JPS5815498A - 同期発電機の運転制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電力系統に並列し運転する同期発電機の運転
制御方法に係シ、特に入力喪失時における機器の過励磁
を防止して同期発電機を安全に停止させる方法に関する
。

電力系統に並列し運転している同期発電機（以下、発電
機と言う）の入力喪失時の停止方法について、従来の方
法を第１図を参照して説明する。

第１図において、発電機１は並列用しゃ断器２、主変圧
器３、高圧しゃ断器４を通して電力系統に並列し運転さ
れる。

この発電機１の励磁装置は、励磁用変圧器５、励磁用整
流器６、界磁しゃ断器７、計器用変圧器８、自動電圧調
整器９、計器用変圧器１０５計器用変流器１１及び入力
喪失検出５１２とによって図示の如く十ト）成されてお
シ、自動電圧調整器９の出力信号で励磁用整流器６を制
御して界磁電流を変化せしめ、発電機１の出力電圧を所
定値に調整している。

今、発電機１が運転中に電力系統側の事故によυλ入力
喪失なシ、水車及び発電機（以下、主機と呼ぶ）を非常
停止させる場合、非常停止指令によシ水車（図示せず）
の制御を停止せしめると同時に、並列用し中断器２を開
路せしめ、その後に界磁し中断器７を開路して発電機１
の励磁源をたち、併せて主機の回転数減少によシ安定に
停止させることが出来る。

しかし、発電機１が入力喪失となり、上述の如く非常停
止指令が出された場合に並列用しゃ断器２が何らかの原
因で開路すべきときに不動作となると、主機は入力喪失
のため急速に回転数が低下し停止にいたるが、一方並列
用しゃ断器２が開路しないため界磁しゃ断器７も開路せ
ず、励磁回路は自動電圧調整器９によシ自動的に発電機
１の端子電圧を定格値に維持させる様に制御する。この
ために、過大な電流を励磁回路に流すことになる。

この現象を第２図を参照し説明する。

入力喪失点３１迄は生機は定格値３２を維持しているが
、前述の説明の様に発電機ｌが入力喪失すると入力喪失
点３１よｐ主機回転数３３は減少する。しかし、発ｉｔ
機１は自動電圧調整器９によシ定格電圧を維持する様に
するので、主機回転数３３の低下による電圧の低下分を
瞬間的に補正するため界磁回路の電流３４を急激に増加
させる。

この増加した電流は通常定格の４〜５倍にも達する。ま
た、主機の回転数３３は低下していくので電圧と周波数
の比が犬となシ、その結果、電圧−周波数比３５は図示
の様に上昇する。そして、界磁電流３４が上限の一定値
に達すると、発電機１の電圧３６は主機回転数３３の低
下に従って減少していく。

このように、従来の停止方法では、並列用しゃ断器が開
路すべきときに不動作となると、過大々電流を励磁回路
に流すことになり、との結果、励磁回路に過大々電流が
流れて機器の損傷及び寿命の短縮を生じること、発［機
端予電圧と回転数の比率が犬きぐな如機器が過励磁状態
となって湯度上昇による絶縁劣化を生じること等の欠点
があった。

本発明は、電力系統に並列し運転する発電機の入力が喪
失し並列用しゃ断器が開路すべきときに不動作と々った
場合に、この不動作を検出して発電機を一定励磁するこ
とにより、発電機が過励磁状態に放置されることを自動
的に防止する制御方法を提供することを目的とする。

以下、本発明をＭ３図、第４図及び第５図に示す実施例
を参照して説明する。

第３図は、本発明による系統の概略図である。

同図において、第１図と同一符号は同−又は相当部分を
示し、従来の第１図と異なる点は、発電機１の界磁電圧
を調整する界磁電圧調整器１３を併設し、この界磁電圧
調整器１３を常時自動電圧調整器９に追従させておき、
自動電圧調整器９から界磁電圧調整器１３へ制御を切シ
換えた時の電気的・機械的ショックを無くす様にしてい
る点であるＯ 第４Ｍは、第３図における自動電圧調整器９から界磁電
圧調整器１３への切換制御を行う回路図であり、発電機
１の入力喪失を検出する入力喪失検出器１２の動作で復
帰する接点５１と並列用しゃ断器２の補助６接点５２と
の直列信号で動作する限時リレ５３と、発電機１の励磁
制御を自動と手動に選択するスイッチ、即ち自動選択ス
イッチ５４と手動選択スイッチ５５を任意に選択するこ
とによシ自動−手動を選択する自己保持機能を有するリ
レ（以下、キープリレと言う）５６とで構成される。そ
して、キープリレ５６の一＝点５６１で自動選択とし、
同す接点５６ｂで手動選択とし、自動選択時は自動電圧
調整器９によシ発電機を運（５） 転し、手動選択時は界磁電圧調整器１３により運転する
様に構成される。

第５図は、本発明による主機の停止過程を表わす特性図
である。

これらの図を参照しながら、本発明による実施例の動作
を以下に詳細に説明する。

一般に、発電機１の正常運転中は励磁制御は通常自動に
選択されており、自動電圧調整器９により発電機１の端
子電圧が常に定格値を維持する様に制御されている。今
、発電機１が同期電動機として運転中に入力喪失が発生
すると、入力喪失検出器１２がこれを検出し、その接点
５１が復帰し主機に非常停止指令を発しく図示せず）、
との信号によシ水畢のしゃ断制御（図示せず）を行うと
同時に並列用しゃ断器２を開路せしめる。もしこの時に
、並列用しゃ断器２が何らかの故障で開路せず閉路した
ままとなると、並列用しゃ断器２の補助ａ接点５２が閉
じたままと彦るので限時リレ５３が付勢され、設定時限
後限時リレ５３が動作し異常であることを検出する。限
時リレ５３のａ（６） 接点５３ｍが閉路することによシキープリレ５６を復帰
せしめるため、発電機１の励磁制御は自動選択即ち自動
電圧調整器９を除外し、界磁電圧調整器１３を使用し運
転される。従って、発電機励磁回路は発電機１の端子電
圧に左右されず一定励磁制御で運転される。

このような制御を自動的に行うことによシ、発電機１の
端子電圧は主機の回転数低下に比例して低下するため発
電機１は過励磁には々らず、主機を安定に停止に至らし
めるととが可能である。

との主機の停止過程の経過を第５図で説明すると、入力
喪失によ多入力喪失時点３１よυ主機は一定励磁制御と
なったまま回転数３２は低下する。

ここで、発電機１の端子電圧Ｖ、回転数Ｎ、磁束密度Φ
の間にはＶ　＝　ｋＮΦなる関係があり、この式よυ明
らかな様に一定励磁制御即ち磁束密度Φが一定であれば
主機の回転数Ｎと電圧■は比例するため、電圧対周波数
の比率は一定となるととが判る。従って、電圧−周波数
比３４は一定のため過励磁とならず主機は停止に至る。

尚、第４図においては、入力喪失の検出を入力喪失検出
器の接点で行っているが、高圧側しゃ断器４の開路状態
又は送電線側しゃ断器（図示せず）の開路状態の接点を
開いても同等の機能が得られる。

以上説明したように、電力系統に並列し運転している発
電機が同期電動機として運転中に、入力喪失が発生して
主機を非常停止操作する場合に、並列用しゃ断器が万一
故障で開路不能のまま主機が停止しているとき、この並
列用しゃ断器の不動作を検出して一定励磁に自動的に切
換えて電圧−周波数比を一定制御するので、発電機の過
励磁による損傷を防止でき機器寿命を守る効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の系統の概略図、第２図は従来の主機の停
止過程を衣わす特性図、第３図は本発明の一実施例を示
す系統の概略図、第４図は本発明の一実施例を示す切換
制御回路図、第５図は本発明による主機の停止過程を表
わす特性図である。 １・・・同期発電機、２・・・並列用しゃ断器、３・・
・主変圧器、４・・・高圧しゃ断器、５・・・励磁用変
圧器、６・・・励磁用整流器、７・・・界磁しゃ断器、
８．１０・・・計器用変圧器、９・・・自動電圧調整器
、１１・・・計器用変流器、１２・・・入力喪失検出器
、１３・・・界磁電圧調整器、３１・・・入力喪失点、
３２・・・定格値、３３・・・主機回転数、３４・−・
励磁電流、３５・・・電圧−周波数比、３６・・・同期
発電機電圧、５１・・・入力喪失検出器のｂ接点、５２
・・・並列しゃ断器補助ａ接点、５３・・・限時リレ、
５３ａ・・・限時リレａ接点、５３ｂ・・・限時リレｂ
接点、５４・・・自動選択スイッチ、５５・・・手動選
択スイッチ、５６・・・キープリレ、５６ａ・・・キー
プリレａ接点、５６ｂ・・・キーノリレｂ接点。 （７３１７）　　代理人　弁理士　　則　近　憲　佑（
ほか１名） （９） 第２Ｍ ５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電力系統に並列し運転する同期発電機の運転制御方法に
   おいて、前記同期発電機を同期電動機として運転中に入
   力が喪失したことを検出し、この検出により前記同期発
   電機の界磁電流を一定励磁制御に切シ換えると共に、水
   車及び同期発電機を非常停止させるととを特徴とする同
   期発電機の運転制御方法。