JPS5895948A - 非常用デイ−ゼル発電設備起動制御方法 - Google Patents

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】 本発明は、負荷投入による過渡特性を改善した状態で発
電設備を起動し得る非常用ディーゼル発電設備の起動制
御方法に関するものである。

列えば原子力発電所に設置される非常用ディーゼル発電
設備においてはディーゼル発電機に負荷としてポンプモ
ータが接続さｎているが、その負荷の容量はディーゼル
発電機容量に匹敵するものとなっており、しかも非常時
にあっては直入起動されるようになっていることから、
ディーゼルエンジンおよび発電機の容量は必然的に大き
くならざるを得ないという欠点がある。即ち、その非常
用ディーゼル発電設備においては起動時間や速度変動幅
、電圧変動幅などが規制されており、負荷が直入起動さ
れる場合にはエンジンおよび発電機−とじてともに定常
容量の数倍以上もの容量をもつものが要されるというも
のである。

第１図は、従麦技術に係る非常用ディーゼル発電設備の
構成を負荷としての電動機とともに示し喪ものである。

これによると、ディーゼルエンジンｌは原子力発電プラ
ント側で停電などの事故が発生した場合停電信号等を始
動指令として始動され、しかしてエンジン１に直結され
九発電機２もまた回転駆動されるようにならでいる。こ
の場合発電機２の初期電圧の確立キパツテリ４から開閉
器１４、整流素子（発電機２からの外乱逆流阻止用）１
３を介し界磁巻ｌｌ１Ｉ３に３直流電流を流すことによ
って行なわれる。初期励磁終了に伴い開閉器１４は開か
れるが発電機２の電圧および周波数が確立し友後はしゃ
断器５，６が順次投入状態におかれることによって電動
機７は全電圧直入起動されるようになっているものでる
る。電圧確立後における発電機２の電圧制御は、計器用
変圧器１１および変流器１２の出力にもとづいて自動電
圧調整器１０が励磁変圧器８二次側に設けられたサイリ
スタ整流器９の点弧角を制御することによって行なわれ
るが、電圧および周波数の確立後に電動機７が直入起動
場ｎることから、種々不具合が生じるというものである
。

即ち、電動機７を起動する際での負荷ｈａめて大きく、
起動時には電圧降下や速度変動のインパクト、が大きい
とい、うものである。電動機７を起動するには発電機２
の容量は定常容量の約７倍、エンン／ｌについては約２
倍もの容量が要されるが、そのような容量をもつものと
してディーゼル発電設備？：４１１成しない場合に、電
圧変動や速度変動のインパクトを抑え得ないというわけ
である。しかしながら、電圧変動等を抑制すべく大容量
のディーゼル発電設備として構成する場合には新たに経
済性の問題が生じるところとなる。今後の傾向としてデ
ィーゼルエンジンは経済性を考慮し、尚速回転化、小容
量化されつつあるが、これに伴い起動特性や負荷投入特
性は改善さｎる必要がある。

よって、本発明の目的は、ディーゼル発電設備の容量が
小さい場合でめっても、負荷投入によっては電圧千周波
数が大きく変動することがない非常用ディーゼル発電設
備起動制御方法を供するにある。

この目的のため本発明は、発電設備の電圧および周波数
が確立さｎ九後に負荷の投入を行なうのではなく、発電
設備起動時点から負荷投入を行なう一方、発電機の電圧
全ディーゼルエンジンの回転数に応じ制御しつつ発電設
備を起動するよう、にしたものである。

以下、本発明を原子力発電所に設置される非常用？イー
ゼル発電設備に例を採り第２図から第４図により説明す
る。

第２図は本発明に係る非常用ディーゼル発電設備を負荷
でおる電動機として示したものである。

図示の如く本図に示すものが第１図に示すものと実貰的
に異なるところは、界磁巻線３の初期励磁がＶ／Ｆ制御
装置１７、サイリスタチョッパ（符４号１６はその主サ
イリスタを示す）によって行なわｎるようになっている
ことである。Ｖ／Ｆ制御装置１１７は発電機２の電圧を
計器用変圧器１１を介して得、また、ディーゼルエ／ジ
／１の回転数をディーゼルエンジン１に取付さｎた速度
発電機１８より得、これら電圧１回転数の比を一定に保
つべ（Ｖ／Ｆ演算器出力がサイリスタ（場合によっては
チョッパはパワートランジスタとしても構成可）１６ｔ
−オン、オフ制御することによって界磁巻＃３か励磁制
御さｎるようになっているものである。徐々に上昇する
回転数に伴ｎ発電機２の電圧もま九上昇するようになっ
ているわけである。

ただ、本釣での場合Ｖ／Ｆ制御装置１７などの故障によ
り万一発電機−２の電圧が上昇しない事ａを考直し、バ
イパス用の開閉器１５が整流素子１３を介しサイリスタ
１６に並列接続されるようになっている。開閉器１４が
閉成され、■／Ｆ制御が開始されるようになってもなお
発電機２の電圧が上昇しない場合は開閉器１５が閉じら
れ一従来と同様な初期励磁制御が行なわれるようになっ
ているものである。ただし、開閉器１５はあくまでもバ
ックアップ用としてのものであって、本発明には直接間
しない。

さて、第３図によりＶ／Ｆ一定制御が行なわｎる場合で
の電動機のトルク特性について説明する。

本図はディーゼルエンジントルクＴ　Ｉ　％電動機トル
クＴ１１１および負荷（ポンプ）トルクＴＰの関係を示
したもので、横軸はポンプに対しては回転数を、ま走電
動機に対しては周波数を示している。

電動機を一定周波数で直入起動し九場合、電動機トルク
Ｔｗは図示の如くになる。しかし、Ｖ／Ｆ一定制御が行
なわｎる場合は電動機トルク特性は周波数に沿い平行移
動するようになり、しかもポンプトルクＴＰとの差が零
となるべく移動する。

即。ち、ポンプの所要トルクは回転数の二乗に比例する
が、Ｖ／Ｆ−足制御が行なわれる場合にはポンプトルク
ＴＰとの交点に沿つ走電動機トルクでよいものである。

直入起動の場合、エンジントルクＴｍＫ坦し電動機トル
クＴｗの方が大きくインパクトが生じるか、Ｖ／Ｆ制御
の場合には電動機投入による通常インパクトは生じなく
なるものでるる。因みにエンジントルクＴｍとポンプト
ルクＴｐとの差がディーゼルエンジン発電機の加速トル
クとなる。

最後に第２図に示す発電設備における初期励磁制御のシ
ーケンスについて説明する。第４図はそのシーケンス制
御処理の一例での概要を示したものである。これによる
と原子力発電プラント側にて電源喪失事故や原子炉冷却
材喪失事故などが発生した場合、そｎら事故検出信号は
非常用ディーゼル発電機に対し始動指令として与えられ
、しかしてディーゼルエンジンは起動さ【、これと同時
にしゃ断器５．６が投入されるようになっている。

しゃ断器５．６の投入により電動機はディーゼル発電機
に接続さｎるわけである。しゃ断器５．６の投入後開閉
器１４か閉じられ、またＶ／Ｆ制御装置がＶ／Ｆ一定制
御を行なうことによって発電機の電圧、周波数は徐々に
上昇し定常値に運した時点で初期励磁が終了されるよう
になっている。

しかし、Ｖ／Ｆ制御が行なわ扛るようになっても発電機
の電圧、周波数の上昇が閉められない場合は開閉器１５
を閉じ直接バッテリによって初期励磁を行なうようにな
っている。

発電設備起動時点から電圧、周波数が確立ざｎるまでの
間に亘って負荷としての電動機を起動する場合には、負
荷投入による過渡状態を回避し得るものであり、これに
よりディーゼル発電設備も必要量小容量のもので済まさ
れるというものである。

以上説明したように本発明は、発電機容量に匹敵する容
量をもつ負荷を接続した状態で、ディーゼルエンジン回
転数と発電機電圧の比が一定となるようにして発電設備
を起動制御するようにしたものである。し九がって本発
明による場合は、発電設備起動時点より負荷が投入さｎ
ていることから、発電機の電圧千周波数が大きく変動す
ることはなく、ディーゼル発電機にしても小容量のもの
で済まされるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来技術に係る非常用ディーゼル発電設備の
構成を負荷とともに示す図、第２図は、本発明に係る非
常用ディーゼル発電設備の一例での構成を負荷とともに
示す図、第３図は、本発明による作用効果を説明するた
めのトルク特性図１Ｗ４４図は、本発明に係る初期励磁
シーケンス制御処理の一例での概要な示す図である。 １・・・ディーゼルエンジン、２・・・発電機、３−’
−・界磁巻線、４・・・バッテリ、７・・・電動機（負
荷）、１４・・・開閉器、１６・・・サイリスタチョツ
ノ＜（主サイリスタ）、１７・・・Ｖ／Ｆ制御装置、１
８・・・速度発電機。 代理人　弁理士　秋本正実

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、発電設備起動時点よ゛り発電機に肢発電機容量に匹
   敵する容置の負荷ｔ−接続した状態で、初期励磁終了に
   至るまで間ディーゼルエンジン回転数に比的した発電機
   電圧を得べく、検出されたディーゼルエンジン回転数お
   よび発電機電圧によって初期ｓａｔｍ＝ｒ制御しつつ発
   電設備を起動することを〜徴とする非常用ディーゼル発
   電設備起動制御方法。