JPH11324887A - 交流発電設備およびその起動方法 - Google Patents
交流発電設備およびその起動方法Info
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- JPH11324887A JPH11324887A JP10137963A JP13796398A JPH11324887A JP H11324887 A JPH11324887 A JP H11324887A JP 10137963 A JP10137963 A JP 10137963A JP 13796398 A JP13796398 A JP 13796398A JP H11324887 A JPH11324887 A JP H11324887A
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- Japan
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- generator
- synchronous generator
- power generation
- induction generator
- dam
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Control Of Water Turbines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ダムの最大流量から可及的少水量まで発電に利
用でき、しかも設備費を低減することのできる交流発電
設備を提供すると共に、誘導発電機の起動時の突入電流
を抑制することにある。 【解決手段】第一の水車で駆動される同期発電機と第二
の水車で駆動される誘導発電機とを備えた交流発電設備
において、前記第二の水車の定格出力は、第一の水車の
定格出力の１／４〜１／２の範囲に設定することによっ
て達成される。
用でき、しかも設備費を低減することのできる交流発電
設備を提供すると共に、誘導発電機の起動時の突入電流
を抑制することにある。 【解決手段】第一の水車で駆動される同期発電機と第二
の水車で駆動される誘導発電機とを備えた交流発電設備
において、前記第二の水車の定格出力は、第一の水車の
定格出力の１／４〜１／２の範囲に設定することによっ
て達成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多目的ダムのよう
に下流に流すべき水量を優先しなければならない水力発
電所に好適な交流発電設備およびその起動方法に関す
る。
に下流に流すべき水量を優先しなければならない水力発
電所に好適な交流発電設備およびその起動方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】灌漑用ダム等に適用される水力発電設備
は、ダムから放流される流量を優先させなければならな
いので、放流の流量は、季節的に大幅な変動があり、流
量変動が大きくてもそれに応じた発電を効率良く行わな
ければならない。流量の変動が大きいダムにおいては、
最大流量を等分割した容量の水車を複数台併設し、放流
量に応じて水車の運転台数を変えることが行われてい
る。
は、ダムから放流される流量を優先させなければならな
いので、放流の流量は、季節的に大幅な変動があり、流
量変動が大きくてもそれに応じた発電を効率良く行わな
ければならない。流量の変動が大きいダムにおいては、
最大流量を等分割した容量の水車を複数台併設し、放流
量に応じて水車の運転台数を変えることが行われてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】複数の発電機を併設す
る場合、全てを同期発電機とすると、設備のコストが高
騰するために、一部の発電機を安価な誘導発電機で置換
することも行われている。ダムの放水量が小さい領域か
ら最大流量までを効率良く発電に利用するために複数の
発電機を併設した場合、単に同じ容量の発電機を複数台
設置しただけでは、設備費が高騰する問題があった。
る場合、全てを同期発電機とすると、設備のコストが高
騰するために、一部の発電機を安価な誘導発電機で置換
することも行われている。ダムの放水量が小さい領域か
ら最大流量までを効率良く発電に利用するために複数の
発電機を併設した場合、単に同じ容量の発電機を複数台
設置しただけでは、設備費が高騰する問題があった。
【０００４】また、誘導発電機は、同期発電機に比べて
構造もシンプルであり、補機も少ないために、安価であ
る反面、力率の調整機能がなく、起動時に突入電流が流
れるために、系統に外乱を与えるという問題があった。
構造もシンプルであり、補機も少ないために、安価であ
る反面、力率の調整機能がなく、起動時に突入電流が流
れるために、系統に外乱を与えるという問題があった。
【０００５】起動時の突入電流の低減のために、特開平
6−98470号公報には、誘導発電機に起動時のみ直列にリ
アルトルを接続することを提言している。この従来の技
術では、リアクトルとこのリアクトルを短絡する開閉器
が必要となり、発電設備が高騰するという問題があっ
た。
6−98470号公報には、誘導発電機に起動時のみ直列にリ
アルトルを接続することを提言している。この従来の技
術では、リアクトルとこのリアクトルを短絡する開閉器
が必要となり、発電設備が高騰するという問題があっ
た。
【０００６】本発明の第一の目的は、ダムの最大流量か
ら可及的少水量まで発電に利用でき、しかも設備費を低
減することのできる交流発電設備を提供することにあ
る。
ら可及的少水量まで発電に利用でき、しかも設備費を低
減することのできる交流発電設備を提供することにあ
る。
【０００７】本発明の第二の目的は、同期発電機と誘導
発電機とを併設した交流発電設備において、誘導発電機
の起動時の突入電流を抑制することができる起動方法を
提供することにある。
発電機とを併設した交流発電設備において、誘導発電機
の起動時の突入電流を抑制することができる起動方法を
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の目的は、
第一の水車で駆動される同期発電機と第二の水車で駆動
される誘導発電機とを備えた交流発電設備において、前
記第二の水車の定格出力は、第一の水車の定格出力の１
／４〜１／２の範囲に設定することによって達成され
る。
第一の水車で駆動される同期発電機と第二の水車で駆動
される誘導発電機とを備えた交流発電設備において、前
記第二の水車の定格出力は、第一の水車の定格出力の１
／４〜１／２の範囲に設定することによって達成され
る。
【０００９】更に、本発明の第二の目的は、第一の原動
機で駆動され主遮断器を介して系統に接続される同期発
電機と、第二の原動機で駆動され並入用遮断器を介して
前記同期発電機の出力側に接続される誘導発電機とを備
えた交流発電設備において、前記主遮断器および並入遮
断器を共に開状態として、前記第一および第二の原動機
を起動し、誘導発電機が同期速度に達すると同期発電機
の電圧を低い状態に調整した後、前記並入遮断器を投入
し、次に両方の発電機の出力電圧を徐々に昇圧し、同期
発電機の電圧が系統の電圧と同期したら前記主遮断器を
投入することによって達成される。
機で駆動され主遮断器を介して系統に接続される同期発
電機と、第二の原動機で駆動され並入用遮断器を介して
前記同期発電機の出力側に接続される誘導発電機とを備
えた交流発電設備において、前記主遮断器および並入遮
断器を共に開状態として、前記第一および第二の原動機
を起動し、誘導発電機が同期速度に達すると同期発電機
の電圧を低い状態に調整した後、前記並入遮断器を投入
し、次に両方の発電機の出力電圧を徐々に昇圧し、同期
発電機の電圧が系統の電圧と同期したら前記主遮断器を
投入することによって達成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下図面に示す実施例について説
明する。図１は、本発明を適用した交流発電設備の回路
図であり、水車１に直結された同期発電機２と水車３に
直結された誘導発電機４を、同期発電機併入用遮断器５
および誘導発電機併入用遮断器６を介して並列に接続す
る。同期発電機２の電圧は、界磁巻線８に流れる界磁電
流を自動電圧調整器９によって変更することで調整され
る。
明する。図１は、本発明を適用した交流発電設備の回路
図であり、水車１に直結された同期発電機２と水車３に
直結された誘導発電機４を、同期発電機併入用遮断器５
および誘導発電機併入用遮断器６を介して並列に接続す
る。同期発電機２の電圧は、界磁巻線８に流れる界磁電
流を自動電圧調整器９によって変更することで調整され
る。
【００１１】主遮断器７は、同期発電機２の電圧と系統
２０の電圧が自動同期調整器１０によって同期された
後、併入されるようにする。同期発電機の運転力率は、
力率検出器１１によって検出され、自動電圧調整器９が
界磁電流を調整することによって、任意に調整できる。
２０の電圧が自動同期調整器１０によって同期された
後、併入されるようにする。同期発電機の運転力率は、
力率検出器１１によって検出され、自動電圧調整器９が
界磁電流を調整することによって、任意に調整できる。
【００１２】自動同期調整器１０と力率検出器１１に
は、主遮断器７の発電機側および系統側の電流信号及び
電圧信号がＣＴおよびＰＴによって取り込まれている。
は、主遮断器７の発電機側および系統側の電流信号及び
電圧信号がＣＴおよびＰＴによって取り込まれている。
【００１３】誘導発電機を駆動する水車３の定格流量
は、同期発電機を駆動する水車１の定格流量の１／４か
ら１／２に設定され、両方の水車の定格流量の和が、こ
の発電設備が設置されたダムの最大放出流量にほぼ等し
くなるように設定される。
は、同期発電機を駆動する水車１の定格流量の１／４か
ら１／２に設定され、両方の水車の定格流量の和が、こ
の発電設備が設置されたダムの最大放出流量にほぼ等し
くなるように設定される。
【００１４】本実施例では、同期発電機を駆動する水車
と誘導発電機を駆動する水車とはともに１台である例を
示しているが、誘導発電機とこれを駆動する水車を複数
組み合わせて構成することもできる。
と誘導発電機を駆動する水車とはともに１台である例を
示しているが、誘導発電機とこれを駆動する水車を複数
組み合わせて構成することもできる。
【００１５】しかし、いずれの場合も、すべての水車の
定格流量の和がダムの最大放出流量に略等しくなってい
る。
定格流量の和がダムの最大放出流量に略等しくなってい
る。
【００１６】次に、ダムの放出流量が図２に示すように
経時的に変化する場合の発電設備の運転動作を説明す
る。この例では、同期発電機１台と誘導発電機１台の組
み合わせで構成され、誘導発電機の定格出力が、同期発
電機な定格出力の１／３に設定されている。
経時的に変化する場合の発電設備の運転動作を説明す
る。この例では、同期発電機１台と誘導発電機１台の組
み合わせで構成され、誘導発電機の定格出力が、同期発
電機な定格出力の１／３に設定されている。
【００１７】先ず、ダムの放水量が最大放水量の２５％
〜７５％のとき（領域Ａ）には、水車１のみを運転し、
同期発電機２のみで発電運転を行う。つまり、水車３お
よび誘導発電機４は停止している。図１の回路図では、
併入遮断器６が開き、主遮断器７および併入遮断器５が
閉じている。
〜７５％のとき（領域Ａ）には、水車１のみを運転し、
同期発電機２のみで発電運転を行う。つまり、水車３お
よび誘導発電機４は停止している。図１の回路図では、
併入遮断器６が開き、主遮断器７および併入遮断器５が
閉じている。
【００１８】同期発電機の運転時には、力率検出器１１
によって発電機側の力率を、系統２０の負荷に応じた力
率に調整することができる。
によって発電機側の力率を、系統２０の負荷に応じた力
率に調整することができる。
【００１９】ダムの放水量が７５％以上（領域Ｂ）にな
ると、水車３を起動して、誘導発電機４も発電運転に入
る。この時は、併入遮断器６が投入され、両方の発電機
２および４は並列運転となり、両者の出力が合流して系
統２０へ供給される。
ると、水車３を起動して、誘導発電機４も発電運転に入
る。この時は、併入遮断器６が投入され、両方の発電機
２および４は並列運転となり、両者の出力が合流して系
統２０へ供給される。
【００２０】並列運転時における力率の調整は、同期発
電機２のみの力率を調整して行うことになるが、誘導発
電機４の出力は、同期発電機２の出力の１／３程度であ
るために同期発電機２の力率を調整することによって、
系統側から要求される力率に調整可能である。
電機２のみの力率を調整して行うことになるが、誘導発
電機４の出力は、同期発電機２の出力の１／３程度であ
るために同期発電機２の力率を調整することによって、
系統側から要求される力率に調整可能である。
【００２１】ダムの放水量が２５％以下（領域Ｃ）のと
きは、水車１を停止させ、誘導発電機４の単独運転とす
る。（併入遮断器５開）誘導発電機４の単独運転時に
は、力率の調整機能はないが、誘導発電機４の発電量は
小さいので系統の力率調整は系統に接続されている他の
発電機によって行うことになる。誘導発電機３の単独運
転では、水車の定格流量が水車１よりも小さいので、よ
り小さい流量まで発電運転ができる。
きは、水車１を停止させ、誘導発電機４の単独運転とす
る。（併入遮断器５開）誘導発電機４の単独運転時に
は、力率の調整機能はないが、誘導発電機４の発電量は
小さいので系統の力率調整は系統に接続されている他の
発電機によって行うことになる。誘導発電機３の単独運
転では、水車の定格流量が水車１よりも小さいので、よ
り小さい流量まで発電運転ができる。
【００２２】このようにして、ダムの放水量が７５％以
上の時は、同期発電機２と誘導発電機４との並列運転と
し、放水量が２５％〜７５％の時は、同期発電機２の単
独運転とし、２５％以下の時は、誘導発電機の単独運転
とすることで、ダムの放水量が最大から最少まで有効に
発電に利用できることになる。
上の時は、同期発電機２と誘導発電機４との並列運転と
し、放水量が２５％〜７５％の時は、同期発電機２の単
独運転とし、２５％以下の時は、誘導発電機の単独運転
とすることで、ダムの放水量が最大から最少まで有効に
発電に利用できることになる。
【００２３】次に、誘導発電機４の起動時の突入電流の
抑制方法について説明する。
抑制方法について説明する。
【００２４】先ず、起動に際しては、主遮断器７および
誘導発電機併入用遮断器５を開路しておき、水車１およ
び３を起動する。誘導発電機４が同期速度になったら、
同期発電機２の電圧を自動電圧調整器９で零ないし低い
値に調整し、誘導発電機併入用遮断器５を併入する。こ
の時発電設備は系統２０と接続されていないので、誘導
発電機４の突入電流が発生しても系統２０へ影響を与え
ない。
誘導発電機併入用遮断器５を開路しておき、水車１およ
び３を起動する。誘導発電機４が同期速度になったら、
同期発電機２の電圧を自動電圧調整器９で零ないし低い
値に調整し、誘導発電機併入用遮断器５を併入する。こ
の時発電設備は系統２０と接続されていないので、誘導
発電機４の突入電流が発生しても系統２０へ影響を与え
ない。
【００２５】さらに、併入遮断器５が投入されたとき、
誘導発電機４の電圧は同期発電機２の低い出力電圧と平
衡しようとするので、突入電流も小さく押さえる事が出
来、同期発電機２に与えるダメージを最小限に留めるこ
とが可能である。
誘導発電機４の電圧は同期発電機２の低い出力電圧と平
衡しようとするので、突入電流も小さく押さえる事が出
来、同期発電機２に与えるダメージを最小限に留めるこ
とが可能である。
【００２６】次に、誘導発電機４を同期速度とし、同期
発電機２の電圧を自動同期調整器１０によって系統２０
と同期させ、主遮断器７を併入する。この時誘導発電機
４の誘起電圧は、同期発電機２の電圧相当に確立されて
いるので、突入電流は発生しない。かくして同期発電機
２と誘導発電機４との並列運転の起動が完了する。誘導
発電機４の単独運転の場合は、前述のようにして起動を
行った後、同期発電機用併入遮断器５を開き、水車１お
よび同期発電機２を停止させる。
発電機２の電圧を自動同期調整器１０によって系統２０
と同期させ、主遮断器７を併入する。この時誘導発電機
４の誘起電圧は、同期発電機２の電圧相当に確立されて
いるので、突入電流は発生しない。かくして同期発電機
２と誘導発電機４との並列運転の起動が完了する。誘導
発電機４の単独運転の場合は、前述のようにして起動を
行った後、同期発電機用併入遮断器５を開き、水車１お
よび同期発電機２を停止させる。
【００２７】本発明の起動方法によれば、誘導発電機４
を起動するために、特別の機器を付加する必要がなく、
発電設備の製造コストを低減することができる。尚、本
発明の起動方法では誘導発電機に起動の際には、発電設
備を系統から切り離して行わなければならないが、この
種の発電設備は、系統への接続，切り離しの自由度が比
較的緩やかであるため、問題となることはない。
を起動するために、特別の機器を付加する必要がなく、
発電設備の製造コストを低減することができる。尚、本
発明の起動方法では誘導発電機に起動の際には、発電設
備を系統から切り離して行わなければならないが、この
種の発電設備は、系統への接続，切り離しの自由度が比
較的緩やかであるため、問題となることはない。
【００２８】以上説明した誘導発電機の起動方法は、こ
れを駆動する原動機は水車に限定されるものではなく、
例えばガスタービン，ディーゼルエンジン等の原動機で
あっても良い。
れを駆動する原動機は水車に限定されるものではなく、
例えばガスタービン，ディーゼルエンジン等の原動機で
あっても良い。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ダ
ムの最大流量から可及的少水量まで発電に利用でき、し
かも設備費を低減することのできる交流発電設備を提供
することができる。さらに、同期発電機と誘導発電機と
を併設した交流発電設備において、特別に機器を付加す
ることなく、誘導発電機の起動時の突入電流を抑制する
ことができる。
ムの最大流量から可及的少水量まで発電に利用でき、し
かも設備費を低減することのできる交流発電設備を提供
することができる。さらに、同期発電機と誘導発電機と
を併設した交流発電設備において、特別に機器を付加す
ることなく、誘導発電機の起動時の突入電流を抑制する
ことができる。
【図１】本発明の一実施例を示す交流発電設備の回路
図。
図。
【図２】ダムの放水量と同期発電機と誘導発電機の運転
範囲を示す特性図。
範囲を示す特性図。
１，３…水車、２…同期発電機、４…誘導発電機、５…
同期発電機用併入遮断器、６…誘導発電機用併入遮断
器、７…主遮断器、９…自動電圧調整器、１０…自動同
期調整器、１１…力率検出器、２０…系統。
同期発電機用併入遮断器、６…誘導発電機用併入遮断
器、７…主遮断器、９…自動電圧調整器、１０…自動同
期調整器、１１…力率検出器、２０…系統。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 清司 愛知県名古屋市中区栄三丁目17番12号 株 式会社日立製作所中部支社内
Claims (2)
- 【請求項１】第一の水車で駆動される同期発電機と第二
の水車で駆動される誘導発電機とを備えた交流発電設備
において、前記第二の水車の定格出力は、第一の水車の
定格出力の１／４〜１／２の範囲に設定されていること
を特徴とする交流発電設備。 - 【請求項２】第一の原動機で駆動され主遮断器を介して
系統に接続される同期発電機と、第二の原動機で駆動さ
れ並入用遮断器を介して前記同期発電機の出力側に接続
される誘導発電機とを備えた交流発電設備において、前
記主遮断器および並入遮断器を共に開状態として、前記
第一および第二の原動機を起動し、誘導発電機が同期速
度に達すると同期発電機の電圧を低い状態に調整した
後、前記並入遮断器を投入し、次に両方の発電機の出力
電圧を徐々に昇圧し、同期発電機の電圧が系統の電圧と
同期したら前記主遮断器を投入するようにしたことを特
徴とする交流発電設備の起動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10137963A JPH11324887A (ja) | 1998-05-20 | 1998-05-20 | 交流発電設備およびその起動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10137963A JPH11324887A (ja) | 1998-05-20 | 1998-05-20 | 交流発電設備およびその起動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11324887A true JPH11324887A (ja) | 1999-11-26 |
Family
ID=15210830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10137963A Pending JPH11324887A (ja) | 1998-05-20 | 1998-05-20 | 交流発電設備およびその起動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11324887A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013151907A (ja) * | 2012-01-25 | 2013-08-08 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 水車発電機の制御装置及び制御方法並びに水力発電システム |
| JP2015086680A (ja) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | 一夫 有▲吉▼ | かんがいダム用発電装置 |
-
1998
- 1998-05-20 JP JP10137963A patent/JPH11324887A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013151907A (ja) * | 2012-01-25 | 2013-08-08 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 水車発電機の制御装置及び制御方法並びに水力発電システム |
| JP2015086680A (ja) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | 一夫 有▲吉▼ | かんがいダム用発電装置 |
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