JPS58211506A - 高速バルブ制御方法 - Google Patents

高速バルブ制御方法

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JPS58211506A
JPS58211506A JP57094561A JP9456182A JPS58211506A JP S58211506 A JPS58211506 A JP S58211506A JP 57094561 A JP57094561 A JP 57094561A JP 9456182 A JP9456182 A JP 9456182A JP S58211506 A JPS58211506 A JP S58211506A
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JP
Japan
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valve
steam
opening
eva
speed
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JP57094561A
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JPS6242126B2 (ja
Inventor
Tadaharu Shibata
柴田 忠治
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D21/00Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
    • F01D21/02Shutting-down responsive to overspeed

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明はタービン発電機の負荷が変動した場合に、ター
ビン速#制御系の蒸気加范升およびインターセプト弁(
以下、工Cvと称する)の高速制御により系統の安定化
を図るための高速パルプ制御(以下、EVAと称する)
方式に関する。
〔発明の技術的背景〕
電力系統内でタービン発電機が同期運転している状態で
、電力系統内に地絡等の事故が発生して電気出力が低下
すると、タービン発電機は加速されて内部相差角が増大
しつい釦は脱調に至る。そこで、これを防止して電力系
状の安定化を図るために、タービンの機械トルクを急速
に絞り系統事故時の発電機への余分な加速工洋ルギーを
急減させる、いわゆるEVA方式が採用されている。
以下、このEvA方式を火力プラントに採用した場合に
ついて詳述する。第1図は、蒸気タービンプラントの系
統構成を示すものである。図において、?イブ1からの
蒸気全蒸気加減弁2を通して高圧タービン3へ導き、こ
の高圧タービン3で仕事をした後の蒸気を再熱器4にて
高温とし、これよりICV 5 i通して中圧タービン
6および低圧タービン7へ導くことにより、各圧のター
ビン3,6.7にて発を機8全駆動するように構成され
ている。
かかる系統において、蒸気加減弁2およびICV5iタ
ービンガバナにより制御され、系統事故等によって蒸気
タービンが加速された時は、もちろんこれ全防止すべく
蒸気加減弁2、工Cv5を夫々閉じる方向に制御する。
しかし、この場合本来のガバナではこの動作が遅いため
、とのガバナの動きとは別に系統事故または機械出力、
電気出力のアンバランスにより、蒸気力q実開1、IC
V 2を直接急閉、急開動作さぞるEVAを行なってい
る。
一方、第2図(a) (b)はかかるEVA方式による
安定度向上の原理を示すものでろ。図において、横軸に
発を機の内部相差角δまた縦軸に出刃Piとると、通常
同期運転中にはこの電力、位相角線図上であるδ と機
械トルクTmのバランスした点X(δ 、 Tm)で運
転している。な2、曲#Alは系統インピーダンス、そ
の他より決められる。
いま、電力系統内例えば送を線1回線に事故が発生する
と、電気出力0となるためX 1(δ。
0)となシ加速され(δ 、0)で事故点がクリアされ
ると、残り一回線の系統インピーダンスにより定められ
たA2曲線上で加速される。そして、この間ガバナの応
答は遅く無視すると機械的にトルクTmは一定であシ、
S8は加速に使われたエネルギー、Sは減速に使われた
エネルギーで、脱調しないためにはつまり位相が戻るた
めにis  <s  となることが必要である。すなわ
ち、−から明らかなようにEVA 全適用した場合には
、機械トルクを減少させることによシSrを大さくとる
ことができるため安定となり、EVAを通用しない場合
にrt電力位相圓上でS >S となり、減速エネルギ
ーが充分でないため脱調に至る。
ところで、叱2図はごく一般的な説明であるが、このE
VAの手段と1−で蒸気タービンの蒸気加減弁2、IC
V5が対象となる。すなわち、第1図において蒸気加減
弁2およびICV 5は本来の蒸気タービン調速制御に
よシ制御され、その開閉によって蒸気タービンの加速を
防止するものである。しかし、これKEvA′ft:適
用する際、従来のものは第3図(−) (b)に示すよ
うに、系統事故あるいは電気出力、機械出力のアンバラ
ンス全検出するロジック回路(パワーロードアンバラン
ス)により、蒸気加減弁2あるいはICV5の油圧?−
一時的抜き去って全閉せしめ、系統事故復旧時あるいは
電気出力、機械出力のアンバランスが解除した時点で、
蒸気加減弁2あるいはICV 5 ’i再開させるもの
である。
第3 図(a)オヨヒ(b)HlICV 2にEVA 
’c適用したときの挙動、およびEVAを開始、弁再開
するための状態および回路會夫々示すものである。
図において、機械出力は通常再熱後圧力(ICV入口圧
力)をとらえ(系統事故も含めて内部相差角を不安定に
至らしめる要因とみなして)EVA k開始する。すな
わち、EVA開始によりICV 5は調速信号と無関係
にICV5の制御油圧を抜きとるため全閉に至るが、系
統事故箇所か切離されて再び発電機出力と機械出力のア
ンバランスが解除された時、ICV2f全開にすべく動
作させる(制御油圧を戻す)。第3図体)では、負荷(
機械出力)をEVA動作時の時間軸に従って示しており
、上述した急激な弁開閉動作によって負荷カー急減して
機械出力を一時的に下げるので、脱調を防止するのに効
果があることがわかる。
〔背景技前の問題点〕
上記第3図で示したのは、gVAをICV5のみにiM
用した場合で、通常EVAを Ca)  ■cvのみにかける場合(EVA信号’kI
cVにのみ適用する) (b)  ICス蒸気jJO減升のいずれにもかける場
合(EVA信号i ICVと蒸気加減弁に適用する)の
2ケースが考えられる。
まず(a)の場合は、急激な高速パルプ動作は第1図の
グランド系統から考えてみても、高圧タービン3吊口刀
為ら中圧タービン6人0箇での再熱蒸気圧力のみに影響
し、一般にメイラ1に対する外乱は少ない(蒸気加減弁
2にEVA ’(r適用しないので、蒸気加減弁2は大
きくふれないため)。このため、(a)のケースがプラ
ント運転上主に使用されるが、一方第3図(、)の特性
かられかるように、EvAによるICV5の動きは単な
る全閉、全開のシーケンスであるため、電力系統の事故
箇所を切離して1回線へ復帰後も、蒸気タービン出力は
EVA動作前の電力に戻ってしまう。一般的に、電力系
統事故復帰後は発生電力を適当に抑制すべきもので、か
ようにしないと過渡安定度は図9得ても、その後の同期
運転すなわち動態安定度に支障を期だすこととなる。
換言すれば、EVAは成功しても発生電力全抑制しない
と、内部相差角はなかなか収れんしないで発散すること
になる、つ−!シ負荷制御機能がない。
一方、(b)の場合すなわち第1図の系統で蒸気加#L
、升2、工Cv5の両方にEVAを通用した場合は、I
CV 5については上述と同様の理由である。
また、蒸気加減弁2についてみれば、その開閉によりぎ
イラlに急激な圧力上昇を伴う結果(主蒸気圧力の急上
昇により)ディジ1に燃焼不安定等をもたらし、一般に
電力系統の安定度向上の維持は図れても火力1ラントの
待伏運転は不可能で、仁の場合このままでは適用が非常
に困難である。
〔発明の目的〕
本発明は上記のような事情に鑑みて成されたもので、そ
の目的は電力系統の安定度向上全確保しつつ蒸気タービ
ングランドの安定した運転全行なわせることが可能な高
速パルプ制御方式を提供することにある。
〔発明の概要〕
上記目的全達成するために本発明では、インl−セグト
升は高′速にて全閉、全開制御し、蒸気加減弁は予め設
定さTした相対的に腋や〃・なスケジュールにて所この
弁開度まで閉制御し、該閉制測子は前記弁開度設定にロ
ードリミッタによシ追従させ該閉制(財)後も前記所定
の弁開度により蒸気力a減升?匍J画するようにしたこ
と全特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を図面に示す一実施例について説明する。
第4図(、)および(b)は、本発明によるEVAのシ
ステム構成例を示すものであシ、同図(、)は工Cv5
に対するEVA Kl”、同図(b)は蒸気加減弁2に
対するEVAの構成を夫々示している。
第4図(、)において、9は設定速度10と実速度11
との偏差を入力とするICV調定率回路で、その偏差に
応じてICV5の開度修正値信号12を発生する。つま
シ、偏差がなければ開度修正値信号12に零であシ、ま
た加速側の偏差金主じるとICV 5 全閉じる方向の
信号を発生する。
また、この開度修正値信号12とICV開度設足値13
との偏差からICV開度指令信号14を得、さらにこの
開度指令値信号14とICV実開東信号15との偏差に
より、サーボ升16全制(2)してICV、5の開度を
制御し、且つ該ICV、5の開度を差動トランス等の復
調器J7により上記ICV実開度信号15としてフィー
ドバックし、ICV5の開度制御ルーダを構成している
。さらに、18は第3図(b)に示すロジック回路から
のEVA動作信号に応動するEVA開始指令接点で、そ
のオン動作によりサーボ弁16f高速に全閉、オフ動作
によシそれを高速に全開するようにしている。
なお、上記で設定速度10は50 Hzまたは60 H
zの周波数設定であり、またICV開度設定値13は1
00%開度設定としている。
次に、第4図(b)において19は上記設定速度10と
実速Kllとの偏差を入力とする蒸気加減弁調定率回路
で、その偏差に応じて蒸気加減弁20開度修正値信号2
0f発生する。つまり、偏差がなければ開度修正値信号
20は零であり、また加速側の偏差を生じると蒸気加減
弁2を閉じる方向の信号を発生する。また、この開度修
正値信号20と負荷設定値2Jとの偏差から蒸気加減弁
開度指令値信号22を得、さらにこれ金ロードリミッタ
23を介して蒸気加減弁実開度信号24との偏差により
、サーボ弁25を制御して蒸気加減弁2の開度を制御し
、且つ該蒸気加減弁2の開度を差動トランス等の復調器
26によシ上記蒸気加減弁実開度信号24としてフィー
ドバックし、蒸気加減弁2の開度制御ルーズを構成して
いる。さらに、27はEVA開始指令接点、28は蒸気
加減弁開度設定器、29il″ll:蒸気加減弁閉速度
設定器、30は蒸気加減弁閉スケジュール信号発生器で
あり、接点270オン時に蒸気加減弁閉速度設定器29
により設定された速度変化率で、蒸気加減弁開度設定器
28にて設定された開度αまで蒸気7JO減弁2を閉制
御すべき、サーブ弁25の開度制御スケジ・ニール信号
全発生するようにWI4成しでいる。
また、3ノは上記ロードリミッタ23からの蒸気加減弁
開度指令値と蒸気加減°弁実開度24との偏差を検出す
る蒸気加減弁開度偏差検出器である。ここで、EVA開
始指令接点27は第3図(b)のロジック回路より印加
されるEVA Pa作倍信号(よってオンし、蒸気加減
弁開度偏差検出器31の出力偏差が略零によりオフする
ものである。また、サーブ弁25は通常ロードリミッタ
23を介して入力される蒸気加減弁開度指令値22(ガ
バナ指令)により制御されるが、E’VA開始による接
点27のオン時には蒸気加減弁閉制御スケジュール信号
発生器30からの信号を優先してサーブ弁25を制御し
、それによる、スケジー−ルに従って蒸気加減弁2を制
御するようにしている1、 一方、32はロードリミッタ追従装置で、上記ロード+
) ミッタ23にEVA動作の間追従させる、つまシ蒸
気加減升開に偏差がある同ロードリミッタ追従装置32
を、蒸気加減弁閉スケジュール信号発生器30で決めら
れた開匿設足に追従させ、接点27がオフ後も予め決め
られた蒸気加減弁開度設定器28の@度αを保持するも
のである。また、上記ロードリミッタ23はこのロード
リミッタ追従装置32からの信号と、前記蒸気力Ω実開
開度指令値信号22とを入力とし、2つの入力のうちの
小さな信号により弁四度制創信号を発生する。この場合
、電力を抑制するロードリミッタ追従装置32の出方が
、負荷を抑制する信号のための負荷設定値21よシ常に
小さいので、専らロードリミッタ追従装置32によシe
il @される。
なお、上記で蒸気加減弁開度設定器28と蒸気加減弁閉
連設定器29は可変設定が可能であシ、蒸気タービンプ
ラントの蒸気流量変動の許容値を考慮して設定するもの
である。
かかる構成とすれば、系統事故発生にょeIEVA動作
信号か発生すると、第5図に示す如くEVA開始指令受
点18がオンすることによりICV 5は高速に全閉と
なり、またオフにより全開まで高速に制御される。また
、上記EVA動作信号が発生するとEVA開始指令1Q
27がオンし、蒸気加減弁閉速度設定器29((より設
定器れた相対的に緩やかな制御で、蒸気井開度設定器2
8の設定開度αまで蒸気加減弁2が制(財)される。一
方、ロードリミッタ23は上g6 EVA動作信号の発
生と同時に追従を開始し、EVA動作信号がなくなって
も最終的には蒸気加減弁開度設定器28にて設定された
値αまでランバックされ保持され、これによ、!l) 
EVA動作がロードリミッタ23に移行してこれにより
負荷が制御される。よって、図示Aの負荷は系統周波数
の影響を受けずに制御されることとなる。
上述したように、本EVA方式とすることにより次のよ
うな効果が得られるものである。
つまり、前述した従来のようなEVAすなわち蒸気加減
弁、ICVの全閉、全開の単純な動作でなく、 (a)  ICV 5については高速の全閉、全開制御
を行なっているので、トルク変化を大きくとることがで
きる、換言すればEVAの効果を発揮させることができ
る。つ1す、中圧、低圧タービン6.7トルクが全体の
70%であり、いわゆる再熱蒸気にのみ外乱を与え?イ
ラの燃料系には殆んど影響しないため、高速の全閉、全
開か可能である。
(b)  蒸気加減弁2についてにグランドの外乱を抑
え許容できる範囲内のあるスケジュールで閉制御を行な
っているので、ボイラ燃料系に直接影響を与えることな
く、ボイラつまシブラントの運転全安定に行々うことか
できる。
(c)  ロードリミ、り追従装置32により、EVA
後の蒸気加減弁開度の設定つま多負荷設定が可能である
ので、電力を抑制してEVA後の動作安定度を確保する
ことができ、且つEVA後はロードリミッタ23による
負荷制御に移行可能であるので、EVA動作後の系統周
波数動揺の影響を受けることがない。
というような手段を採っており、系統の安定度向上を維
持しつつ蒸気タービンプラントの安定した運転全行なわ
せることができる。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、そ
の要旨を変更しない範囲で種々に変形して実施すること
ができるものである。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、電力系統の安定度
向上を確保しつつ蒸気タービンプラントの安定した運転
を行なわせることができる極めて信頼性の高い高速パル
プ郷渾方式が提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は蒸気タービンプラントの系統構成を示す図、第
2図(a) (b)は安定度向上を説明するための原理
図、第3図(、) (b)は従来のEVAの動作−ロシ
ック回路を示す図、第4図(、) (b)は本発明の一
実施例を示すブロック図、第5図は本発明の詳細な説明
するための図である。 1・・・ボイラ、2・・・蒸気加減弁、3・・・高圧タ
ービン、4・・・再熱器、5・・・ICV、6・・・中
圧タービン、7・・・低圧タービン、8・・・発N機、
9・・・ICV調定率回路、10・・・設定速度、1ノ
・・・実速度、12・・・rcv開度修正値、13・・
・ICV開度設定値、14・・・ICV開度指令値、1
5・・・ICV実開度、16.25・−・サーブ弁、1
7.26・・・復調器、19・・・蒸気加減弁調定率回
路、20・・・蒸気加減弁開度修正値、21・・・負荷
設定値、22・・・蒸気加減弁開度指令値、23・・・
ロードリミッタ、24・・・蒸気加減弁実開度、lFj
、27・・・EVA開始指令接点、28・・・蒸気加減
弁開度設定器、29・・・蒸気加減弁閉連設定器、30
・・・蒸気加減弁閉スケジュール信号発生器、31・・
・蒸気弁開度偏差検出器。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第2図 (a)       (b) 10OOC6m             006C6
imX+  −>6      →6 第3図 (b)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 蒸気タービン発電機が存在する電力系統で、系統故障時
    蒸気タービン速度制御系の蒸気加減弁、インターセプト
    弁を制御して電力系統を安定化する高速パルプ制御方式
    において、前記インターセプト弁は高速にて全閉、全開
    制御し、前記蒸気加減弁は予め設定された相対的に緩や
    かなスケジュールにて所定の弁開度まで閉制御し、該閉
    制御中は前記弁開度設定にロードリミッタにより追従さ
    せ該閉制御後も前記所定の弁開度により蒸気加算弁全制
    御するようにしたことを特徴とする高速パルプ制御方式
JP57094561A 1982-06-02 1982-06-02 高速バルブ制御方法 Granted JPS58211506A (ja)

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JP57094561A JPS58211506A (ja) 1982-06-02 1982-06-02 高速バルブ制御方法

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JPS58211506A true JPS58211506A (ja) 1983-12-09
JPS6242126B2 JPS6242126B2 (ja) 1987-09-07

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60113001A (ja) * 1983-11-22 1985-06-19 Shikoku Electric Power Co Inc タ−ビン高速バルブ制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60113001A (ja) * 1983-11-22 1985-06-19 Shikoku Electric Power Co Inc タ−ビン高速バルブ制御装置
JPH0143122B2 (ja) * 1983-11-22 1989-09-19 Shikoku Denryoku Kk

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