間継続することが防止され、ボイラー圧力の上昇、さ
らに、ユニットトリップ等に至るおそれを解消できる。
【0010】請求項2の発明は、請求項1記載のタービ
ン制御装置において、揃速制御開始時に、定格周波数設
定信号または発電機周波数信号から目標周波数信号へ切
替える切替え手段と、この切替手段による出力信号の下
限を所定の変化率で制限して定格周波数設定信号または
発電機周波数信号から目標周波数信号へ徐々に移行させ
る下げ方向レートリミッターとを設けるようにしたもの
である。この手段によれば、揃速制御開始時に定格周波
数設定信号または発電機周波数信号から目標周波数信号
へ切替えられ、下げ方向レートリミッターによって目標
周波数信号の下限側が所定の変化率で制限され徐々に低
下される。従って、負荷設定値信号の急激な低下がな
く、加減弁の全閉状態が長時間継続することが防止さ
れ、ボイラー圧力の上昇、さらに、ユニットトリップ等
に至るおそれを解消できる。
【0011】請求項3の発明は、発電設備を電力系統へ
同期併入するための揃速制御中に、系統周波数信号に所
定のバイアス信号を加えた目標周波数信号と発電機周波
数信号との偏差信号に対して積分要素を加えた負荷設定
値信号とタービン回転速度信号とタービン速度設定信号
との速度偏差信号とを加えたガバナ制御指令信号と負荷
の最大値を制御する負荷制限値信号とを低値選択器へ入
力し、低値選択器により選択された信号を加算信号を加
減弁流量指令信号として加減弁を開閉制御して目標周波
数信号に発電機周波数信号を追従させるタービン制御装
置において、揃速制御中に、加減弁全閉状態を検知した
とき目標周波数信号と発電機周波数信号との偏差信号を
零値の信号とすることにより、負荷設定値信号を零値と
し加減弁流量指令信号を開方向へ増加させ加減弁の全閉
状態から開方向へ移行させるようにしたものである。こ
の手段によれば、揃速制御中に加減弁が全閉状態となる
と負荷設定値信号が零値となり加減弁が開方向とされ、
加減弁の全閉状態の維持を阻止する。従って、負荷設定
値信号の急激低下に伴う加減弁全閉状態が長時間継続す
ることが防止され、ボイラー圧力の上昇、さらに、ユニ
ットトリップ等に至るおそれを解消できる。
【0012】請求項4の発明は、請求項3記載のタービ
ン制御装置において、加減弁全閉信号が入力したとき目
標周波数信号と発電機周波数信号との偏差信号から零値
を出力する零信号へ切替える切替手段を設け、零信号に
よって負荷設定値信号を零値として加減弁の全閉状態の
継続を阻止するようにしたことである。この手段によれ
ば、加減弁全閉信号によって目標周波数信号と発電機周
波数信号との偏差信号から零信号へ切替手段によって切
替えられる。これにより、負荷設定値信号が零となり、
加減弁を開方向へ移行させる信号が出力される。従っ
て、負荷設定値信号の急激低下に伴う加減弁の全閉状態
が長時間に亘って継続することが防止され、ボイラー圧
力の上昇、さらに、ユニットトリップ等に至るおそれを
解消できる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【0014】図1は、本発明の第1実施の形態を示すタ
ービン制御装置の構成図である。
【0015】図1において、従来例を示す図5と異なる
主な点は、揃速制御を開始するときに、定格周波数信号
または発電機周波数信号sから系統周波数信号fにバイ
アス信号gを加えた目標周波数設定信号ffに切替える
切替え手段12と目標周波数設定信号ffと発電機周波
数信号sとの偏差信号が徐々に変化するように、下げ方
向レートリミッター13を備えた点に特徴を有する。
【0016】ここで、切替え手段12は、揃速制御開始
時に、定格周波数設定信号または発電機周波数信号から
目標周波数信号へ切替えるものである。下げ方向レート
リミッター13は、切替手段の出力信号である定格周波
数設定信号または発電機周波数信号および目標周波数信
号の下限を所定の変化率で制限して定格周波数設定信号
または発電機周波数信号から目標周波数信号へ徐々に移
行させるものである。
【0017】まず、系統周波数信号fに対して加算器5
aによってバイアス信号gが加算され目標周波数設定信
号ffとなり、定格周波数設定信号または発電機周波数
信号sと共に、LSM ONで切り替わる切替え手段1
2に入力され、切替え手段12によってLSM OFF
のとき接点12aを介して定格周波数設定信号または発
電機周波数信号sを出力する一方、LSM ONのとき
は接点12bを介して目標周波数設定信号ffが出力さ
れるように切替えられる。
【0018】揃速制御中、切替え手段12の接点12b
が、図2に示すように、時刻t1に閉となり、接点12
bを介して出力信号tが下げ方向レートリミッター13
に入力され、出力信号tが所定の下げ方向の変化率で制
限されて、目標周波数信号uとして出力される。これに
より、系統周波数信号fが発電機周波数信号hより非常
に低くても接点12bを介して出力信号tが急降下する
ことなく、所定の下げ方向の変化率内に制限されて徐々
に降下し、これに対応して負荷設定値信号bも徐々に降
下する。この結果、目標周波数信号uに対して所定のバ
イパス信号幅をもって発電機周波数信号hが追従され
る。そして、時刻t2になると系統周波数信号fと発電
機周波数信号hとの差がバイアス信号g相当となる。
【0019】このように本発明の第1実施の形態によれ
ば、系統周波数信号fが定格周波数設定信号または発電
機周波数信号sよりも異常に低い場合でも、揃速制御の
目標とする目標周波数信号uはLSM ONにより、定
格周波数設定信号または発電機周波数信号sから系統周
波数信号fとバイアス信号gの加算値である目標周波数
設定信号ffへ、下げ方向レートリミッター13で設定
されたレートでゆっくりと減少する。これによって、加
算器5によって演算される目標周波数信号uと発電機周
波数信号hとの偏差信号iが大きくならず、負荷設定積
分器1の出力である負荷設定値信号bを急激、かつ、必
要以上に下げることがない。従って、低値選択器4によ
って選択される加減弁流量指令信号eも上記負荷設定値
信号bの値に従ってゆっくりと減少する。加減弁流量指
令信号eがゆっくり下がるため、加減弁の開度もゆっく
りと閉まり、全開となることがない。このため、ボイラ
圧力高にならず、ユニットトリップを防ぐことが可能と
なる。
【0020】図3は本発明の第2実施の形態を示すター
ビン制御装置の構成図である。
【0021】図3において、従来例を示す図5と異なる
主な点は、系統周波数信号fにバイアス信号gを加えた
値と発電機周波数信号hとの偏差信号zを加算器5によ
って演算し、加減弁が全閉のときは零設定信号aaを出
力するように切替え、加減弁が全閉でないときは偏差信
号zを偏差信号iとして出力するように切替える切替え
手段17を備えた点に特徴を有する。
【0022】ここで、切替え手段17は、加減弁全閉信
号が入力したとき目標周波数信号と発電機周波数信号と
の偏差信号から零値を出力する零信号へ切替えるもので
ある。
【0023】まず、図3および図4に基づいて説明する
と、時刻t1にLSM ONとなったとして系統周波数
信号fと発電機周波数信号hとが図示符号で加算器5に
より加算され、さらに、バイアス信号gも加算され、偏
差信号zが切替え手段17の接点17aを介して偏差信
号iとして接点6を介して負荷設定積分器1へ入力され
ている。このときに、系統周波数信号fが発電機周波数
信号hに比べて非常に低く、偏差信号iが大きく負荷設
定積分器1の負荷設定値信号bが低下して、その後の時
刻t2に加減弁開度信号が全閉状態となるとする。加減
弁が全閉となると加減弁全閉指令信号によって接点17
の接点17aが閉となり、零設定信号aaが切替え手段
17の接点17bを介して負荷設定積分器1へ入力され
る。これに伴い、負荷設定積分器1の負荷設定値信号b
が零の出力となり、速度偏差信号aが増加して加減弁を
僅か開方向とする動作がされる。この場合、加減弁が開
方向となって蒸気が供給され、速度偏差信号aが増加
し、時刻t2〜t5にかけて加減弁開度指令信号が僅か
増減する。そして、時刻t5になるとバイアス信号gが
安定する。
【0024】このように本発明の第2実施の形態によれ
ば、加減弁全閉信号によって動作する切替え手段17に
より、加減弁が全閉すると負荷設定積分器1への偏差信
号iは零設定信号aaが選択されるため、負荷設定値信
号bをそれ以上下げることが阻止される。そのため、タ
ービン速度(発電機周波数)の減少により、速度偏差信
号aが増加して、再び加減弁が開き始めるため、加減弁
の全閉状態を長時間持続するのを防ぎ、ボイラの圧力上
昇を抑え、ユニットトリップを防ぐことが可能となる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように請求項1の発明によ
れば、揃速制御中において、目標周波数信号と発電機周
波数信号との偏差信号を所定の変化率で制限して徐々に
低下させるので、系統周波数信号が発電機出力信号より
異常に低い場合にも、揃速制御の開始後に、急激に目標
周波数信号を低下させることが阻止できる。従って、負
荷設定値信号の急激低下に伴う加減弁の全閉状態が長時
間継続することが防止され、ボイラー圧力の上昇、さら
に、ユニットトリップ等に至るおそれを解消できる。
【0026】請求項2の発明によれば、揃速制御開始時
に定格周波数設定信号または発電機周波数信号から目標
周波数信号へ切替えて、下げ方向レートリミッターによ
って目標周波数信号の下限側を所定の変化率で制限して
徐々に低下するので、負荷設定値信号の急激な低下がな
く、加減弁の全閉状態が長時間継続することが防止さ
れ、ボイラー圧力の上昇、さらに、ユニットトリップ等
に至るおそれを解消できる。
【0027】請求項3の発明によれば、揃速制御中に加
減弁が全閉状態となると負荷設定値信号を零値として加
減弁を開方向とするので、加減弁の全閉状態の維持を阻
止することができ、負荷設定値信号の急激低下に伴う加
減弁全閉状態が長時間継続することが防止され、ボイラ
ー圧力の上昇、さらに、ユニットトリップ等に至るおそ
れを解消できる。
【0028】請求項4の発明によれば、負荷設定値信号
を零として、加減弁を開方向へ移行させる信号を出力す
るので、負荷設定値信号の急激低下に伴う加減弁の全閉
状態を長時間に亘って継続することが防止され、ボイラ
ー圧力の上昇、さらに、ユニットトリップ等に至るおそ
れを解消できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施の形態を示すタービン制御装
置の構成図である。
【図2】図1の第1実施の形態を示す作用図である。
【図3】本発明の第2実施の形態を示すタービン制御装
置の構成図である。
【図4】図3の第2実施の形態を示す作用図である。
【図5】従来のタービン制御装置を示す構成図である。
【図6】図5のタービン制御装置を示す作用図である。
【符号の説明】
1 負荷設定積分器 2,5,7 加算器 3 負荷制限積分器 4 低値選択器 6 接点 12,17 切替え手段 13 下げ方向レートリミッター a 速度偏差信号 b 負荷設定値信号 c ガバナ制御指令信号 d 負荷制限値信号 e 加減弁流量指令信号 f 系統周波数信号 g バイアス信号 h 発電機周波数信号

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発電設備を電力系統へ同期併入するため
    の揃速制御中に、系統周波数信号に所定のバイアス信号
    を加えた目標周波数信号と発電機周波数信号との偏差信
    号に対して積分要素を加えた負荷設定値信号とタービン
    回転速度信号とタービン速度設定信号との速度偏差信号
    とを加えたガバナ制御指令信号と負荷の最大値を制限す
    る負荷制限値信号とを低値選択器へ入力し、低値選択器
    により選択された信号を加減弁流量指令信号として加減
    弁を開閉制御して前記目標周波数信号に前記発電機周波
    数信号を追従させるタービン制御装置において、 前記揃速制御中に、前記目標周波数信号を所定の変化率
    によって徐々に低下させることにより前記目標周波数信
    号に前記発電機周波数信号を追設させ同期併入させるよ
    うにしたことを特徴とするタービン制御装置。
  2. 【請求項2】 前記揃速制御開始時に、定格周波数設定
    信号または発電機周波数信号から前記目標周波数信号へ
    切替える切替え手段と、この切替手段による出力信号の
    下限を所定の変化率で制限して前記定格周波数設定信号
    または前記発電機周波数信号から前記目標周波数信号へ
    徐々に移行させる下げ方向レートリミッターとを設ける
    ことを特徴とする請求項1記載のタービン制御装置。
  3. 【請求項3】 発電設備を電力系統へ同期併入するため
    の揃速制御中に、系統周波数信号に所定のバイアス信号
    を加えた目標周波数信号と発電機周波数信号との偏差信
    号に対して積分要素を加えた負荷設定値信号とタービン
    回転速度信号とタービン速度設定信号との速度偏差信号
    とを加えたガバナ制御指令信号と負荷の最大値を制限す
    る負荷制限値信号とを低値選択器へ入力し、低値選択器
    により選択された信号を加減弁流量指令信号として加減
    弁を開閉制御して前記目標周波数信号に前記発電機周波
    数信号を追従させるタービン制御装置において、 前記揃速制御中に、加減弁全閉状態を検知したとき前記
    目標周波数信号と前記発電機周波数信号との偏差信号を
    零値の信号とすることにより前記負荷設定値信号を零値
    として前記加減弁流量指令信号を開方向へ増加させ加減
    弁の全閉状態から開方向へ移行させることを特徴とする
    タービン制御装置。
  4. 【請求項4】 加減弁全閉信号が入力したとき前記目標
    周波数信号と前記発電機周波数信号との偏差信号から零
    値を出力する零信号へ切替える切替手段を設け、前記零
    信号によって負荷設定値信号を零値として前記加減弁の
    全閉状態の継続を阻止するようにしたことを特徴とする
    請求項3記載のタービン制御装置。
JP8297861A 1996-10-23 1996-10-23 タービン制御装置 Pending JPH10127099A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014062491A (ja) * 2012-09-21 2014-04-10 Hitachi Ltd タービン制御装置、タービン制御方法及びタービン制御プログラム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014062491A (ja) * 2012-09-21 2014-04-10 Hitachi Ltd タービン制御装置、タービン制御方法及びタービン制御プログラム

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