JPH114598A - タービンの起動方法 - Google Patents
タービンの起動方法Info
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- JPH114598A JPH114598A JP9168044A JP16804497A JPH114598A JP H114598 A JPH114598 A JP H114598A JP 9168044 A JP9168044 A JP 9168044A JP 16804497 A JP16804497 A JP 16804497A JP H114598 A JPH114598 A JP H114598A
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- thyristor
- generator
- shaft
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- 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
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
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- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
- Motor And Converter Starters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数軸から構成されるプラント全系列として
のサイリスタ起動装置の容量を低減すると共に小型化を
図り、且つ、高調波レベルを低減することにある。 【解決手段】 １台ではタービン発電機１軸当りの容量
に満たないサイリスタ起動装置ユニット４であって、発
電機軸（Ｇ１）の起動昇速時、発電機軸１軸当り２台の
サイリスタ起動装置（ＬＣＩ−１，ＬＣＩ−２）を断路
器（３−３）の入操作により同時に使用すると共に、こ
の２台のサイリスタ起動装置の制御タイミングを司る一
つのクロックを共有し、このクロック信号を基に個々の
サイリスタ起動装置の出力波形位相を合致させる電流制
御信号を作成し、この電流制御信号に基づいて２台のサ
イリスタ起動装置を制御し、発電機１軸の起動昇速に必
要な電気的トルクを発生させる。
のサイリスタ起動装置の容量を低減すると共に小型化を
図り、且つ、高調波レベルを低減することにある。 【解決手段】 １台ではタービン発電機１軸当りの容量
に満たないサイリスタ起動装置ユニット４であって、発
電機軸（Ｇ１）の起動昇速時、発電機軸１軸当り２台の
サイリスタ起動装置（ＬＣＩ−１，ＬＣＩ−２）を断路
器（３−３）の入操作により同時に使用すると共に、こ
の２台のサイリスタ起動装置の制御タイミングを司る一
つのクロックを共有し、このクロック信号を基に個々の
サイリスタ起動装置の出力波形位相を合致させる電流制
御信号を作成し、この電流制御信号に基づいて２台のサ
イリスタ起動装置を制御し、発電機１軸の起動昇速に必
要な電気的トルクを発生させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービン発電
所または複合発電所のタービンの起動方法に関する。
所または複合発電所のタービンの起動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年のガスタービンを用いた複合発電プ
ラントでは、その大容量化に伴い、起動時の昇速段階に
おいて所要トルクを確保するため、従来の機械式トルク
コンバータによる起動方式から、サイリスタ起動装置を
用いた電気式の起動方式に変化してきている。これは、
機械式トルクコンバータ自身の大型化のため、トルクコ
ンバータ自身が装置製作上の上限容量に近づいてきたこ
と、また、このトルク発生の源の装置は起動用電動機で
あり、この電動機の大容量化のため、電動機起動時の電
源に与える電圧低下などの悪影響の程度が増大するなど
の不利な点があるためであり、この起動方式の代替とし
て、サイリスタ起動装置は、発電機がつなぎ込まれた電
源系統などからパワーを供給して、発電機自身を電動機
として用いることにより、起動時の回転軸のトルクを得
ようとするものであり、特に、静止型であることから、
その保守の容易性や信頼性の高さなどの利点を活用する
ことが大きなメリットとなっていることによる。サイリ
スタ起動装置を用いた電気式の起動方式は、既に欧州な
どの発電所や国内でも運転中のプラントで実施されてい
る方式であり、今後の計画されるプラントにおいても多
く採用されるべき方式である。国内においては、「三菱
電機技報Ｖｏｌ．６７．Ｎｏ．５．１９９３」によって
その原理が説明され、実績が報告されている。また、特
開平４−５４２２７号公報「ガスタービン始動方法」に
おいては、始動装置の他目的への兼用について提案され
ている。
ラントでは、その大容量化に伴い、起動時の昇速段階に
おいて所要トルクを確保するため、従来の機械式トルク
コンバータによる起動方式から、サイリスタ起動装置を
用いた電気式の起動方式に変化してきている。これは、
機械式トルクコンバータ自身の大型化のため、トルクコ
ンバータ自身が装置製作上の上限容量に近づいてきたこ
と、また、このトルク発生の源の装置は起動用電動機で
あり、この電動機の大容量化のため、電動機起動時の電
源に与える電圧低下などの悪影響の程度が増大するなど
の不利な点があるためであり、この起動方式の代替とし
て、サイリスタ起動装置は、発電機がつなぎ込まれた電
源系統などからパワーを供給して、発電機自身を電動機
として用いることにより、起動時の回転軸のトルクを得
ようとするものであり、特に、静止型であることから、
その保守の容易性や信頼性の高さなどの利点を活用する
ことが大きなメリットとなっていることによる。サイリ
スタ起動装置を用いた電気式の起動方式は、既に欧州な
どの発電所や国内でも運転中のプラントで実施されてい
る方式であり、今後の計画されるプラントにおいても多
く採用されるべき方式である。国内においては、「三菱
電機技報Ｖｏｌ．６７．Ｎｏ．５．１９９３」によって
その原理が説明され、実績が報告されている。また、特
開平４−５４２２７号公報「ガスタービン始動方法」に
おいては、始動装置の他目的への兼用について提案され
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このサイリスタ起動装
置は、上記のように静止型であり、サイリスタ素子を用
いて商用電源周波数を一度直流に変換し、その後に所要
の周波数の交流電源として使用するものであるから、一
般に大容量化に伴い、この変換装置自身の容量も大きく
なり、装置を収納する盤筺体が大型化し、冷却装置など
の付加が必要となることもあり、また、そのためのスペ
ース確保が配置上の制約を生ずることもあり、コスト増
の要因となる。一般に、複合発電設備では、最近の大容
量汽力プラントに比べて単機の出力が小さいので、総合
出力を増やし、かつ、運用性を上げるために、発電機軸
の数が複数で計画され、サイリスタ起動装置については
各軸専用か、若しくは軸の起動時のみ使用することよ
り、ひとつの軸起動完了後に、別軸起動に兼用使用され
るなどの運用に供されている。しかるに、サイリスタ起
動装置自体の単機容量としては、１台で１ガスタービン
発電機軸の起動時昇速に必要な電気的トルク発生仕様値
１００％での容量計画設計であり、従って、サイリスタ
起動装置は大型化し、電気品コストアップの一因となっ
ている。また、サイリスタ起動装置は、交直変換、直交
変換においてサイリスタ素子を用いるものであり、高調
波の発生を伴い、電源への悪影響として波形歪みを与え
るため、その発生程度を極力下げることが要請されてい
る。
置は、上記のように静止型であり、サイリスタ素子を用
いて商用電源周波数を一度直流に変換し、その後に所要
の周波数の交流電源として使用するものであるから、一
般に大容量化に伴い、この変換装置自身の容量も大きく
なり、装置を収納する盤筺体が大型化し、冷却装置など
の付加が必要となることもあり、また、そのためのスペ
ース確保が配置上の制約を生ずることもあり、コスト増
の要因となる。一般に、複合発電設備では、最近の大容
量汽力プラントに比べて単機の出力が小さいので、総合
出力を増やし、かつ、運用性を上げるために、発電機軸
の数が複数で計画され、サイリスタ起動装置については
各軸専用か、若しくは軸の起動時のみ使用することよ
り、ひとつの軸起動完了後に、別軸起動に兼用使用され
るなどの運用に供されている。しかるに、サイリスタ起
動装置自体の単機容量としては、１台で１ガスタービン
発電機軸の起動時昇速に必要な電気的トルク発生仕様値
１００％での容量計画設計であり、従って、サイリスタ
起動装置は大型化し、電気品コストアップの一因となっ
ている。また、サイリスタ起動装置は、交直変換、直交
変換においてサイリスタ素子を用いるものであり、高調
波の発生を伴い、電源への悪影響として波形歪みを与え
るため、その発生程度を極力下げることが要請されてい
る。
【０００４】本発明の課題は、上述した事情に鑑み、複
数軸から構成されるプラント全系列としてのサイリスタ
起動装置の容量を低減すると共に小型化を図り、且つ、
高調波レベルを低減するに好適なタービンの起動方法を
提供することにある。
数軸から構成されるプラント全系列としてのサイリスタ
起動装置の容量を低減すると共に小型化を図り、且つ、
高調波レベルを低減するに好適なタービンの起動方法を
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、１台ではタービン発電機１軸当りの容量に満たない
サイリスタ起動装置ユニットであって、発電機軸の起動
昇速時、発電機軸１軸当り複数台のサイリスタ起動装置
を同時に使用すると共に、複数台のサイリスタ起動装置
の制御タイミングを司る一つのクロックを共有し、この
クロック信号を基に個々のサイリスタ起動装置の出力波
形位相を合致させる電流制御信号を作成し、この電流制
御信号に基づいて複数台のサイリスタ起動装置を制御
し、発電機１軸の起動昇速に必要な電気的トルクを発生
させる。ここで、複数台のサイリスタ起動装置のうち発
電機１軸の１００％容量を確保できる任意台数を同時使
用すると共に、残りのサイリスタ起動装置を起動待機中
の次軸起動の発電機軸に使用して、起動操作を途中まで
実施し、前記発電機１軸の起動操作完了後、前記任意台
数のいずれかのサイリスタ起動装置を次軸起動の発電機
軸の起動操作に使用する。また、クロック信号を基に個
々のサイリスタ起動装置の出力波形位相をずらした電流
制御信号を作成し、この電流制御信号に基づいてそれぞ
れサイリスタ起動装置を制御し、発電機１軸の起動昇速
に必要な電気的トルクを発生させる。ここで、サイリス
タ起動装置の出力波形位相をずらした電流制御信号は、
発電機軸１軸当り３台のサイリスタ起動装置を同時に使
用するとき、運転基準とする１台を定め、この１台の出
力波形位相を基準とすると共に、他の２台をそれぞれ運
転基準の１台に対して進みと遅れ位相を指定して作成す
る。また、複数台のサイリスタ起動装置の同時使用は、
各発電機軸と各サイリスタ起動装置を繋ぐ電流路間を遮
断器／断路器によって接続し、この遮断器／断路器の入
切操作によって行う。また、複数台のサイリスタ起動装
置の出力側を結び、並列運転して同一発電機に給電する
時、横流監視機構を備え、横流の発生を防止する。ま
た、サイリスタ起動装置の一ユニットの構成として、交
流から直流への変換部分までをその単位として複数個設
けると共に、この複数個の出力を結びつけて、更に直流
から交流への変換部分を設け、発電機１軸の起動昇速に
必要な電気的トルクを発生させる。
め、１台ではタービン発電機１軸当りの容量に満たない
サイリスタ起動装置ユニットであって、発電機軸の起動
昇速時、発電機軸１軸当り複数台のサイリスタ起動装置
を同時に使用すると共に、複数台のサイリスタ起動装置
の制御タイミングを司る一つのクロックを共有し、この
クロック信号を基に個々のサイリスタ起動装置の出力波
形位相を合致させる電流制御信号を作成し、この電流制
御信号に基づいて複数台のサイリスタ起動装置を制御
し、発電機１軸の起動昇速に必要な電気的トルクを発生
させる。ここで、複数台のサイリスタ起動装置のうち発
電機１軸の１００％容量を確保できる任意台数を同時使
用すると共に、残りのサイリスタ起動装置を起動待機中
の次軸起動の発電機軸に使用して、起動操作を途中まで
実施し、前記発電機１軸の起動操作完了後、前記任意台
数のいずれかのサイリスタ起動装置を次軸起動の発電機
軸の起動操作に使用する。また、クロック信号を基に個
々のサイリスタ起動装置の出力波形位相をずらした電流
制御信号を作成し、この電流制御信号に基づいてそれぞ
れサイリスタ起動装置を制御し、発電機１軸の起動昇速
に必要な電気的トルクを発生させる。ここで、サイリス
タ起動装置の出力波形位相をずらした電流制御信号は、
発電機軸１軸当り３台のサイリスタ起動装置を同時に使
用するとき、運転基準とする１台を定め、この１台の出
力波形位相を基準とすると共に、他の２台をそれぞれ運
転基準の１台に対して進みと遅れ位相を指定して作成す
る。また、複数台のサイリスタ起動装置の同時使用は、
各発電機軸と各サイリスタ起動装置を繋ぐ電流路間を遮
断器／断路器によって接続し、この遮断器／断路器の入
切操作によって行う。また、複数台のサイリスタ起動装
置の出力側を結び、並列運転して同一発電機に給電する
時、横流監視機構を備え、横流の発生を防止する。ま
た、サイリスタ起動装置の一ユニットの構成として、交
流から直流への変換部分までをその単位として複数個設
けると共に、この複数個の出力を結びつけて、更に直流
から交流への変換部分を設け、発電機１軸の起動昇速に
必要な電気的トルクを発生させる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態を示すタ
ービンの起動方法である。ここでは、本実施形態はガス
タービン発電機が３台構成の発電プラントに適用する例
を示す。図１において、１は同期発電機（Ｇ１，Ｇ２，
Ｇ３）、２は発電機主回路電路、３−１，３−２，３−
３は断路器または遮断器、４はサイリスタ起動装置（Ｌ
ＣＩ−１，ＬＣＩ−２，ＬＣＩ−３）、５はＬＣＩ装置
４から同期発電機１への電路である。本実施形態では、
サイリスタ起動装置４をＬＣＩ−１，ＬＣＩ−２，ＬＣ
Ｉ−３からなる３台のＬＣＩ構成とし、各ＬＣＩ装置の
容量は、発電機軸の起動昇速に必要な容量の半分（５０
％）に設定する。
用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態を示すタ
ービンの起動方法である。ここでは、本実施形態はガス
タービン発電機が３台構成の発電プラントに適用する例
を示す。図１において、１は同期発電機（Ｇ１，Ｇ２，
Ｇ３）、２は発電機主回路電路、３−１，３−２，３−
３は断路器または遮断器、４はサイリスタ起動装置（Ｌ
ＣＩ−１，ＬＣＩ−２，ＬＣＩ−３）、５はＬＣＩ装置
４から同期発電機１への電路である。本実施形態では、
サイリスタ起動装置４をＬＣＩ−１，ＬＣＩ−２，ＬＣ
Ｉ−３からなる３台のＬＣＩ構成とし、各ＬＣＩ装置の
容量は、発電機軸の起動昇速に必要な容量の半分（５０
％）に設定する。
【０００７】本実施形態において、通常の発電運転時に
は、発電機１から電路２を通して系統へパワーを送る方
向に電流が流れる。また、この発電機１の発電機軸の起
動昇速時には、発電機１を電動機として駆動するため
に、系統から電路５を経由して逆向きの電流をＬＣＩ装
置４に流し、その時の動力源としてＬＣＩ装置４を運転
する。この場合、発電機Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３とＬＣＩ−
１，ＬＣＩ−２，ＬＣＩ−３を結ぶ電路５の断路器（ま
たは、遮断器）３−１，３−２，３−３を入操作または
切操作し、ＬＣＩ−１，ＬＣＩ−２，ＬＣＩ−３のいず
れかを運転状態または休止状態とすることによって、各
ＬＣＩ−１，ＬＣＩ−２，ＬＣＩ−３へのパワーを合流
し、また、分離する。具体的には、断路器３−３を入操
作し、断路器３−１，３−２を切操作すると、系統から
電路５を経由してＬＣＩ−１とＬＣＩ−２に電流を流
し、ＬＣＩ−１とＬＣＩ−２を運転する。ＬＣＩ−１、
ＬＣＩ−２の容量は、発電機軸の起動昇速に必要な容量
の半分（５０％）に設定されているので、この２台を合
わせて発電機Ｇ１の発電機軸の起動昇速に必要な容量１
００％となり、ＬＣＩ−１とＬＣＩ−２の運転により、
発電機Ｇ１の発電機軸を起動昇速する。他の発電機Ｇ
２，Ｇ３の発電機軸の起動昇速も同様にそれぞれ２台の
ＬＣＩ装置４によって行う。このように、本実施形態で
は、２台のＬＣＩ装置４を同時に並列運転することによ
って、一つの発電機軸の起動時所要容量を満たしうるこ
とになるので、１台当りのＬＣＩ装置４の容量を低減す
ることができる。なお、本実施形態では、３台のＬＣＩ
装置４を設けているが、１台については予備用またはバ
ックアップ用として利用する。
は、発電機１から電路２を通して系統へパワーを送る方
向に電流が流れる。また、この発電機１の発電機軸の起
動昇速時には、発電機１を電動機として駆動するため
に、系統から電路５を経由して逆向きの電流をＬＣＩ装
置４に流し、その時の動力源としてＬＣＩ装置４を運転
する。この場合、発電機Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３とＬＣＩ−
１，ＬＣＩ−２，ＬＣＩ−３を結ぶ電路５の断路器（ま
たは、遮断器）３−１，３−２，３−３を入操作または
切操作し、ＬＣＩ−１，ＬＣＩ−２，ＬＣＩ−３のいず
れかを運転状態または休止状態とすることによって、各
ＬＣＩ−１，ＬＣＩ−２，ＬＣＩ−３へのパワーを合流
し、また、分離する。具体的には、断路器３−３を入操
作し、断路器３−１，３−２を切操作すると、系統から
電路５を経由してＬＣＩ−１とＬＣＩ−２に電流を流
し、ＬＣＩ−１とＬＣＩ−２を運転する。ＬＣＩ−１、
ＬＣＩ−２の容量は、発電機軸の起動昇速に必要な容量
の半分（５０％）に設定されているので、この２台を合
わせて発電機Ｇ１の発電機軸の起動昇速に必要な容量１
００％となり、ＬＣＩ−１とＬＣＩ−２の運転により、
発電機Ｇ１の発電機軸を起動昇速する。他の発電機Ｇ
２，Ｇ３の発電機軸の起動昇速も同様にそれぞれ２台の
ＬＣＩ装置４によって行う。このように、本実施形態で
は、２台のＬＣＩ装置４を同時に並列運転することによ
って、一つの発電機軸の起動時所要容量を満たしうるこ
とになるので、１台当りのＬＣＩ装置４の容量を低減す
ることができる。なお、本実施形態では、３台のＬＣＩ
装置４を設けているが、１台については予備用またはバ
ックアップ用として利用する。
【０００８】図２は、発電機軸の起動昇速時の所要トル
クを時刻展開したチャートを示す。ここでは、発電機Ｇ
１の発電機軸の起動昇速を例に説明する。図２におい
て、所要トルクをＴ’としたとき、時刻ｔ０〜ｔ１は発
電機Ｇ１の発電機軸の起動昇速に必要な容量の略半分の
容量で所要トルクＴ’／２が満足される時間エリアであ
る。この時間エリアでは、ＬＣＩ−１あるいはＬＣＩ−
２のみによる運転、または、（ＬＣＩ−１）＋（ＬＣＩ
−２）による運転によって発電機Ｇ１の発電機軸を起動
する。次に、時間間隔２１と２２で示される部分は差分
トルク２４が加算される時間エリア２５である。この時
間エリアでは、（ＬＣＩ−１）＋（ＬＣＩ−２）による
運転によって発電機Ｇ１の発電機軸を昇速する。因に、
時間間隔２３は点火、暖機等の状態保持エリアを表す。
クを時刻展開したチャートを示す。ここでは、発電機Ｇ
１の発電機軸の起動昇速を例に説明する。図２におい
て、所要トルクをＴ’としたとき、時刻ｔ０〜ｔ１は発
電機Ｇ１の発電機軸の起動昇速に必要な容量の略半分の
容量で所要トルクＴ’／２が満足される時間エリアであ
る。この時間エリアでは、ＬＣＩ−１あるいはＬＣＩ−
２のみによる運転、または、（ＬＣＩ−１）＋（ＬＣＩ
−２）による運転によって発電機Ｇ１の発電機軸を起動
する。次に、時間間隔２１と２２で示される部分は差分
トルク２４が加算される時間エリア２５である。この時
間エリアでは、（ＬＣＩ−１）＋（ＬＣＩ−２）による
運転によって発電機Ｇ１の発電機軸を昇速する。因に、
時間間隔２３は点火、暖機等の状態保持エリアを表す。
【０００９】図３は、図２における状況を所要最大トル
クＴとして、５０％按分の例である。時刻ｔ０〜ｔ１は
発電機Ｇ１の発電機軸の起動昇速に必要な容量１００％
の略半分の容量でトルクＢが満足される時間エリアであ
る。この時間エリアでは、ＬＣＩ−１（５０％）あるい
はＬＣＩ−２（５０％）のみによる運転、または、（Ｌ
ＣＩ−１（２５％））＋（ＬＣＩ−２（２５％））によ
る運転によって発電機Ｇ１の発電機軸を起動する。な
お、（ＬＣＩ−１）＋（ＬＣＩ−２）による運転の場
合、その運転比率を適宜設定してもよい。次に、時間間
隔２１と２２で示される部分は差分トルクＡが加算され
る時間エリア２５である。この時間エリアでは、（ＬＣ
Ｉ−１（５０％））＋（ＬＣＩ−２（５０％））による
運転によって発電機Ｇ１の発電機軸を昇速する。なお、
ここでは、Ｔ＝Ａ＋Ｂ，Ａ＝Ｔ／２，Ｂ＝Ｔ／２とした
が、ＡとＢの比率はこれに限られることなく、例えば、
ベーストルクＢと不足分補償トルクＡという関係でもよ
い。
クＴとして、５０％按分の例である。時刻ｔ０〜ｔ１は
発電機Ｇ１の発電機軸の起動昇速に必要な容量１００％
の略半分の容量でトルクＢが満足される時間エリアであ
る。この時間エリアでは、ＬＣＩ−１（５０％）あるい
はＬＣＩ−２（５０％）のみによる運転、または、（Ｌ
ＣＩ−１（２５％））＋（ＬＣＩ−２（２５％））によ
る運転によって発電機Ｇ１の発電機軸を起動する。な
お、（ＬＣＩ−１）＋（ＬＣＩ−２）による運転の場
合、その運転比率を適宜設定してもよい。次に、時間間
隔２１と２２で示される部分は差分トルクＡが加算され
る時間エリア２５である。この時間エリアでは、（ＬＣ
Ｉ−１（５０％））＋（ＬＣＩ−２（５０％））による
運転によって発電機Ｇ１の発電機軸を昇速する。なお、
ここでは、Ｔ＝Ａ＋Ｂ，Ａ＝Ｔ／２，Ｂ＝Ｔ／２とした
が、ＡとＢの比率はこれに限られることなく、例えば、
ベーストルクＢと不足分補償トルクＡという関係でもよ
い。
【００１０】次に、図１を用いて、起動応援の運用につ
いて説明する。図１において３台のＬＣＩ装置４うち１
台を予備用またはバックアップ用としたが、ここでは、
起動応援用として利用する。いま、発電機Ｇ１の発電機
軸の起動操作をＬＣＩ−１とＬＣＩ−２によって実施中
であるとき、ＬＣＩ−３を起動応援用として発電機Ｇ２
の発電機軸の起動操作を事前に途中まで実施させ、発電
機Ｇ１の発電機軸の起動操作完了後、ＬＣＩ−１、ＬＣ
Ｉ−２のうち、いずれか１台を発電機Ｇ２の発電機軸の
起動操作に参加させる。このようにすることで、次軸起
動の所要時間を短縮することができ、全体から見れば、
１００％ユニット複数台による起動時の同時起動運用の
形態に近づけた運用が可能となる。
いて説明する。図１において３台のＬＣＩ装置４うち１
台を予備用またはバックアップ用としたが、ここでは、
起動応援用として利用する。いま、発電機Ｇ１の発電機
軸の起動操作をＬＣＩ−１とＬＣＩ−２によって実施中
であるとき、ＬＣＩ−３を起動応援用として発電機Ｇ２
の発電機軸の起動操作を事前に途中まで実施させ、発電
機Ｇ１の発電機軸の起動操作完了後、ＬＣＩ−１、ＬＣ
Ｉ−２のうち、いずれか１台を発電機Ｇ２の発電機軸の
起動操作に参加させる。このようにすることで、次軸起
動の所要時間を短縮することができ、全体から見れば、
１００％ユニット複数台による起動時の同時起動運用の
形態に近づけた運用が可能となる。
【００１１】図４は、本発明の他の実施形態を示す。本
実施形態は、図１の実施形態と比べて、クロック６とそ
のクロックタイミングに基づいて制御信号を作成する制
御信号作成部４１を設ける点において異なる。本実施形
態の場合、発電機１（電動機として駆動される場合も）
は、同期機としての運転であるので、２台のＬＣＩ装置
４を並列協調運転するとき、３相交流としての位相を合
わせた運転が求められる。図４において、一つのクロッ
ク６から共通の時刻信号を個々の制御信号作成部４１に
発する。各制御信号作成部４１は、この共通の時刻信号
に基づいて各ＬＣＩ装置４を制御する制御信号を作成
し、各ＬＣＩ装置４を操作する。このように、本実施形
態では、各ＬＣＩ装置４が全く同一に操作されるため、
各ＬＣＩ出力の交流波形の位相を同期化することができ
る。すなわち、クロック周波数はメガヘルツオーダー以
上であり、一方、対象となる交流回路の周波数は５０な
いし６０ヘルツであるので、けた違いの大きな周波数を
ベースに各ＬＣＩ装置４を制御することになるため、必
要とする電力回路側の位相差精度は十分確保できる。
実施形態は、図１の実施形態と比べて、クロック６とそ
のクロックタイミングに基づいて制御信号を作成する制
御信号作成部４１を設ける点において異なる。本実施形
態の場合、発電機１（電動機として駆動される場合も）
は、同期機としての運転であるので、２台のＬＣＩ装置
４を並列協調運転するとき、３相交流としての位相を合
わせた運転が求められる。図４において、一つのクロッ
ク６から共通の時刻信号を個々の制御信号作成部４１に
発する。各制御信号作成部４１は、この共通の時刻信号
に基づいて各ＬＣＩ装置４を制御する制御信号を作成
し、各ＬＣＩ装置４を操作する。このように、本実施形
態では、各ＬＣＩ装置４が全く同一に操作されるため、
各ＬＣＩ出力の交流波形の位相を同期化することができ
る。すなわち、クロック周波数はメガヘルツオーダー以
上であり、一方、対象となる交流回路の周波数は５０な
いし６０ヘルツであるので、けた違いの大きな周波数を
ベースに各ＬＣＩ装置４を制御することになるため、必
要とする電力回路側の位相差精度は十分確保できる。
【００１２】図４の実施形態は、各ＬＣＩ出力の交流波
形の位相を同期化することについて述べたが、ＬＣＩ装
置４を構成するサイリスタのスイッチングに伴い、高調
波が発生し、ＬＣＩ出力の交流波形を歪ませてしまうこ
とがある。そこで、高調波による影響対策として、意図
して制御上若干の位相差を持たせ、高調波の山の部分を
ずらせることにより、全体としての高調波による波形歪
みを低減させることが可能になる（これは、全系の出力
への影響のない範囲で、極力高調波の影響の小さい点を
選んでの対応を制御的に行う意味である。）。本発明の
他の実施形態として、図５、図６を用いて、高調波によ
る影響対策について説明する。図５では、ガスタービン
発電機が３台構成の発電プラントに、約３３％容量のＬ
ＣＩ装置４を３台（ＬＣＩ−１，ＬＣＩ−２，ＬＣＩ−
３）用いて、合計容量を１軸起動に必要な容量１００％
を確保する構成として、他の１台（ＬＣＩ−４）を予備
として扱う例を示す。この場合には、予備ユニットの容
量も約３３％としておくことで、１台が不調時のバック
アップを単純置き換えで可能とするものであり、予備ユ
ニットが複数台あっても当然構わない。また、この図５
の構成において、ＬＣＩ−１の運転位相を基準にし、Ｌ
ＣＩ−２を位相差α進め、ＬＣＩ−３を位相差α遅らせ
た交流波形を図６に示す。ここで、高調波による影響対
策の原理を説明する。基準装置の理想波形を代表してｓ
ｉｎ（θ・ｔ）とおき、ずらす側をそれぞれｓｉｎ（θ
・ｔ＋α）、ｓｉｎ（θ・ｔ−α）としたとき、ずらす
側の合成波形が２ｓｉｎ（θ・ｔ）・ｃｏｓ（α）とな
って、ｃｏｓ（α）の位相αの値を微少値で管理すれ
ば、ｃｏｓ（α）は略１となり、２ｓｉｎ（θ・ｔ）で
代表可となる。これは、基準装置の波形ｓｉｎ（θ・
ｔ）の扱いのみによって、合成波形の制御が可能になる
ことを意味する。そこで、ＬＣＩ−１の運転位相を基準
に、ＬＣＩ−２とＬＣＩ−３の運転位相を意図的にずら
して運転すると、図６に示すように、ＬＣＩ−１はｓｉ
ｎ（θ・ｔ）、ＬＣＩ−２はｓｉｎ（θ・ｔ＋α）、Ｌ
ＣＩ−３はｓｉｎ（θ・ｔ−α）を出力し、全体の合成
出力波形は、基準波形の３倍と略等価になる。そのた
め、位相差αの値を微少に操作することにより、高調波
の影響の最も少ないところを選んで運転することが可能
となる。また、基準の位相を持つＬＣＩ装置の制御をマ
スタ的に扱うことができるので、起動対象の発電機軸の
回転数に応じたトルクインプットの制御にそのまま基準
軸用の制御信号を与えればよく、これにより、制御外乱
を与えることがなく、制御信頼性の向上を図ることがで
きる。
形の位相を同期化することについて述べたが、ＬＣＩ装
置４を構成するサイリスタのスイッチングに伴い、高調
波が発生し、ＬＣＩ出力の交流波形を歪ませてしまうこ
とがある。そこで、高調波による影響対策として、意図
して制御上若干の位相差を持たせ、高調波の山の部分を
ずらせることにより、全体としての高調波による波形歪
みを低減させることが可能になる（これは、全系の出力
への影響のない範囲で、極力高調波の影響の小さい点を
選んでの対応を制御的に行う意味である。）。本発明の
他の実施形態として、図５、図６を用いて、高調波によ
る影響対策について説明する。図５では、ガスタービン
発電機が３台構成の発電プラントに、約３３％容量のＬ
ＣＩ装置４を３台（ＬＣＩ−１，ＬＣＩ−２，ＬＣＩ−
３）用いて、合計容量を１軸起動に必要な容量１００％
を確保する構成として、他の１台（ＬＣＩ−４）を予備
として扱う例を示す。この場合には、予備ユニットの容
量も約３３％としておくことで、１台が不調時のバック
アップを単純置き換えで可能とするものであり、予備ユ
ニットが複数台あっても当然構わない。また、この図５
の構成において、ＬＣＩ−１の運転位相を基準にし、Ｌ
ＣＩ−２を位相差α進め、ＬＣＩ−３を位相差α遅らせ
た交流波形を図６に示す。ここで、高調波による影響対
策の原理を説明する。基準装置の理想波形を代表してｓ
ｉｎ（θ・ｔ）とおき、ずらす側をそれぞれｓｉｎ（θ
・ｔ＋α）、ｓｉｎ（θ・ｔ−α）としたとき、ずらす
側の合成波形が２ｓｉｎ（θ・ｔ）・ｃｏｓ（α）とな
って、ｃｏｓ（α）の位相αの値を微少値で管理すれ
ば、ｃｏｓ（α）は略１となり、２ｓｉｎ（θ・ｔ）で
代表可となる。これは、基準装置の波形ｓｉｎ（θ・
ｔ）の扱いのみによって、合成波形の制御が可能になる
ことを意味する。そこで、ＬＣＩ−１の運転位相を基準
に、ＬＣＩ−２とＬＣＩ−３の運転位相を意図的にずら
して運転すると、図６に示すように、ＬＣＩ−１はｓｉ
ｎ（θ・ｔ）、ＬＣＩ−２はｓｉｎ（θ・ｔ＋α）、Ｌ
ＣＩ−３はｓｉｎ（θ・ｔ−α）を出力し、全体の合成
出力波形は、基準波形の３倍と略等価になる。そのた
め、位相差αの値を微少に操作することにより、高調波
の影響の最も少ないところを選んで運転することが可能
となる。また、基準の位相を持つＬＣＩ装置の制御をマ
スタ的に扱うことができるので、起動対象の発電機軸の
回転数に応じたトルクインプットの制御にそのまま基準
軸用の制御信号を与えればよく、これにより、制御外乱
を与えることがなく、制御信頼性の向上を図ることがで
きる。
【００１３】なお、複数台のＬＣＩ４の出力側を結び、
並列運転して同一発電機に給電する時、横流が発生する
ことがある。この横流の発生を防止するために、方向継
電器等の横流防止（監視）機構を備えることにより、電
源装置としての負荷に対する要件を満たすことができ
る。
並列運転して同一発電機に給電する時、横流が発生する
ことがある。この横流の発生を防止するために、方向継
電器等の横流防止（監視）機構を備えることにより、電
源装置としての負荷に対する要件を満たすことができ
る。
【００１４】図７は、本発明の他の実施形態を示す。本
実施形態の特徴は、ＬＣＩ装置４の構成のベースである
交直変換回路と直交変換回路の組み合わせを一旦分離し
て直流回路部での合流を図り、その後、直交変換して同
期電動発電機１にパワーを供給することにある。図７に
おいて、本実施形態は、ＬＣＩ電源７−１，７−２，７
−３、ＡＣ／ＤＣ変換器８−１（５０％容量），ＡＣ／
ＤＣ変換器８−２（５０％容量），ＡＣ／ＤＣ変換器８
−３（５０％容量）からなるＬＣＩ交直変換部、ＤＣ／
ＡＣ変換器９−１（１００％容量），ＤＣ／ＡＣ変換器
９−２（１００％容量）からなるＬＣＩ直交変換部、同
期電動発電機Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３にパワーを供給する入力
部１０−１，１０−２，１０−３を有する。本実施形態
におけるＡＣ／ＤＣ変換器（５０％容量）８−１，８−
２，８−３の運転は、図１の実施形態と同様に行う。こ
こで、図７では、ＤＣ／ＡＣ変換器（１００％容量）を
２台で構成しているが、１台でもよい。また、ＤＣ／Ａ
Ｃ変換器の容量を１００％としているが、小容量複数台
の並列運転構成としても構わない。このように、本実施
形態では、ＬＣＩ装置を一ユニットの構成として、交流
から直流への変換部分までをその単位とし、並列運転対
象としての単位数を設定し、この出力を直流部分で結び
つけて、更に直流から交流へ変換して、同一発電電動機
へのトルク供給を行う。これに対して、従来のＬＣＩ運
転は、図８に示すように、同期電動発電機ごとにＡＣ／
ＤＣ変換器（１００％容量）、ＤＣ／ＡＣ変換器（１０
０％容量）を設けてトルク供給を行っている。本実施形
態と従来例を対比して明らかなように、本実施形態で
は、従来例に比し、ＡＣ／ＤＣ変換器の容量を小さくで
きると共に、原理的には、２台のＡＣ／ＤＣ変換器８−
１（５０％容量）と１台のＤＣ／ＡＣ変換器（１００％
容量）を設けることにより、複数台の同期電動発電機の
発電機軸の起動昇速を行うことができる。
実施形態の特徴は、ＬＣＩ装置４の構成のベースである
交直変換回路と直交変換回路の組み合わせを一旦分離し
て直流回路部での合流を図り、その後、直交変換して同
期電動発電機１にパワーを供給することにある。図７に
おいて、本実施形態は、ＬＣＩ電源７−１，７−２，７
−３、ＡＣ／ＤＣ変換器８−１（５０％容量），ＡＣ／
ＤＣ変換器８−２（５０％容量），ＡＣ／ＤＣ変換器８
−３（５０％容量）からなるＬＣＩ交直変換部、ＤＣ／
ＡＣ変換器９−１（１００％容量），ＤＣ／ＡＣ変換器
９−２（１００％容量）からなるＬＣＩ直交変換部、同
期電動発電機Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３にパワーを供給する入力
部１０−１，１０−２，１０−３を有する。本実施形態
におけるＡＣ／ＤＣ変換器（５０％容量）８−１，８−
２，８−３の運転は、図１の実施形態と同様に行う。こ
こで、図７では、ＤＣ／ＡＣ変換器（１００％容量）を
２台で構成しているが、１台でもよい。また、ＤＣ／Ａ
Ｃ変換器の容量を１００％としているが、小容量複数台
の並列運転構成としても構わない。このように、本実施
形態では、ＬＣＩ装置を一ユニットの構成として、交流
から直流への変換部分までをその単位とし、並列運転対
象としての単位数を設定し、この出力を直流部分で結び
つけて、更に直流から交流へ変換して、同一発電電動機
へのトルク供給を行う。これに対して、従来のＬＣＩ運
転は、図８に示すように、同期電動発電機ごとにＡＣ／
ＤＣ変換器（１００％容量）、ＤＣ／ＡＣ変換器（１０
０％容量）を設けてトルク供給を行っている。本実施形
態と従来例を対比して明らかなように、本実施形態で
は、従来例に比し、ＡＣ／ＤＣ変換器の容量を小さくで
きると共に、原理的には、２台のＡＣ／ＤＣ変換器８−
１（５０％容量）と１台のＤＣ／ＡＣ変換器（１００％
容量）を設けることにより、複数台の同期電動発電機の
発電機軸の起動昇速を行うことができる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発電機軸をサイリスタ起動装置を使用して起動する場
合、従来のサイリスタ起動装置に比べて単機当りのサイ
リスタ起動装置の容量を下げ、小型化できると共に、サ
イリスタ起動装置のトータル容量を低減させることがで
きる。また、サイリスタ起動装置を並列協調運転すると
き、同一のクロックを用いてタイミングを合わせること
により、各サイリスタ起動装置の出力の交流波形の位相
の同期化が図られ、必要とする電力回路側の位相差精度
を十分確保することができる。また、高調波の影響対策
として、各サイリスタ起動装置の出力位相差を操作する
ことにより、高調波の影響を極小化することが可能にな
る。また、この場合、基準の位相を持つサイリスタ起動
装置の制御をマスタ的に扱うことができるので、制御外
乱を与えることがなく、制御の信頼性の向上を図ること
ができる。
発電機軸をサイリスタ起動装置を使用して起動する場
合、従来のサイリスタ起動装置に比べて単機当りのサイ
リスタ起動装置の容量を下げ、小型化できると共に、サ
イリスタ起動装置のトータル容量を低減させることがで
きる。また、サイリスタ起動装置を並列協調運転すると
き、同一のクロックを用いてタイミングを合わせること
により、各サイリスタ起動装置の出力の交流波形の位相
の同期化が図られ、必要とする電力回路側の位相差精度
を十分確保することができる。また、高調波の影響対策
として、各サイリスタ起動装置の出力位相差を操作する
ことにより、高調波の影響を極小化することが可能にな
る。また、この場合、基準の位相を持つサイリスタ起動
装置の制御をマスタ的に扱うことができるので、制御外
乱を与えることがなく、制御の信頼性の向上を図ること
ができる。
【図１】本発明の一実施形態を示すタービンの起動装置
【図２】発電機軸の起動昇速時の所要トルクを時刻展開
したチャート
したチャート
【図３】発電機軸の起動昇速時の所要最大トルクを時刻
展開したチャート
展開したチャート
【図４】本発明の他の実施形態
【図５】本発明の他の実施形態
【図６】図５の実施形態を説明するための波形図
【図７】本発明の他の実施形態
【図８】従来のＬＣＩ運転の説明図
１：同期発電機，２：発電機主回路電路，３：ＬＣＩ回
路の断路器または遮断器，４：サイリスタ起動装置，４
１：クロックによって制御されるＬＣＩ制御回路，５：
サイリスタ起動装置から発電機への電路，６：クロッ
ク，８：ＡＣ／ＤＣ変換器，９：ＤＣ／ＡＣ変換器
路の断路器または遮断器，４：サイリスタ起動装置，４
１：クロックによって制御されるＬＣＩ制御回路，５：
サイリスタ起動装置から発電機への電路，６：クロッ
ク，８：ＡＣ／ＤＣ変換器，９：ＤＣ／ＡＣ変換器
Claims (7)
- 【請求項１】 １台ではタービン発電機１軸当りの容量
に満たないサイリスタ起動装置ユニットであって、発電
機軸の起動昇速時、発電機軸１軸当り複数台のサイリス
タ起動装置を同時に使用すると共に、複数台のサイリス
タ起動装置の制御タイミングを司る一つのクロックを共
有し、このクロック信号を基に個々のサイリスタ起動装
置の出力波形位相を合致させる電流制御信号を作成し、
この電流制御信号に基づいて複数台のサイリスタ起動装
置を制御し、発電機１軸の起動昇速に必要な電気的トル
クを発生させることを特徴とするタービンの起動方法。 - 【請求項２】 請求項１において、複数台のサイリスタ
起動装置のうち発電機１軸の１００％容量を確保できる
任意台数を同時使用すると共に、残りのサイリスタ起動
装置を起動待機中の次軸起動の発電機軸に使用して、起
動操作を途中まで実施し、前記発電機１軸の起動操作完
了後、前記任意台数のいずれかのサイリスタ起動装置を
次軸起動の発電機軸の起動操作に使用することを特徴と
するタービンの起動方法。 - 【請求項３】 １台ではタービン発電機１軸当りの容量
に満たないサイリスタ起動装置ユニットであって、発電
機軸の起動昇速時、発電機軸１軸当り複数台のサイリス
タ起動装置を同時に使用すると共に、複数台のサイリス
タ起動装置の制御タイミングを司る一つのクロックを共
有し、このクロック信号を基に個々のサイリスタ起動装
置の出力波形位相をずらした電流制御信号を作成し、こ
の電流制御信号に基づいてそれぞれサイリスタ起動装置
を制御し、発電機１軸の起動昇速に必要な電気的トルク
を発生させることを特徴とするタービンの起動方法。 - 【請求項４】 請求項３において、サイリスタ起動装置
の出力波形位相をずらした電流制御信号は、発電機軸１
軸当り３台のサイリスタ起動装置を同時に使用すると
き、運転基準とする１台を定め、この１台の出力波形位
相を基準とすると共に、他の２台をそれぞれ運転基準の
１台に対して進みと遅れ位相を指定して作成することを
特徴とするサイリスタ起動方法。 - 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれかにおい
て、複数台のサイリスタ起動装置の同時使用は、各発電
機軸と各サイリスタ起動装置を繋ぐ電流路間を遮断器／
断路器によって接続し、この遮断器／断路器の入切操作
によって行うことを特徴とするタービンの起動方法。 - 【請求項６】 請求項１から請求項４のいずれかにおい
て、複数台のサイリスタ起動装置の出力側を結び、並列
運転して同一発電機に給電する時、横流監視機構を備
え、横流の発生を防止することを特徴とするタービンの
起動方法。 - 【請求項７】 請求項１から請求項４のいずれかにおい
て、サイリスタ起動装置の一ユニットの構成として、交
流から直流への変換部分までをその単位として複数個設
けると共に、この複数個の出力を結びつけて、更に直流
から交流への変換部分を設け、発電機１軸の起動昇速に
必要な電気的トルクを発生させることを特徴とするター
ビンの起動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9168044A JPH114598A (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | タービンの起動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9168044A JPH114598A (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | タービンの起動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH114598A true JPH114598A (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=15860793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9168044A Pending JPH114598A (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | タービンの起動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH114598A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111512023A (zh) * | 2017-12-29 | 2020-08-07 | 赛峰飞机发动机公司 | 在寒冷天气中起动涡轮发动机的方法以及用于起动涡轮发动机的系统 |
-
1997
- 1997-06-10 JP JP9168044A patent/JPH114598A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111512023A (zh) * | 2017-12-29 | 2020-08-07 | 赛峰飞机发动机公司 | 在寒冷天气中起动涡轮发动机的方法以及用于起动涡轮发动机的系统 |
| CN111512023B (zh) * | 2017-12-29 | 2023-02-17 | 赛峰飞机发动机公司 | 在寒冷天气中起动涡轮发动机的方法以及用于起动涡轮发动机的系统 |
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