JPS585440Y2 - 自動追従装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は火力発電所等のガバナ、およびロードリミッタ
の自動追従制御に関するものである。

従来は、発電所の負荷を制御するガバナに対応して、そ
れよりやや多い負荷量以下に負荷を制限するように常に
ロードリミッタを追従させていた。

このガバナ制御は手動により、又は例えば第１図に示す
ようにガバナモータを駆動する自動負荷制御装置（以後
ＡＬＲと略する。

）により行なわれ、ＡＬＲ及びロードリミッタは、第２
図に示すリレー回路により制御される。

第２図においてＥ”、Ｅ−は夫々電源及び接地ラインで
あり、スイッチ４は、ＡＬＲを作動させるためのスイッ
チ、接点ＹｌｌはＡＬＲが異常である場合に開放するリ
レーＹＩＯの常閉接点で、これらの接点の閉成により、
ＡＬＲ制御用リレすＹ２０を付勢する。

又、スイッチＬＬＦは自動追従装置を制御するスイッチ
、接点Ｙ２１はリレーＹ２０の付勢より閉成する接点で
ある。

これらの接点閉成により、自動追従装置制御用リレーＹ
３０を付勢し、自動追従装置を作動させ、ガバナモータ
で制御する負荷に対応して、ロードリミッタを追従させ
る。

もし何らかの異常があれば、第１図のＡＬＲの異常検出
器４１が動作して、リレーＹ１０が付勢され、ＡＬＲ及
び自動追従装置が停止する。

このように構成した理由は、その時のロードリミッタで
制限される値以上の発電機出力をとれない様にして、タ
ービン本体、発電機本体を保護すると共に、ＡＬＲ等に
よりガバナモータを常に制御する場合の発電所の運転員
の操作を少しでも少なくするため自動化したものである
。

従来のロードリミッタ制御回路は以上のように構成され
ていたので、ＡＬＲが作動している間しか自動追従装置
を作動させることができながった。

何故ならば、ガバナ等の異常を、ＡＬＲが正常に動作し
ていないことに基づき検出していたので、手動でガバナ
制御をしてＡＬＲを休止させている場合、自動追従装置
は使用できないからである。

又負荷が急変する等の場合異常検出器４１により異常を
検出しＡＬＲを除外するが、除外が行なわれるまでに時
間がかかるため追従装置が既に追従を始めており負荷急
増の場合、本来ロックすべき点（例えば発電量）より上
にずれた点でロックがなされることが多い。

本考案は、これらの従来の欠点を除去するためになされ
たもので、ＡＬＲが自動となっていない場合も、追従装
置を作動させうるようにして運転員の操作を少なくする
と共に、前記作動の期間は負荷を変化させようとする期
間内のみに限定しこれによって制限点が不用意に上の値
にずれないような追従装置を提供することを目的とする
。

以下本考案の理解を助けるために、ＡＬＲ及び自動追従
装置の一構成例及びその作用を図面を参照しつつ述べる
。

第１図はＡＬＲのブロック図を示したもので、２５は電
力設定器、２６は負荷変化率設定器、２４は電力変換器
であり、発電機２１の出力に比例する直流電圧をパワー
トランス２３、カレントトランス２２を介して発生させ
る。

３４は演算増幅器３３の出力が負の微小イ直をこえたと
きこれを検出する比較器、３５は正の微小値をこえたと
きこれを検出する比較器であり、夫々リレーＲＸ、ＬＸ
を制御する。

又４２はアナログ入力の極性を判別して入力の大きさに
比例した周波数の出力パルスを増と減に分けて出すパル
ス周波数変調増幅器（以後ＰＦＭサーボアンプと略す）
であり、パワーアンプ４３、リレー接点Ｙ２２を介して
ガバナモータ４４に接続されている。

ここで電力設定器２５は例えば０〜１０■を発生すると
すれば、Ｄ／Ａ変換器２９の出力はそれに対応する０〜
−１０Ｖを発生する。

このＤ／Ａ変換器２９の出力が、ＡＬＲの実際の負荷指
令値信号となり、電力変換器２４の出力である実負荷信
号との不一致を演算増幅器４０で検出し、両者が一致す
るようガバナモータ４４を制御する。

いよ第３図に示すように、負荷が５０％で電力変換器２
４及び電力設定器２５の出力が夫々＋５■、Ｄ／Ａ変換
器２９の出力が一５Ｖのとき、電力設定器２５を設定を
負荷１００％を示すＩＯＶにすると、演算増幅器３３の
出力は負となり、比較器３４、及びリレーＲＸが動作し
、接点ＲＸＩが閉じる。

従って負荷変化率設定器２６の設定電圧に比例する周波
数の信号を発生するＶ／Ｆ変換器２７の出力が、接点Ｒ
ＸＩを介してアップダウンカウンタ２８のカウントアツ
プ側（ＩＮＣ）に与えられ、カウント信号はＤ／Ａ変換
器２９により負の直流電圧に変換される。

Ｄ／Ａ変換器の出力は、設定した変化率に従って一５■
がら一１０Ｖになるまで下降する。

この出力はそのまま負荷の指令値であり、前述の如くガ
バナモータ躬、従って発電機出力もこれに従って制御さ
れる。

Ｄ／Ａ変換器の出力が一１０Ｖになると、リレーＲＸは
消勢されて接点ＲＸｌはＯＦＦとなり、負荷は一定値を
保持する。

又、電力設定器２５を負荷７５％を示す７．５■に下げ
たときは比較器３５、リレーＬＸが動作し、アップダウ
ンカウンタ２８をダウンカウントさせＤ／Ａ変換器の出
力は−７，５■まで上昇し、発電機出力もこれに従って
制御される。

尚演算増幅器４０には負荷が急変するなどの場合に動作
し、リレーＹ１０を付勢する異常検出器４１が接続され
ている。

次に第４図はロードリミッタ自動追従装置の構成例を示
したもので、１はガバナ制御油圧ＰＧとロードリミッタ
制御油圧ＰＬの差圧に比例した電流出力ｉを出す差圧変
換器であり、抵抗２により差圧は電圧に変換される。

３は差圧が零のとき抵抗２の発生電圧との和を零にする
バイアス設定器、抵抗９及び可変抵抗器１０は追従幅の
設定、調整を行うものである。

もし差圧が設定した追従幅と異なれば、演算増幅器８の
出力は正又は負にずれ、これに接続されているＰＦＭサ
ーボアン１プ１１及びパワーアンプ１２が作動し、リレ
ー接点Ｙ３１を介してロードリミッタ駆動用モータ１９
を動作させ、ガバナ制御油圧ＰＧとロードリミッタ制御
油圧ＰＬの関係を常に一定に保つ。

次に本考案の構成を実施例につき、図面を参照しつつ述
べる。

第５図は本考案の一実施例を示すものである。

本図においてＥ＋、Ｅ−は夫々電源及び接地ラインであ
り、ＲＸ２．ＬＸ２はＡＬＲにより負荷が増加又は減少
しているとき閉成されるリレーＲＸ 、ＬＸの夫々の常
開接点で、スイッチ５１．５２はガバナモータの負荷軽
減操作又は負荷増加操作用のコントロールスイッチであ
る。

これら４つの接点は夫々並列に接続し、これらの共通接
続点と接地ラインとの間にリレーＸ１０及びタイマーＴ
Ｉ、Ｔ２を並列接続する。

次に電源の一端に常閉接点Ｘｌｌの一端を接続し該接点
Ｘ１１の他端と接地ラインとの間に、リレーＸ３０の常
閉接点Ｘ３１及びタイマーＴ３を、又リレーＸ３０の常
開接点Ｘ３２及びタイマーＴ４を夫々直列に接続する。

又電源の一端にリレーＸ１０及びリレーＹ４０の夫々の
常開接点の一端を接続し、該接点の他端の共通接続端と
接地ラインとの間に、タイマーＴ３．Ｔ４の夫々の常閉
接点Ｔ３ｂ、Ｔ４ｂ及びリレーＹ４０を接続する。

尚このリレーＹ４０は第２図のＹ２Ｏに相応するもので
あり、このリレーの付勢により自己保持用接点Ｙ４１及
び第４図のロードリミッタ駆動用モータ１９に接続され
ている接点Ｙ４２が閉成する。

次にリレーＸ１０の常開接点Ｘ１３及びタイマーＴ２の
常開接点Ｔ２ａを直列接続し、これにリレーＸ３０の常
開接点Ｘ３３を並列接続する。

この接続体の一端を電源の一端に接続し、他端と接地ラ
インの間にリレーＸ２０の常閉接点Ｘ２１及びＡＬＲ駆
動時限を検出するリレーＸ３０を直列に接続する。

更に電源の一端と接地ラインの間に、リレーＸＩＯの常
開接点Ｘ１４、タイマーＴ１の常閉接点Ｔｌｂ及びリレ
ーＸ３０リセツト用のリレーＸ２０を接続する。

ここでタイマーＴ１はＸ３０リセツト用タイマー、Ｔ２
はガバナモータ作動時間の長短を検出するタイマー、Ｔ
３．Ｔ４はそれに応じて、一定時間自動追従装置を作動
させるタイマーである。

次に本考案の動作を第６図のタイムチャートを参照しつ
つ説明する。

ＡＬＲが除外となっている場合、運転員がガバナモータ
４４を手動操作すると、接点５１．または５２が閉とな
りリレーＹ４０が動作して、この時点から自動追従装置
が運転開始する。

しかし、ガバナモータ４４を回してがら実際に負荷が変
化するのは時定数にして１０秒前後遅れる。

また負荷変化量が小さいと早く安定になるが、負荷変化
量が大きいときは多少負荷はふらついてがら安定になる 第６図のスイッチに示すようにガバナモータ４４の手動
操作の時間、すなわち接点５１、または５２の閉となっ
ている時間をタイマーＴ２で測定しこの時限（約２秒）
より短かいときは、リレーＸ３０が不動作のため、タイ
マーＴ３で約３０秒の間手動操作が終ってもリレーＹ４
０をオンとして、自動追従装置を生かす。

このとき、タイマーＴ４の接点Ｔ４ｂは閉となっており
、時限はタイマー、Ｔ３で決定される。

ガバナモータ４４は、第６図のスイッチ５２の２回目の
オンのように、タイマーＴ２の時限（−例として２秒）
を超えたとき、タイマーＴ２の接点Ｔ２ａが閉となり接
点Ｘ１３も閉のためリレーＸ３０が動作するので接点Ｘ
３３により自己保持される。

計時動作するタイマーは、接点Ｘ３１．Ｘ３２によりＴ
３からＴ４に切換えられ、手動操作が終了して（接点５
２が開となって）からタイマーＴ４による約６０秒の一
定期間すレーＹ４０力巾己保持される。

このため自動追従装置は、Ｔ３によるときより長い期間
作動状態を保持する。

次の手動操作を始めると、リレーＸ１０が動作し一方の
タイマーＴ１は不動作のため、リレーＸ２０がタイマー
Ｔ１の時限（約０．１秒）だけ動作し、リレーＸ３０の
自己保持を解除すると共に再び前述の動作をくり返して
、ガバナモータ４４の動作時間がタイマーＴ２の時限以
上か以下がを判別する。

すなわち自動追従装置は負荷を基準信号としてこれより
一定幅上になるように制御するものであるが、負荷を少
ししか変化させないときは安定が早いため、タイマーＴ
３の時限は短かくしてもよく、負荷を長い時間、急激に
大きく変化させたときは、安定になるが遅くなるためタ
イマーＴ４の時限を長くして負荷が落ちついた時点まで
追従させる。

なおＴ３．Ｔ４の設定はタービンに合わせて調整する。

ＡＬＲが自動の場合はリレーＲＸか（接点ＲＸ２）リレ
ーＬＸ（接点ＬＸ２）のオンとなる時間の長さによりオ
フとなってから自己保持し、手動操作のときと同じ＜Ｔ
３．Ｔ４を切り換えてどのぐらいの期間自動追従装置を
生かしておくが決定する。

なお、上記実施例では負荷の変化量をガバナモータ躬を
駆動する時間で検出したが、負荷の変化量そのもので検
出しても同様の効果を得ることができる。

また、ガバナモータ４４の速度を遅くして負荷変動を止
めればすぐに安定する負荷制御系ではタイマーＴ３．と
Ｔ４に分けずに単一のタイマーによってもよくまた駆動
する時間区分を、３区分以上の複数個のタイマーを用い
てこれらに分担させても同様の効果を奏する。

以上のように本考案によれば負荷を変動させた期間の長
さによりその後走められた期間自動追従装置を生かしそ
の他は除外されているため、従来は追従されなかったＡ
ＬＲの除外中の手動操作に対しても自動追従し、運転員
のロードリミッタの補正操作を自動化できる。

更に負荷を操作しないときは本装置はロック状態にある
ため、ガバナの異常等に対してロードリミッタの制限点
がずれることがなく、タービンを確実に保護することが
できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本考案を説明するため記載したＡＬＲのブロッ
ク図、第２図は従来の自動追従装置を制御するシーケン
スを示す回路図、第３図はＡＬＲの動作を説明するタイ
ムチャート、第４図は本考案を説明するため記載した自
動追従装置のブロック図、第５図は本考案の一実施例を
示す自動追従装置を制御するシーケンスの回路図、第６
図は第５図のシーケンスの動作を説明するタイムチャー
トである。 １・・・・・・差圧変換器、１１．４２・・・・・・Ｐ
ＦＭサーボアンプ、１２．４３・・・・・・パワーアン
プ、２４・・・・・・電力変換器、２５・・・・・・電
力設定器、２６・・・・・・負荷変化率設定器、２８・
・・・・・アップダウンカウンタ、２９・・・・・・Ｄ
／Ａコンバータ、３４．３５・・・・・・比較器、ＲＸ
、ＬＸ・・・・・・制御リレー、４１・・・・・・異常
検出器、４４・・・・・・ガバナモータ、５１゜５２・
・・・・・コントロールスイッチ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ガバナモータを手動操作する場合のその操作期間、ある
   いはそのガバナモータを駆動する自動負荷制御装置によ
   り負荷を増加、減少する期間、動作するリレーをそなえ
   、発電所の負荷を制御するガバナに対応してそれよりや
   や多い負荷量以下に負荷を制限するように常にロードリ
   ミッタを追従させる自動追従装置を、前記期間動作させ
   ると共に、この負荷を変化させる期間の長さをタイマー
   で判別して短かいときは第１の時限、長いときは第１よ
   り長く第２の時限だけ自動追従装置の動作する時間を延
   長し、その他は自動追従装置を除外していることを特徴
   とする自動追従装置。