JPS5914398A - 同期発電機励磁装置 - 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】 本発明はサイリスタを応用した同期発電機用の自励形靜
止励磁装置の初励磁口−路の改良に関する。

第１図はサイリスタを応用した同期発電機用の静止励磁
装置を示した図であシ、発°成機の出力電圧を励磁電源
とする自励形の励磁装置である。同図は界磁の直流回路
を除いて単線図で画いであるが、励磁電源は一般に３相
が使用されている。そして、サイリスタ７は、ブリッジ
形に接続されておシ、各整流アームに全てサイリスク素
子を使用したいわゆる全波制御ブリッジのように構成さ
れている。このような自励形の励磁装置においては発電
機起動時に発電機出力電圧を確立するためには初励磁を
与えＣやることが必要である。即ち発電機が定格速度に
達したことを条件に界磁開閉器４を閉路し、更に初励磁
用開閉器１３を閉路して直流電源１６から、抵抗器１５
、ダイオード１４を介して初励磁電流を発電機界磁巻線
２に与える。

この初励磁電流は一般には発電機定格電圧の３０〜５０
％の出力電圧に相当する量が与えられる。

ここで初励磁電流によって、上記の電圧が発電機出力端
子に発星すれば、それを入力信号及び制御電源とする自
動電圧調整器（ＡＶＲ）１１及びゲートパルス発生器ｌ
Ｏの正常な動作が可能となる。

更にＡＶＨの整定電圧ＶＲが定格値にあるので、ＡＶＲ
はその偏差信号によって、サイ９２２フ０点弧制御角（
ａ）を少として界磁電圧を高め発刊機電圧を定格電圧ま
で上昇させる。次に発電機出力電圧が定格出力近くとな
れば、電圧リレー１７が動作し、初励磁用開閉器１３を
開き初励磁回路を切離す。この後発電機電圧はＡＶＨに
よって定格電圧に制＃Ｉａれる。尚初励磁回路の抵抗器
１５は初励磁電流値を制限するものであｐ１ダイオード
１４は発電機出力電圧確立の過程でサイリスタ出力電圧
が初励磁用直流電源電圧１６よｐ高くなった場合にサイ
リスタ７から直流電源へ逆流が流れるのを防止するもの
である。尚、同図において、８は励磁変圧器でｈシ、１
２は計器用変圧龍である。

第１図に示すような従来の方式は、励磁装置及びそれに
関連した機器の動作が正常であれば、支障なく作動し何
ら問題がないが、もし、励磁装置等に異常が生じて、初
励磁用開閉器１３が開放する時に発電機の界磁電流を切
ることになるが界磁巻線のインタフタンスが大きいため
初励磁用開閉器１３では電流を切ることができずアーク
にょシ損傷することがある。

即ち、発電機出力電圧は初励磁電圧印加後３〜５秒程度
で完了するのが普通であｐ１初励磁用開閉器１３は電圧
リレー１７によシ開放されるが、仁の時の初励磁回路か
ら発電機界磁巻線に供給される電流は励磁装置に異常が
ない場曾、ＡＶＲによって制御８れたサイリスタの出力
か電圧が初励磁回路の直流電源電圧よシも高いのでほと
んど零電流となシ、初励磁用開閉器１３はアークを発生
させることなく開放することができる。しかし、同期発
電機電圧確立後に励磁装置の自励系に異常が発生した場
合には初励磁回路に電流が流れ、初励磁開閉器は電流を
切ることで損傷することになる。

本発明は以上の点に鑑みて成されたもので、その目的と
するところは、上記の如く同期発電機電圧確立後に励磁
装置の自励系に異常が生じた時でも初励磁開閉器を損傷
させることなく、且つ大きなインダクタンス負荷に流れ
る初励磁電流を安全に除外することができる装置を提供
するにある。

本発明は発電機電圧確立時の電圧継電器１７の誤動作、
発電機電圧確立後のサイリスタ７の出ヵ電圧低ド、ゲー
トパルス発生器１０のパルス欠相めるいは励磁装置自励
系の電流低下等励磁装置の自励系に異常が発生した場合
初励磁用開閉器１３が初励磁電流をしゃ断することによ
υ、初励磁開閉器を含めた初励磁回路の部品を損傷する
従来技術に対し、前記記載の励磁装置自励系の異常が発
生した場合、初励磁開閉器１３を開放（切る）するのを
止めて、界磁開閉器４をしゃ断することにより、整流回
路で構成する初励磁回路を保独できることを提供するも
ので、１蘭の部品不良により大きな事故に波及すること
を未然に防止する効果がある。

以上、本発明の一実施例について説明するに、まず、第
１図において説明したように従来、初励磁電流を除外す
る条件としては、１）発電機電圧確立によシ、電圧リレ
ー１７が動作した場合、２）界磁開閉器４が開路した場
合であ多、前記のような同期発電機電圧確立後、励磁装
置の自励系異常時に初励磁開閉器１３関放するのを止め
て界磁開閉器４を開放させる処理は取られなかった。

そこで本発明は、同期発１！機電圧確立時の電圧リレー
１７の誤動作により、あるいは同期発電機電圧確立後の
励磁装置自励系の異常によシ、サイリ＼ スタフ出力電圧が直流電源１６の酸比よシも低いのにか
かわらず、初励磁回路から発′を機界磁巻線２に界磁電
流が流れている時には初励磁開閉器１３の開放は行なわ
ず、界磁開閉器４を開放することによシ初励磁回路機を
保護できるようにしたものである。すなわち、従来は電
圧確立時の初励磁開閉器１３の開放指令を′酸比リレー
１７のみに頼っていたものに対し、電圧リレー１７の指
令の外に励磁装置自励系の異常をも確認し、初励磁開閉
器を確実に開放できるように安全を期したものである。

第２図は本発明の一実施例を示したシーケンス回路であ
υ、まず同期発電機１へ初励磁用直流電源１６の印加は
初励磁用開閉器１３の閉成によ９行なわれる。つまシ初
励磁印加を指令するａ接点′Ｆが閉しているときに、界
磁開閉器４が閉しており、さらに初励磁用開閉器１３が
開（ｂ接点１３が閉）していることを条件に瞬時動作限
時復帰の補助継続器１３Ｘが励磁され、その接点１３Ｘ
によシ、初励磁開閉器１３の閉成用コイル１３Ｃが励磁
されて１３の閉成が行なわれる。接点１３Ａは１３の閉
成用コイル１３Ｃが励磁されている時閉し、開放用コイ
ル１３Ｔが励磁されるとき開するような接点であり、１
３の開放用コイル１３Ｔは前記したように初励磁電圧印
加後発遡機出力電圧が成立したと、き、発電機出力電圧
が規定値に達した′ことを検出する継電器１７のａ（接
点１７閉）、あるいは界磁開閉器４が初励磁印加中に何
らかの理由によシ、（４のｂ接点４が閉）開放用コイル
１３Ｔにより１３が開放されても界磁巻線への初励磁が
停止される。以上のように発屯機界起動時の初励磁印加
が行なわれる。

継電器１８は本発明によシ附加されたもので、初励磁電
流が零に近い値を検出する継電器で継電器１８と電圧継
電器１７が共に閉（ａ接点１８゜１７が閉）の時に初励
磁用開閉器１３が開放される。

初励磁印加後電圧リレー１７が規定値に達せず、１７が
動作しない場合はａ接点２０が閉成して界磁開閉器４を
開放する。一方４の開放によｐｂ接点４が閉成して１３
の開放用コイル１３Ｔを励磁する。このとき１３が開放
されるときには、すでに４が開放しておシ、界磁巻線２
のリアクタンスに蓄えられたエネルギーによって初励磁
用開閉器１３が損傷を受けることはない。

さらに第３図は初励磁電流検出継電器を設けた本発明の
一実施例を示します。つまり、初励磁電流が流れている
のを初励磁制限抵抗１５の電圧降下を継電器１８で検出
します。

以上本発明の一実施例第２図、第３図によれば、同期発
電機電圧確立特発電機電圧リレー１７の誤動作によって
初励磁回路に流れる界磁電流を初励磁開閉器はしゃ断す
ることがなくなシ、界磁開閉器４が開放された後で初励
磁開閉器が開放させることができる。尚、初励磁電流検
出継電器１８の検出方法としてＤＣ−ＣＴを使用すると
か、また電流リレーを使用するとかによって初励磁電流
が零に近くなったことを検出できることは云うまでもな
い。

次に本発明の一実施例を第４図および第５図で説明する
。第４図および第５図は前記第２図および第３図で説明
した初励磁電流検出継電器１８に代り、サイリスタ７の
出力電圧低下を検出する電圧継電器１９によシ、初励磁
回路を保護するもので、同期発電機電圧確立後、電圧リ
レー１７１Ｃより初励磁開閉器１３の開放指令が出ても
、サイリスタ出力電圧が直流電源１６よシも低い時は、
電圧継電器１９を不動作（ａ接点１９が開放、ｂ接点１
９が閉）とすることによシ励磁装置の自励系の異常と判
断し、初励磁開閉器１３を切るのをやめて界磁開閉器４
を開放させるものである。

更に本発明の一実施例を第６図から第８図で説明する。

第６図および第７図は前記第４図および第５図で説明し
たサイリスタ出力電圧低下を検出する電圧継電器１９に
代シ、サイリスタ出力電流低下を検出する電流低下検出
器２０によシ、初励磁回路を保護するもので、同期発電
機電圧確立後電圧リレー１７により初励磁開閉器１３の
開放指令（ａ接点１７が閉路）が出ても、励磁装置自励
系の電流低下が発生している時は電流低下検出器２０に
よシ検出しくａ接点２０が開放、ｂ接点２０が閉）初励
磁開閉器１３を切るのをやめて界磁開閉器４を開放させ
るものである。

また第８図および第９図は前記第４図および第５図で説
明した電圧継電機１９に代り、ゲートパルス発生器１１
のパルス欠相を検出するパルス欠相検出器２１によシ、
初励磁回路を保護するもので、同期発電機電圧確立波電
圧リレー１７によシ初励磁開閉器１３の開放指令が出て
もパルス欠相検出器が動作（ａ接点２１が開放、ｂ接点
２１が閉）しているときは初励磁開閉器１３を切るのを
やめて界磁開閉器４を開放させるものである。

尚前記第６図及び第７図で説明した励磁装置の自励系の
電流低下検出方法は第１０図で示した如くサイリスク交
流側で検出可能であることは云うまでもない。

また第６図、第７図で説明した励磁装置自励系の出力低
ドおよび第８図、第９図で【況明したパルス欠相の一実
施例は第４図、第５図で説明したサイリスタ出力電圧低
下の一実施例によ）間接的に検出できる効果があること
は云うまでもない。

本発明によれば同期発を機電圧確立時または電圧確立後
の励磁装置の異常による初励磁回路機器の損傷を防止で
きることになシ、同期発電機電圧確立を安全でかつ確実
にできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はサイリスタを用いた四Ｍ機の静止形励磁装置の
構成を示す接続図、第２図は本発明になる発電機出力電
圧リレー誤動作時の保護シーケンスの具体的一実施例を
示した図、第３図は本発明になる初励磁電流零検出回路
の一実施例を示した図、第４図ケよ本発明になるサイリ
スタ出力電圧低下時の保護シーケンスの具体的一実施例
を示［７た図、第５図は本発明になるサイリスタ出力電
圧低下検出回路の一実施例を示した図、また第６図は本
発明になる励磁装置自励系出力直流低下時の保護シーケ
ンスの一実施例を示した図、第７図は励磁装置自励系出
力電流低下検出回路の一実施例を示した図、第８図およ
び第９図はゲートパルス発１・・・同期発電機の電機子
、２・・・同期発電機の界磁巻線、４・・・界磁開閉器
、５・・・放電抵抗器接点、６・・・放電抵抗器、７・
・・サイリスタ、８・・・励磁電源変圧器、９・・・サ
イリスタゲート回路、１０・・・サイリスタゲートパル
ス発生器、１１・・・自動電圧調整器（ＡＶＲＩ、Ｖ　
Ｒ，・・・ＡＶＲ整定電圧、１２・・・計器用変圧器、
１３・・・初励磁用開閉器、１４・・・逆流阻止ダイオ
ード、１５・・・電流制限抵抗、１６・・・直流電源、
１７・・・電圧継電器、１８・・・電圧継電器（初励磁
電流零検出器）、１９・・・サイリスク出力電圧継電器
、２０・・・サイリスタ出力電流検出器、２１・・・パ
ルス欠相検出器、２２・・・分流器、２３・・・変流器
。 第　４図 も　５　区 も　Ｃ口 も　１　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、同期発電機、該同期発電機の出力回路に接続されサ
   イリスタを備えた整流回路、前記同期発電機の界磁巻線
   と前記整流回路出力端との間に接続された界磁開閉器で
   構成する励磁装置の自励系と、同期発電機を起動する際
   に初励磁電流を前記界磁巻線に印加する次めの初励磁用
   直流電源、該初励磁用直流電源と前記整流装置出力端と
   の間に接続された初励磁用開閉器で構成する初励磁回路
   とよ構成る同期発に機励磁装置において、初励磁用開閉
   器の投入によシ起動される前記同期発電機用出力電圧が
   規定電圧以上に電圧確立後、前記励磁装置の自励系に異
   常が発生したことで初励磁開閉器を切るのを止めて界磁
   開閉器を開放することを特徴とする同期発電機励磁装置
   。 ２　、　Ｚ＃許梢求の範囲第１項記載の同期発電機励磁
   装置において、励磁装置自励系の異常を初励磁回路に流
   れる電流によシ検出することで初励磁開閉器を切るのを
   やめて、界磁開閉器を開放することを特徴とする同期発
   電機励磁装置。 ３、％許請求の範囲第１項記載の同期発電機励磁装置に
   おいて、励磁装置自励系の異常をサイリスタ出力電圧低
   下を検出することで初励磁開閉器を切るのを止めて、界
   磁開閉器を開放することを特徴とする同期発電機励磁装
   置。 ４、特許請求の範囲第１項記載の同期発￥Ｍ、磯励磁装
   置において励磁装置自励系の異常をゲートパルス発生器
   のパルス欠相を検出することで初励磁開閉器を切るのを
   止めて、界磁開閉器を開放することを特徴とする同期発
   電機励磁装置。