JPS58561B2 - 電子油圧式ガバナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、タービン発電機の制御を行なう電子油圧式ガ
バナに関する。

第１図は、タービン制御システムの概要を示したもので
ある。

ボイラ１で発生した蒸気は、主蒸気止め弁２、加減弁３
を通って蒸気タービン１０に供給される。

タービン１０は通常高圧タービン１１、中圧タービン１
２、低圧タービン１３より構成されている。

蒸気は、高圧タービン１１で仕事をした後、高熱器１６
で、再び温度をあげられて再熱蒸気止弁１７、インター
セプト弁１８を通ってさらに中圧タービン１２、低圧タ
ービン１３で仕事をし復水器１９で水となる。

蒸気の仕事はタービンにより回転運動に変えられ発電機
２０を回し、電力を電力系統に供給する。

タービン制御装置２２は、タービンの回転数、負荷など
を制御する。

タービン１０の回転軸にとりつけられている歯車１４の
回転数を速度検出器１５により検出する。

またタービンの負荷は、電力変換器２１により検出され
る。

これらの検出された信号は、制御装置２２０入力部２３
に送られ、演算部２５で処理される。

演算部では、タービンの回転数、負荷などを制御するた
め、主蒸気止め弁２、加減弁３など複数の弁を駆動する
。

弁の駆動信号は出力部２４より、主蒸気止め弁駆動ユニ
ット５、加減弁駆動ユニット７など各弁の駆動ユニット
に送られ弁を駆動する。

弁の動きは主蒸気止め弁位置検出器４、加減弁位置検出
器６など各弁の位置検出器により検出され、制御装置２
２の入力部２３にフィードバックされて、弁の位置を定
位化する。

第２図は、制御装置２２０制御内容の一部を示したもの
である。

タービン回転数は速度検出器１５により検出される。

検出された実速度信号Ｎは、速度設定器３１で設定され
る設定速度信号Ｎｏと比較部３２で比較され、その偏差
値ΔＮは調定率演算部３３に伝えられる。

調定率演算部３３では、あらかじめ設定された速度調定
率に相当したゲインをかけられて、加算部３５に伝えら
、れる。

加算部３５では負荷設定器３４で設定された負荷指令値
ＰＯを加え、負荷信号ＰＧをつくる。

速度調定率δは、速度（発電機が電力系統と接続され同
期運転を行っていうときは系統の周波数に相当する。

）が設定値（定格値）から何％ずれると全負荷変化させ
るかという値である。

例えば５％の調定率とは、５％の速度偏差があれば、１
００％の負荷を変えることを意味する。

従っていま１００％負荷運転中に系統周波数（速度）が
５％上昇したと仮定すると周波数を安定に保つだめに０
％まで負荷を絞ることになる。

負荷信号ＰＧは、負荷制限器３６で設定された負荷制限
値Ｐ Ｉ、と低値優先回路３７で比較され、低い方の信
号が最終負荷信号Ｐとなる。

最終負荷信号Ｐは、負荷分配部３８．４２で合弁の分担
量に応じて配分されて、合弁の流量を決定し、合弁の弁
位置を制御する。

負荷分配部３８の出力は比較部３９で弁位置フィードバ
ック信号と比較され、その偏差信号は、調節制御部４０
により弁駆動信号に変えられて弁７駆動ユニット７によ
り加減弁３を調整する。

加減弁３の動きは位置検出器６により検出され、位置変
換部４１を至てフィードバックされ弁位置を安定に制御
する。

通常、弁は複数個あり他の加減弁も同様に制御される。

低値優先回路３７で、負荷信号ＰＧが優先されていると
きは、調速運転と呼ばれ負荷制限値ＰＬを示す信号が優
先されているときは、負荷制限運転と呼ばれている。

一般の発電所では、負荷指令値Ｐｏと負荷制限値ＰＬと
が関連づけられて運転される。

第３図は、周波数と負荷の関％を表わしだもので、横軸
に負荷Ｐ、縦軸にタービン回転数Ｎをとっている。

負荷信号ＰＧは直線５１で、負荷制限値ＰＬは直線５２
で表わせる。

直線５１の傾きは速度調定率で規定される。

負荷指令値Ｐｏと負荷制限値ＰＬとの設定の方法により
、運転形態が第３図のＡ、Ｂの二通りが出来る。

第３図Ａの運転方法は、負荷制限信号ＰＬを負荷指令値
ＰＯよりΔだけ大きくセットすることにより、小さい周
波数変動では調速運転となり、大きな周波数変動が発生
すると負荷制限運転となるという運転形態である。

つまり周波数が低下すると、直線５１に沿って負荷を増
大させるが、直線５１と直線５２に交差している周波数
以下に低下すると、低値優先回路３７で負荷制限値ＰＬ
を示す信号が優先されるようになり、負荷制限値ＰＬ以
上には負荷は増大しなくなる。

第３図Ｂは、Ａとは逆に負荷制限値ＰＬを負荷指令値Ｐ
ＯよりΔだけ小さくセットすることにより、小さい周波
数変動では負荷制限運転となり、大きな周波数変動が発
生すると調速運転となるという運転形態である。

第３図Ａ−にて負荷指令値ＰｏＯ値を変更するのに伴な
い、負荷制限値ＰＬの値も変化させ、この間の差Δを一
定に保つ運転方法をガバナ追従運転と呼び、また逆に第
３図Ｂにて差Δ′を一定に保つ運転方法をロードリミッ
タ追従運転と呼ぶ。

このような負荷指令値ｐｏと負荷制限値ＰＬとを関連づ
けた運転を行なうためには負荷設定器３４と負荷制限器
３６の双方を操作する必要がある。

したがって操作が煩雑になり、一方の設定器の操作忘れ
により操作員の意図しなかった状態でタービンが運転さ
れてしまう虞れもある。

本発明は上記のような従来技術の欠点に鑑み成されたも
ので、その目的は操作の煩雑さをなくし、単一の操作で
上記のような負荷指令値と負荷制限値とを関連づけた運
転が可能な電子油圧式ガバナを提供するにある。

本発明の特徴は、負荷指令値を設定する主設定器に対し
、速度偏差に応じた負荷変動量の上限値を設定する補助
設定器を設け、この補助設定器の出力により負荷指令値
に関連した負荷制限値が自動的に定められるようにし、
これにより主設定器の操作のみで負荷指令値と負荷制限
値を関連させた運転を行なう得るようにしたところにあ
る。

以下本発明の実施例を第４図、第５図を用いて説明する
。

第４図は本発明の一実施例を示すブロック図で。

第２図と同様に第１図の制御装置２２の制御内容を示し
ている。

第４図の実施例で従来と異なるのは最終負荷信号Ｐを求
めるまでの部分であり、これ以下（負荷配分器３８．４
２以下）の部分は第２図に示した従来の電子油圧式ガバ
ナと変りかない。

最終負荷信号Ｐを求める部分を説明すると、まず負荷設
定器６０により負荷指令値に当る設定信号Ｘ１を作成す
る。

このＸｌ と後に説明する補正信号を加算部６３で加え
ることにより最終負荷信号Ｐが作成される。

負荷設定器６０が主なる設定器であり、この設定器によ
り負荷の制御を実行する。

検出された実速度信号Ｎは、速度設定器６１で設定され
る定格速度信号ＮＯと比較部６２で比較され、その偏平
量ΔＮは調定率演算部６５に伝えられる。

調定率演算部６５では、あらかじめ設定された速度調定
率に相当したゲインをかけられて、系統周波数変動によ
る負荷変動量が決定される。

補助設定器６４により負荷変動量上限値Ｘ２が設定され
る。

この負荷変動量上限値Ｘ２ と負荷変動量は低値優先回
路６６に伝えられ、低い方の信号が補正信号となる。

第５図は、本発明による運転形態を、周波数と負荷の関
係を表わしたものである。

負荷変動量上限値Ｘ２が正の値の時は、第５図Ａとなる
。

つまり、周波数が定格値より低くなって負荷変動量が正
となり増加していくが、負荷変動量上限値Ｘ２よりは大
きくならないので、第５図Ｎに示すような特性が得られ
る。

′これは第３図Ａの運転形態と同等な制御特性となる。

一方１．負荷変動量上限値Ｘ２が負の時は、第５図Ｂと
なる。

つまり、周波数が定格値より高く、負荷変動量が負とな
っても、負荷変動量上限値Ｘ２ より低くなるまでは上
限値Ｘ２カ優先されているのでこのような特性となる。

これは、第３図Ｂの運転形態と同等な特性が得られる。

以上の説明でわかるとおり、本実施例では負荷設定値Ｐ
０と負荷制限値ＰＬとの差を一定にしておく運転形態を
′とる時には、従来のように設定器を二つ操作する必要
はなく、単一の主設定器のみを操作するだけでよく大幅
操作性の改善が期待できる。

また、設定器の差を変化させる場合にも補助設定器を操
作することにより容易に操作できる。

従来のガバナにおいてガバナ追従あるいはロードリミッ
タ追従を実施するためには、外部に自動追従制御装置を
必要としていたが、本発明によるガバナの場合には、こ
れらの外部装置を必要とすることなくこれらの追従制御
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される蒸気タービンと制御装置の
概略を示すブロック図、第２図は従来の電子油圧式ガバ
ナの一例を示すブロック図、第３図は従来９運転形態を
示す特性図、第４図は本発明の一実施例を示すブロック
図、第５図は本発明による運転形態を示す特性図である
。 ３．２６・・・・・・加減弁、６，２７・・・・・・加
減弁位置検出器、７，２８・・・・・・加減弁駆動ユニ
ット、１０・・・・・・蒸気タービン、２０・・・・・
・発電機、２１・・・・・・電力変換器、２２・・・・
・・タービン制御装置、２３・・・・・・入力部、２４
・・・・・・出力部、２５・・・・・・演算部、３８４
２・・・・・・負荷分配部、３９、４３・・・・・・比
較部、４０．４４・・・・・・調節制御部、４１，４５
・・・・・・位置変換部、６０・・・・・・負荷設定器
、（主設定器）、６１・・・・・・速度設定器、６２・
・・・・・比較部、６３・・・・・・加算部、６４・・
・・・・補助設定器、６５・・・・・・調定率演算部、
６６・・・・・・低値優先回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ タービンの目標回転数と実回転数との偏差に応じて
   求めた負荷変動量と、設定された負荷制限値とを用いて
   最終負荷信号を算出し、この最終負荷信号によりタービ
   ンへ導く流体の流量を制御するものにおいて、タービン
   の目標回転数と実回転数とを比較する比較部と、該比較
   部の出力に所定のゲインを掛けて負荷変動量を求める調
   定率演算部と、該負荷変動量の基準となる負荷指令値を
   設定する主設定器と、該調定率演算部の出力の上限値を
   設定する補助設定器とを備え、該調定率演算部の出力と
   該補助設定器の出力のうちいずれか低い方の値に該主設
   定器の出力を加算して最終負荷信号を算出してタービン
   へ導く流体の流量を制御することを特徴とする電子油圧
   式ガバナ。