JPS5849090B2

JPS5849090B2 - 同期発電機の同期化方式

Info

Publication number: JPS5849090B2
Application number: JP7966778A
Authority: JP
Inventors: 州平稲葉; 利春千葉; 清彦沢村; 隆義池田; 義治内村
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 1978-06-29
Filing date: 1978-06-29
Publication date: 1983-11-01
Also published as: JPS558233A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は複数台の同期発電機を無負荷状態で並列運転す
る場合の同期化方式に関する。

同期発電機の同期化方式は、これまで自動同期投入装置
を用いる方式と、それらを用いない強制同期投入方式の
２つの方法が行われていた。

自動同期投入方式は、先行発電機を始動し周波数及び電
圧を所定の定格値に入れ安定化させ、その後、後行の同
期に入れる発電機の周波数及び電圧を先行発電機のそれ
らと合致せしめ（揃速と電圧平衡）最後に位相を合わせ
てしゃ断器を投入（適位相投入）、同期化を完了させる
方式である。

この場合、揃速と電圧平衡の調整は、同期投入時の突入
電流及び横流があまり大きくならないよう一般には、０
．１〜０．２Ｈｚ及び１．０係程度の値が要求され
このかなりの高精度の値に調整するには、１０秒程度か
かるのが普通であり、また揃速の後位相を合わせ投入す
る適位相投入においても５秒から１０秒は必要である。

したがって、１台の発電機の同期化に１５秒から２０秒
かかることになり、発電機が２台から３台へと増加する
につれて、同期化時間も３０秒から４０秒、４５秒から
６０秒へと増大し、非常用などの回路にあっては時間が
かかりすぎ用を済さない場合も考えられる。

また、他方の強制同期投入方式は、揃速と電圧平衡の調
整までは行うが適位相調整は行わずに、任意位相で投入
する方式で、突入電流が大きく発電機、原動機にショッ
クを与え危険を及ぼすこともあり通常は発電機間に突入
電流軽減用のりアクトルを挿入する。

しかるに、リアクトルを挿入しても相当程度のショック
は残り、またリアクトル挿入の為の据付スペースを必要
とし、さらにコストの面でも不利である。

本発明は上記に鑑み複数台特に３台以上の同期発電機の
同期化に際し、同期化時間の短縮、ショツクなしのスム
ーズな同期化と、さらにコストの低減を図るもので、以
下図示する実施例により本発明を具体的に説明する。

図は第１図に発電機が２台の場合の回路方式を、第２図
にタイムチャートを、第３図に発電機が３台の場合の回
路を示す。

第１図において１，２は並行運転を行う、この場合２台
の同期発電機Ｇ１，Ｇ２でその出力側は始めから接続の
状態にあり、もちろん無負荷で各原動機Ｅ１３゛，Ｅ２
４にて所定の回転数で駆動されている。

５，６はこの発電機Ｇ１１，Ｇ２２の電圧制御を行う自
動電圧調整系で、電圧調節器７，８と、変流器ＣＴ１９
，ＣＴ２１０、検出抵抗器Ｒ１１１，Ｒ２１２
より成る横流補償回路１３，１４と電圧帰還回路１５．
１６と、この発明の最も特徴とする各発電機７，８に共
通してランプ関数の電圧指令を与えるランプ関数電圧指
令器２０より構成される。

即ち、本発明は最初から発電機Ｇ１１，Ｇ２２を並列接
続しておき且つ両機を略定格回転数で回転させしかる後
ランプ関数電圧指令器２０よりランプ形状の電圧指令を
与え徐々に両方の電圧を上昇させて、電機子電流が同期
化に必要の値（同期化電流）に達する伺回目かの同期点
で自動的に同期引入れが行われるようにしたものである
。

第２図のタイムチャートは、イがランプ電圧指令によっ
て発電機出力電圧■。

が上昇する様子を、口がそのときの電機子電流■。

で出力電圧■。の周波数差△ｆにより同期点周期が左右
され同期化時間Ｔ８が変化する様子を夫々示す。

上記のように、本発明は複数台の発電機を予め並列接続
の状態においておき、原動機により夫々の発電機を略所
定の回転数で回転させ、この状態で電圧調整動作を開始
させるのであるが、その手順を第２図のタイムチャート
により説明する。

即ち、同図イの発電機出力電圧■。

は複数台の発電機に共通ランプ関数電圧指令器２０から
のランプ電圧指令に基づきある勾配で上昇していくが、
この場合、発電機Ｇ１１，Ｇ２２の出力側は既に接続さ
れているので、出力電圧■。

の上昇とともに、両機関を流れる電機子電流■。

ちまた増大していく。なお、この電機子電流■。

は、第２図、口に明らかなよう■ に、出力電圧■。

の周波数差△ｆの逆数一の周△ｆ期でビートを繰り返しながら増大するのであり、これが
両機を同期に引き入れる同期化電流の大きさ（Ｉｏｍ
ａＸ）に達したならば、発電機Ｇ１１，Ｇ２２に同期化
トルクが働き一方の発電機は回転速度が減少し位相を遅
らせるように他方の発電機は回転速度が増大し位相を進
めるように働き自動的に両機の電圧■。

を同一位相に保つようにして同期化を完了し、以後電流
■。

は急激に減少する。第２図、口のａによれは、同期化時
間Ｔｓで（Ａ点）、電流■。

は同期化電流Ｉｏｍａｘに達し両機は同期化される。

この同期化に必要な電流Ｉｏｍａｘ（同期化電流）
は一定大きさの値であり、同期化時間Ｔｓは電圧指令の
ランプ指令勾配を緩かにすれは、口のｂのように電流■
。

が同期化電流■。

ｍａｘに達する時間は長くなり同期化は遅れ（Ｔｓｔ）
、逆にランプ関数の勾配を極めて急しゅんにすれは（Ｃ
）、例えば立上り早さを同期点周期１／△ｆよりも短か
くすれば電流■。

が最初の同期点に達する前に全電圧が加えられ、電機子
には過大の電流が流れ、同期化時間Ｔｓは早くなるけど
、略強制同期投入と同様であり機器に及ぼす危険は犬で
ある。

また、周波数差△ｆは、それが小さければ小さい程、同
期点周期１／△ｆｌＪＪＥ長くなり位相差の小さい範囲
が増し同期化に必要なトルクは減少・同期化電流■。

ｍａｘを少なくすることができ同期化時間Ｔｓも短かく
できる。

なお、本発明を適用するに最も効果を有するのは３台と
か４台以上の多数の同期発電機の並行運転においてであ
り、第３図に同期発電機を３台並行運転する場合の回路
図を示すが、先の第１図の実施例と同様、発電機の電機
子側は始めから並列接続しておき、且つ電圧指令を共通
のランプ関数電圧指令器により与えるようにしたもので
、まず最初に周波数差の小さい同期化電流の少なくて済
むいずれか２台の発電機が同期され続いて残りの１台が
上記２台の発電機に同期引き入れされ同期化が完了する
のであるが、このときの同期化時間は、周波数差を０．
５Ｈｚまでに調整すれは、約８秒という結果が得ら
れ、先に述べた自動同期投入方式によるものが４０秒近
くもかかったのに比べ、極めて短時間で済み、このこと
は、上記従来方式が直列的に２台、３台・・・・・・・
・・と順次接続して同期化を行わねばならず、１台の同
期化に２０秒もかかり、２台、３台と増えるにしたがい
４０秒、６０秒と加算されていくものに比較し、並行運
転の発電機台数が多ければ多い程有利となる。

なお、このときの同期化電流は定格電流であった。

以上述べたように、本発明は複数台の発電機の同期化に
際し、始めから、出力側を接続しておき共通のランプ関
数の電圧指令器により各発電機の出力電圧を徐々に増大
し発電機電機子に流れる電流が同期化に必要な電流に達
する任意時点（同期化時間）で自動的に同期化を行うよ
うにしたもので、従来の自動同期投入方式に比べ同期化
時間を大幅に短かくすることができ特に３台以上の多数
の発電機の場合にそれが顕著であり、また強制同期投入
方式のように大電流を流し、発電機、原動機にショック
を与えるようなこともなくスムーズに同期化でき、更に
設備の面においてもランプ関数の電圧指令を与えるラン
プ関数電圧指令器を備えるだけの簡単な電子回路装置で
済み、従来方式の同期検定器とか電流抑制用リアクトル
などは不用であり、スペース的にも小形化できコスト面
でも低減を図り得る、等の多くの優祉長所を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方式の回路図、第２図はその動作を説明
するためのタイムチャート、第３図は他の実施例の回路
図である。１，２・・・同期発電機、３，４・・・原動機、５，６
・・・自動電圧調整系、７，８・・・電圧調節器、１３
，１４・・・横流補償回路、１５，１６・・・電圧帰還
回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１無負荷状態で同期化を行う複数台の同期発電機にあ
って、その出力側を並列接続し且つ夫々の原動機により
各発電機をほぼ定格の均一回転数で回転させ、次いで、
各発電機に備えられる電圧調節器、横流補償回路、電圧
帰還回路と、各発電機に共通してランプ関数の電圧指令
を与えるランプ関数電圧指令器、から戒る自動電圧調整
系を作動せしめ、上記ランプ関数電圧指令に従って各発
電機出力電圧を徐々に上昇させ、各発電機間を流れる電
流が同期化電流に達した時点で自動的に同期化するよう
にしたことを特徴とする同期発電機の同期化方式。