JPH11266541A - 同期発電機の自動同期投入装置 - Google Patents

同期発電機の自動同期投入装置

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JPH11266541A
JPH11266541A JP10063793A JP6379398A JPH11266541A JP H11266541 A JPH11266541 A JP H11266541A JP 10063793 A JP10063793 A JP 10063793A JP 6379398 A JP6379398 A JP 6379398A JP H11266541 A JPH11266541 A JP H11266541A
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JP
Japan
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voltage
generator
frequency
synchronous
closing
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JP10063793A
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English (en)
Inventor
Akira Imai
昭 今井
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Meidensha Corp, Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Meidensha Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 系統に同期発電機を同期投入するのに、系統
との周波数差及び電圧差を正負の許容値で判定するこ
と、及び1つのしゃ断器の投入死時間から位相の一致を
予知するのでは、不安定で不正確な同期投入になる場合
がある。 【解決手段】 同期発電機を無負荷状態から同期投入す
る場合には同期発電機の周波数及び電圧を系統のそれよ
りも高くした状態から許容値内に入るよう調整し、同期
発電機を負荷状態から同期投入する場合には同期発電機
の周波数及び電圧を系統のそれよりも低くした状態から
許容値内に入るよう調整する。位相の一致は、同期発電
機を同期投入するしゃ断器の投入死時間別に予知する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、商用電源や他の発
電機が接続される系統に同期発電機を同期投入するため
の自動同期投入装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の自動同期投入装置は、例えば、
図3に示す系統構成に使用される。商用電源1から受電
用しゃ断器2を通した受電系統と、同期発電機3から発
電機用しゃ断器4を通した自家発電系統とを母線連絡し
ゃ断器5で連系可能にし、母線から各負荷61〜6Nに給
電する電源系統において、しゃ断器2及び5を投入した
状態で同期発電機3を起動してしゃ断器4を投入する場
合、自動同期投入装置が発電機3を電源1に同期させて
しゃ断器4を投入する。
【0003】同期発電機を系統に同期投入するために
は、下記の条件を満足させることが必要となる。
【0004】(1)周波数が等しいこと。
【0005】(2)電圧が等しいこと。
【0006】(3)投入時に同位相であること。
【0007】(4)電圧波形が等しいこと。
【0008】これら条件のうち、電圧波形については発
電機固有のものであり、同期投入する電力系統や他の発
電機の電圧波形に合わせた発電機とされる。
【0009】残りの(1)〜(3)の条件を満足させる
ための自動同期投入装置は、同期投入時に発電機の周波
数と電圧を調節し、周波数差及び電圧差が同期投入可能
な許容値内にあること確認し、この状態で位相の一致点
を予知し、一致点の時刻になったときに同期投入命令を
発生するようにしている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来の自動同期投入装
置は、同期投入する系統との周波数差と電圧差に対して
正負の許容値をもって同期発電機の調節を行い、その許
容値内にあることを確認している。
【0011】また、位相の一致は、しゃ断器の投入死時
間(投入時間)を考慮して予知し、この予知した時刻で
投入命令を発生している。この予知判定は、発電機と系
統の間に設けられる複数のしゃ断器の1つのしゃ断器の
投入死時間について行われる。
【0012】以上のことから、従来装置では、同期判定
に下記の問題点がある。
【0013】(1)周波数差の確認において、周波数差
Δfが負の状態で許容値内にあって投入された場合、同
期発電機は投入された時点で逆電力領域(電動機として
動作する領域)運転となり、適切な負荷操作を行わない
でいると、母線に設けられる逆電力継電器や不足電力継
電器等が動作して連系に失敗することがある。
【0014】(2)電圧差の確認において、電圧差ΔV
が負の状態で許容値内にあって投入された場合、同期発
電機は投入された時点で進相領域運転となり、遅相領域
と比較すると安定な領域とは言えず、発電機が不安定な
運転となることがある。
【0015】(3)図3の系統構成において、同期投入
に使用されるしゃ断器は、通常時は発電機用しゃ断器4
とされるが、電源1の復電時の同期には連携用しゃ断器
5や受電用しゃ断器2が同期投入しゃ断器とされること
が多い。
【0016】この場合、各しゃ断器では投入死時間が異
なるため、同期投入装置において1つのしゃ断器4の投
入死時間から位相の一致を予知するのでは、予知した時
刻にずれが発生し、同期投入時に位相ずれを起こす。
【0017】本発明の目的は、同期投入を安定、確実に
する自動同期投入装置を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、発電機を無負荷状態で系統に同期投入する
場合と負荷状態で同期投入する場合を区別し、それぞれ
の状況に応じて発電機の周波数及び電圧を正側又は負側
に調整して同期投入するようにし、さらに投入しゃ断器
別の投入死時間別に位相の一致を予知して同期投入する
ようにしたもので、以下の構成を特徴とする。
【0019】商用電源や他の発電機が接続される系統に
同期発電機を同期投入するための自動同期投入装置にお
いて、同期発電機を無負荷状態から同期投入する場合
に、同期発電機の周波数及び電圧を前記系統の周波数及
び電圧よりも高くした状態から許容値内に入るよう調整
する調整手段と、同期発電機を負荷状態から同期投入す
る場合に、同期発電機の周波数及び電圧を前記系統の周
波数及び電圧よりも低くした状態から許容値内に入るよ
う調整する調整手段と、前記調整手段による調整で同期
発電機の周波数及び電圧が許容値内に入ったときに位相
の一致を予知し、この予知した時刻にしゃ断器の投入命
令を発生するための位相予知手段とを備えたことを特徴
とする。
【0020】前記位相予知手段は、同期発電機を同期投
入するしゃ断器の投入死時間別に位相の一致を予知する
ことを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施形態を示す
自動同期投入装置の制御フローである。この制御フロー
は、装置のハードウェア構成又はソフトウェア構成で実
現され、図3の系統構成において、しゃ断器2及び5が
投入された状態で発電機3を起動し、しゃ断器4を使っ
て同期投入する場合である。
【0022】図1において、同期投入装置は、同期投入
に際して、発電機の周波数調整を行い(S1)、発電機
周波数fGと母線周波数fBの大小を比較する(S2)。
この比較でfG>fBでない場合、周波数fGの増(上げ
る)制御を行う。
【0023】周波数がfG>fBの状態になった後、周波
数fGの減(下げる)制御を開始し(S3)、母線周波
数fBとの周波数差Δfが許容値内になったか否かの判
定を行う(S4)。この判定と周波数減調整の繰り返し
により、周波数差Δfが許容値内になったときに周波数
調整を終了する。
【0024】このような周波数調整により、同期投入時
には発電機の周波数fGは母線周波数fBより常に高い
(正)側から許容値内に入る。
【0025】同様に、同期投入装置は、同期投入に際し
て、発電機の電圧調整を行い、発電機電圧VGを母線電
圧VBよりも高くしておき、この状態から発電機電圧減
調整を行って許容値内に入るように制御する(S5〜S
8)。
【0026】発電機の周波数fG及び電圧VGが母線周波
数fB及び電圧VBよりも高くかつ許容値内にあるという
各論理条件が成立したとき(S9)、位相の一致を予知
する(S10〜S12)。
【0027】この位相の一致には、同期投入に使用され
るしゃ断器が複数台ある場合に各しゃ断器の投入死時間
別の整定値A〜Cとした予知演算を行い、一致時刻に当
該しゃ断器に投入命令を与える。例えば、図3の系統構
成において、発電機用しゃ断器4を同期投入するにはそ
れに固有の投入死時間から位相の一致を予知して投入命
令を発生し、連携用しゃ断器5を同期投入するにはそれ
に固有の投入死時間から位相の一致を予知して投入命令
を発生する。
【0028】したがって、本実施形態によれば、発電機
の同期投入には、発電機の周波数及び電圧が母線電圧の
それらに対して常に正の状態でなされ、負の状態で同期
投入された場合の不都合を解消し、安定した同期投入が
できる。すなわち、周波数が常に正側から投入されるた
め、投入時には発電機領域となり、また発電機の原動機
に対しても逆電力領域でなく、逆電力継電器の不要動作
が起きることなく、安定した同期投入になる。また、電
圧が常に正側から投入されるため、投入された時点で遅
相領域運転となり、安定した同期投入になる。
【0029】また、同期投入に使用するしゃ断器別の投
入死時間を使って位相の一致点を予知するため、同期投
入時の位相の一致を確実にし、確実な同期投入ができ
る。
【0030】以上の実施形態は、発電機が無負荷の状態
から同期投入される場合であり、発電機が負荷に給電し
ている負荷状態で電源1が復電する場合がある。
【0031】例えば、図3の系統構成において、しゃ断
器2及び5が遮断状態で発電機3がしゃ断器4の投入状
態で負荷6L〜6Nに接続された状態から、しゃ断器2、
5を投入する場合がある。
【0032】この場合の同期投入には発電機周波数fG
及び電圧VGが母線周波数fB及び電圧VBよりも低い
(負の)状態から行われる方が、同期投入後の負荷移行
が速く行われる利点がある。
【0033】このような場合、同期投入装置は、発電機
周波数及び電圧を母線のそれらに対して負の状態に調整
して同期投入を行う制御手順を有してその切り替えを行
う。この制御フローを図2に示す。
【0034】図2が図1と異なる部分は、発電機の周波
数と電圧調整処理(S21〜S28)である。同期投入
に際して、発電機の周波数fGを母線周波数fBよりも低
く調整しておき(S21,S22)、この状態から発電
機周波数fGを増大させて許容値内に調整する(S2
3,S24)。同様に、発電機の電圧VGを母線電圧VB
よりも低く調整しておき(S25,S26)、この状態
から発電機電圧VGを増大させて許容値内に調整する
(S27,S28)。
【0035】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、発電機
を無負荷状態で系統に同期投入する場合と負荷状態で同
期投入する場合を区別し、それぞれの状況に応じて発電
機の周波数及び電圧を正側又は負側に調整して同期投入
するようにし、さらに投入しゃ断器別の投入死時間別に
位相の一致を予知して同期投入するようにしたため、同
期投入が安定、確実になる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す自動同期投入装置の制
御フロー。
【図2】本発明の他の実施形態を示す自動同期投入装置
の制御フロー。
【図3】系統構成例。
【符号の説明】
1…商用電源 2…受電用しゃ断器 3…同期発電機 4…発電機用しゃ断器 5…連系用しゃ断器 61〜6N…負荷

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 商用電源や他の発電機が接続される系統
    に同期発電機を同期投入するための自動同期投入装置に
    おいて、 同期発電機を無負荷状態から同期投入する場合に、同期
    発電機の周波数及び電圧を前記系統の周波数及び電圧よ
    りも高くした状態から許容値内に入るよう調整する調整
    手段と、 同期発電機を負荷状態から同期投入する場合に、同期発
    電機の周波数及び電圧を前記系統の周波数及び電圧より
    も低くした状態から許容値内に入るよう調整する調整手
    段と、 前記調整手段による調整で同期発電機の周波数及び電圧
    が許容値内に入ったときに位相の一致を予知し、この予
    知した時刻にしゃ断器の投入命令を発生するための位相
    予知手段とを備えたことを特徴とする同期発電機の自動
    同期投入装置。
  2. 【請求項2】 前記位相予知手段は、同期発電機を同期
    投入するしゃ断器の投入死時間別に位相の一致を予知す
    ることを特徴とする請求項1記載の同期発電機の自動同
    期投入装置。
JP10063793A 1998-03-16 1998-03-16 同期発電機の自動同期投入装置 Pending JPH11266541A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011019392A (ja) * 2009-07-10 2011-01-27 Alstom Technology Ltd 電気機械を配電網と同期させる方法及び電気機械と配電網の構成
JP2014090564A (ja) * 2012-10-30 2014-05-15 Mitsubishi Electric Corp 電源装置及び同期投入装置
WO2015044803A1 (en) * 2013-09-26 2015-04-02 Abb Technology Method for connecting subsystems of an electrical power system and an intelligent electronic device therefor

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