JPS588680B2 - デンリヨクドウヨウヨクセイノセイギヨソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電力送電の潮流動揺安定に係り発電所の電力動
揺抑制の制御装置に関する。

大容量の発電機または発電電動機等がインピーダンスの
大きい電力系統に接続され発電出力を進相領域で増加さ
せてゆくと、１秒前後の周期を有する電力動揺を起こす
。

進相運転領域でダンピングトルクを減少させることが原
因であるが、このような場合には系統安定化装置（Ｐｏ
ｗｅｒＳｙｓｔｅｍ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ通称ＰＳＳ
）を設け、励磁系の特性を改善しダンピングトルクを補
償し電力動揺を抑制する方法がとられている。

従って系統化安定装置が故障すれば電力動揺が起こる恐
れがあり、故障の検出時に警報により運転員の注意を喚
起している。

一般にこの種の装置の故障検出は困難で通常一定時間以
上継続して制御信号が出たことや、電源装置の電圧が異
常であることを検出するのが普通である。

本発明はすべての故障を包括して検出し電力動揺検出装
置により警報を発すると共に電力動揺抑制手段を構し自
動的に運転を継続する電力動揺抑制の制御装置を提供す
るを目的とする。

第１図は本発明の電力動揺抑制の制御装置を水力発電所
に適用した実施例のブロック図である。

水車１により同期機４を運転し該発電出力を同期しゃ断
器１９を通して送電している電力の動揺抑制の制御装置
を実施例として説明する。

水車１は出力設定器３で制御される調速機２により運転
される。

出力設定器３はインタラプタ・リレー１７の接点１７Ａ
の間欠動作により該設定値が変更される。

電圧設定器７は同期機４の出力回路の電圧を変成する計
器用変圧器８により該出力回路の電圧に対応する信号を
得、設定値との偏差に見合う出力信号を自動電圧調整装
置６に送る。

尚電圧設定器７はインタラプタ・リレー１５の接点１５
Ａの間欠動作により設定値を変更する。

系統安定化装置（ＰＳＳ）１０は計器用変流器９により
電流信号を、計器用変圧器８により電圧信号を得、出力
回路の電力動揺をチェックし動揺抑制信号を接点１３Ａ
を通り自動電圧調整装置６に送る。

自動電圧調整装置６は同期機４の励磁装置５を制御し発
電機の磁界の強さを変化させる。

電力動揺検出装置１１は前記計器用変圧器８により出力
回路の電圧に対応する信号を、計器用変流器９により同
様電流に対応する信号を得、それらの変化をチェックし
て前記出力回路に動揺有りと判定すれば補助リレー１２
の巻線に直列に挿入されてある接点１１Ａを閉にする。

補助リレー１２は動作時閉の接点１２Ａ，１２Ｃ及び動
作時開の接点１２Ｂを有する。

補助リレー１２の動作により接点１２Ａが閉となると、
ロックアウト・リレー１３が作動する。

該リレー１３は接点として前記接点１３Ａおよび警報装
置１４用として接点１３Ｂを有する。

接点１２Ｃが作動して閉となればインタラプター・リレ
１５と、第１時限リレー１６と、第２の時限リレー１８
が作動する。

インタラプタ・リレー１５は前記接点１５Ａを有する。

第１時限リレー１６は一定時間後動作する接点１６Ａを
有する。

第２時限リレー１８も一定時間後動作する接点１８Ａを
有する。

前記接点１６Ａが閉となれば第２のインタラプター・リ
レー１７が動作しその接点１７Ａを断続させる。

前記接点１８Ａが閉となれば前記同期しゃ断器１９が働
き、同期機４の出力回路をしゃ断し、同期機４を電力系
統より解列する。

つぎに本発明の電力動揺抑制の制御装置の機能を説明す
る。

進相運転領域において発電出力を増加すると電力動揺を
起こし易い。

この場合励磁を強くしてやればダンピングトルクが補償
され、電力動揺が抑制される。

第２図はダンピングトルクの大、中、小と、有効電力Ｐ
および無効電力Ｑの遅れ、進みとの関係を示すグラフで
ある。

横軸のＰは有効電力、縦軸のＱは遅れの無効電力、およ
び進みの無効電力を示す。

ダンピング・トルクは有効電力Ｐが小さくなれば段々大
きくなり、無効電力Ｑが遅れになれば大きくなることを
示している。

換言すれば出力を減じ、磁界を強くすればダンピング・
トルクが大きくなる。

従って同期機４の励磁装置５に対して増磁制御する方向
に自動電圧調整装置６が動作すれば良い。

かくすればダンピング・トルクが増大する方向に動作し
、電力動揺を抑制することになる。

系統安定化装置（ＰＳＳ）１０は前述したように計器用
変流器９より電流信号を、計器用８より電圧の信号を得
て出力回路の動揺をチェックしている。

系統安定化装置１０の出力はロックアウトリレー１３の
接点１３Ａを経て自動電圧調整装置６を制御し電力動揺
を抑制するよう、励磁装置５の出力を調整して発電機を
安全に運転している。

前記系統安定化装置１０の作動範囲で電力動揺が抑制で
きればその出力により反復作動して電力動揺を押えられ
る。

然し、系統安定化装置が故障した場合または抑制し切れ
ない場合は電力動揺検出装置１１が動作する。

該電力動揺検出装置１１は前記系統安定化装置１０と同
様に計器用変圧器８と計器用変流器９より夫々電圧電流
に対応する信号を得て、電力動揺を監視している。

電力動揺が周波数で０．５〜２Ｈｚ変化し、振巾が一定
値以上且つ一定時間継続すれば前記電力動揺検出装置１
１が動揺ありと判定して接点１１Ａを閉にする。

接点１１Ａが閉になると補助リレー１２の線輪に電流が
流れ、補助リレー１２が作動する。

該リレー１２の作動により接点１２Ａが閉になりりロッ
クアウト・リレー１３が作動する。

次いでロックアウト・リレー１３の作動により接点１３
Ａが開になり、接点１３Ｂが閉になる。

接点１３Ａが開になれば前記系統安定化装置１０をブロ
ツクして該装置を除外する。

つまり、系統安定化装置１０を制御から除外して電圧設
定器７の設定値のみに従って自動電圧調整装置６が励磁
装置５を制御する。

また、前記接点１３Ｂが閉になると警報装置１４が動作
して警報を発し、前記系統安定化装置を除外した事を報
知する。

他方、補助リレー１２の作動により接点１２Ｃも閉とな
り、インタラプタ・リレー１５が動作して接点１５Ａを
間欠的に開閉し電圧設定器７の設定値を変える。

電圧設定値の変更により自動電圧調整装置６と励磁装置
５が働いて電力動揺が止まり電力動揺検出装置１１が動
揺を検出しなくなれば前記接点１１Ａが復帰し元の状態
に帰える。

即ち接点１２Ａ，１２Ｃが開、接点１２Ｂが閉となり、
スイッチ２０を操作すれば、ロックアウトリレー１３は
復帰し系統安定化装置１０が接点１３Ａを経て自動電圧
調整装置６を匍御する。

つぎに以上で動揺が抑制されない場合の説明をする。

前記接点１２Ｃが閉となり、インタラプタ・リレー１５
が動作し接点１５Ａが間欠的に開閉し電圧設定器７の設
定値を一定時間増加せしめ、それでも電力動揺が治まら
ない時は、時限リレー１６が作動する。

該接点１６Ａにより第２のインタラプタ・リレー１７が
作動し水車１の調速機２の出力設定器３の設定値を該接
点１７Ａを間欠的に開閉して負荷設定値が減少する方向
に制御する。

その結果電力動揺が治まれば前述したように補助リレー
１２が復帰してリレー１５，１６，１７も復帰する。

元の状態ですべての機器が動作する。電圧設定器７と出
力設定器３はその調整された位置で止まり運転されてい
る。

もしも第２のインタラプタ・リレー１７が動作し一定時
間増磁及び出力減少を続けて電力動揺がそれでも治まら
ない時は第２の時限リレー１８が動作して接点１８Ａを
閉じ同期しゃ断器１９を開いて同期機４を系統から解列
する。

即ち電力動揺を検出することにより、磁界を強くし、ダ
ンピング・トルクを補償しても動揺が治まらなければ電
力出力を減少する抑制手段を施こし、それでも治まらな
い時は最後手段として同期機４を系列運転より解列する
。

以上の手段をこうじて自動的に電力動揺を抑制する装置
を提供した。

本発明の水力発電所の実施例の説明では系統安定化装置
１０を除外し警報を鳴してその旨報知し同時に電圧設定
器７の設定値をインタラプタ・リレー１５により変更す
る方法を説明した。

この場合に警報により自動電圧調整装置を除外し励磁装
置を手動で操作することにより動揺を治めることも可能
である。

第３図は同期機、電力系統、励磁装置、自動電圧調整装
置を含めた簡易ブロックの説明図である。

ある運転状態における同期機および電力系統において△
ＴＭの原動機出力の微小変化が起れば負荷の変化が起り
負荷角△δの変化分と界磁磁束の変化分△Ψｆｄが変化
して同期機の電圧の変化分△ＶＧを生じその結果Δｅｆ
ｄが変化することを示す、同期機の運転状態によりＫ５
，Ｋ６の係数値が変化する。

進相運転領域において高出力の場合のＫ５，Ｋ６の係数
値がダンピングトルクを減少させる原因の１つとなって
いる。

従って、Ｋ５，Ｋ６の影響をさけるために自動電圧調整
装置ＡＶＲで制御する代りにスイッチＳＷで切換えて手
動電圧設定器７０Ｂにより電圧調整を行なえば電力動揺
を抑制できる。

以上の説明にて本発明の電力動揺抑制、制御装置は従来
の系統化安定装置により電力動揺を治める場合の欠点を
排除し電力動揺検出装置により警報を発し、欲すれば手
動操作への切換えも可能であり、且つ自動的に抑制操作
の手段を繰り返し電力動揺を治め本発明の目的を果して
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実施例のブロック図、第２図は有
効電力、無効電力とダンピングトルクとのグラフ、第３
図は簡単な電力動揺発生を説明する説明図である。 １は水車、２は調速機、３は出力設定器、４は同期機、
５は励磁装置、６は自動電圧調整装置、７は電圧設定器
、１０は系統安定化装置、１１は電力動揺検出装置、１
２は補助リレー、１３はロックアウトリレー、１４は警
報装置である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 計器用変流器より電流信号を得、計器用変圧器より
   電圧信号を得て同期機の出力回路の電力をチェックする
   系統安定化装置と、前記同期機の励磁装置を制御し発電
   機の磁界の強さを変化させる自動電圧調整装置と、前記
   系統安定化装置より前記自動電圧調整装置への出力信号
   をしゃ断するための接点および警報装置用接点の２接点
   を有するロックアウト・リレーと、電圧設定器の設定値
   を変更する第１のインタラップタ・リレーと、原動機用
   調速機の出力設定器の設定値を変更する第２のインタラ
   プター・リレーと、該第２のインタラプター・リレーを
   動作させる第１の時限リレーと、同期機の出力をしゃ断
   する同期しゃ断器を開閉するための第２の時限リレーと
   、前記ロックアウト・リレーと前記第１のインタラプタ
   ー・リレーと、前記第１の時限リレーと、前記第２の時
   限リレーとを制御する補助リレーと、前記同期機の出力
   電圧に対応する信号と前記同期機の出力電流に対応する
   信号を得、これらの信号の変化によって前記同期機の出
   力電力の動揺を検出し、該動揺が所定値を超えたときに
   前記補助リレーを動作させる電力動揺検出装置とからな
   り、前記電力動揺検出装置により電力動揺を検出すると
   、前記ロックアウト・リレーを作動させ前記系統安定化
   装置を除外すると共に、前記第１のインタラブタ・リレ
   ーを動作して接点を間欠点に開閉し前記電圧設定器の設
   定値を変更し前記自動電圧調整装置と前記励磁装置を働
   かせ、一定時間経っても電力動揺の検出が継続している
   と前記第１の時限リレーが作動して前記第２のインタラ
   プタ・リレーを動作させ前記原動機用調速機の出力設定
   器の設定値を減少する方向に制御し、前記第２のインタ
   ラプタ・リレー動作後一定時間経過後電力動揺の検出が
   あると、前記第２の時限リレーが動作し同期機の出力を
   しゃ断するようにしたことを特徴とする電力動揺抑制の
   制御装置。