JPS61240829A - 揚水発電々動機の運転方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は揚水発成々動機の運転方法に係わシ、特に発電
々動機に巻線形の誘導機を採用した揚水発電々動機の運
転方法に関するものである。

〔発明の背景〕

従来一般に採用されているこの種発電々動機の運転方法
は次のように行なわれるわけであるが、その前にまずそ
の装置について説明すると、との種装置は第６図に示す
ように、水車１を原動機あるいは負荷機とする発電々動
機２がある。この発電々動機は巻線型誘導機の構成ｔ−
なしておシ、そしてその回転子側にはサイクロコンバー
タ３がスリップリング４を介して結合されている。サイ
クロコンバータ３は変圧器５を介して系統に結合されて
いる。

そしてその運転方法は電動運転時には前記サイクロコン
バータを制御することによυ回転速度を制御し、発電運
転時には回転速度にかかわらず発電周波数を一定に制御
するようにしている。

しかし、この構成及び運転方法では同期速度付近で運転
する場合のサイクロコンバータ電流容量は、サイクロコ
ンバータを流れる電流の極性変更の間隔が長い為に逆並
列の変換器よりなるこのすイクロコンバータの片側のみ
電流が流れる事になシ、この為にスリップの小さい同期
速度付近の運転時には発電電動機の出力を下げるかある
いは所定の出力を保持しようとするならば大きなサイク
ロコンバータを用いる必要があった。

一方揚水発電装置においては発電時と揚水時の定格流量
をほぼ同じ値に設定するのが一般的であシ、このときポ
ンプ水車に代表されるターボ機械の場合には、水車定格
出力での最高効率点に対応する回転数Ｎ、はポンプ定格
出力に対応する回転数ＮＦよ）も低くなるのが一般的で
ある。従って可変速揚水発電装置の可変速度範囲は回転
数Ｎ。

とＮｐを包含する必要がある。

即ち、落差変動、出力変動範囲で水車最高効率点での運
転を維持する為には、定格出力定格落差時の最高効率点
の回転数Ｎｏの周囲に可変速度範囲を確保する必要があ
る。一方、電力系統安定度向上の為に揚水出力制御を行
なう為には定格出力定格揚程時の回転数Ｎｐの周囲に可
変速度範囲を確保する必要がある。尚一般に回転数Ｎｏ
とＮｐは各々水車・揚水速度制御範囲の中で最高速度に
近い値となっているのが普通である。

次にこの速度制御範囲と回転数Ｎｏ、Ｎｐの関係を第２
図、第３図に基づきもう少し詳細に説明すると、可変連
発電電動機用超同期セルビウスの　・場合、サイクロコ
ンバータをなす逆並列サイリスタ変換器の容量は、同期
速度からのずれを単位化したスリップの最大値Ｓ　ｍｍ
ｇに比例する。したがってサイリスタ変換器素子容量を
出来るだけ小さなものとする為には第３図の如く最高速
度Ｎ、、８と最低速度Ｎ　ｍ　ｌ　ｍの中間が同期速度
Ｎｏ　となる様に設定するのが最も小さな最大スリップ
設定値Ｓ　ｍｍ□でＮ　ｅａ　＊　ｘとＮ＋ｓ　ｌ　ｍ
を抱含する方法である。

しかしサイクロコンバータを用いる場合は同期速度付近
での出力周波数が直流に近くなシ、前述の如く出力電流
容量を小さくするかサイクロコンバータを大きくする必
要があった。

又このため従来は第４図の如く水車時速度範囲を同期速
度以下に設定することも行なわれているが、しかし、こ
の設定では第２図の場合と最大スリップ設定値Ｓ、、８
を同一とし変換器素子容量を同一として比較した場合、
水車速度制御範囲が狭くなる為に平均効率が低下する欠
点がある。

尚この種発電々動機のサイクロコンバータを用いたもの
としてはｒＢＢＣレビューＪ１９８２年４１年月１５月
号５頁）がある。

〔発明の目的〕

本発明はこれにかんがみなされたものであシ、したがっ
てその目的とするところは、サイクロコンバータの容量
を増大させることなく（発電効率の向上と）（電動運転
時の速度制御中を広くとることが）可能なこの種発電々
動機の運転方法を提供するにある。

〔発明の概要〕

すなわち本発明は、誘導発電々動機の発電運転時におけ
る運転速度範囲の中心を、同期速度付近に設定するとと
もに、サイクロコンバータラ複数個設け、かつこの複数
個のサイクロコンバータを、発電運転時には並列に、電
動運転時には直列に切換結合するようになし所期の目的
を達成するようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下図示した実施例に基づいて本発明の詳細な説明する
。

水車１を原動機及び負荷機とする発電電動機２は巻線ｍ
訪導機と同一構造を持つ。サイクロコンバータ３は、系
統から変圧器４を介して降圧または昇圧した商用周波数
をスリップ周波数に変換しスリップリング５を介して発
電電動機２の回転子巻線に給電する。サイクロコンバー
タ３は、同一仕様で複数群のブリッジ変換器６よ多構成
される。

更にサイクロコンバータ３には断路器７，８゜９を設け
る。電動機運転時には新路器７と９を断路し、断路器８
を閉路する。従って、変換器の電圧容量はブリッジ変換
器６の直列台数倍になる。

従ってブリッジ単体の場合よシも大きなスリップで運転
する事が可能である。発電運転時には新路器７と９を閉
路し、断路器８を断路する。同時に変圧器４０図示され
ていない低圧側巻線に設けた部分電圧タップに切シ替え
る。部分電圧の値はα励時の定格電圧に対して並列ブリ
ッジ群数分の１程度とする。これによシ周波数変換器３
の電流容量は並列台数倍となシ、同期速度付近での運転
を実現する事が出来る。又本発明では水車運転範囲の中
心を同期速度付近に設定し最大スリップを揚水運転時の
最大スリップの約ブリッジ変換器並列数分の−に設定す
る。これによりサイクロコンバータの電圧定格は最大ス
リップに比例するので水車運転時には揚水時よシも低い
電圧定格で良い。

従って変換器群を並列接続する事により電流容量を増し
、同期速度付近での運転を実現する事が可能である。一
方、揚水時には変換器群を直列とし、同期速度よシ高速
側を中心に運転速度範囲を設定する。本発明を用いると
次の効果が得られる。

第１に（第３図）（第４図）と揚水時最大スリップを同
一とした時、同期速度以上での出力調整幅を大きく設定
できる為、出力制御範囲の空白の影響が小さくなる。こ
れは水車時の定格出力時の速度が上昇すれば揚水時の運
転速度範囲も上昇する為である。

第２に、水車速度制御幅を大きく設定し、水車部分負荷
効率を向上させる事を、第４図の場合と異なり揚水運転
範囲の中心に同期速度で運転不能な範囲が出現する事な
く同時に実現可能である。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように本発明によれば、誘導発電々動
機の発電運転時における運転速度範囲の中心を、同期速
度付近に設定すると＼もに、サイクロコンバータを複数
個設け、かつこの複数個のサイクロコンバータを、発電
運転時には並列に、電動運転時には直列に切換結合する
ようにしたので、発電運転時にはサイクロコンバータの
電流容量を増すことができ、また電動運転時には電圧容
量を増すことができるので、最小のサイリスタ変換素子
容量で最大の水車効率を最大の揚水出力制御中を実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の運転方法を説明するだめの系統図。第
２図は水車と揚水時の速度範囲を示す図。 第３図は同じく同期速度との関係を示す図。第４図は従
来の運転範囲を示す図。第５図は本発明の運転範囲を示
す図。第６図は従来の運転方法を説明するための系統図
である。 １・・・水車、２・・・発電電動機、３・・・サイクロ
コンバータ、５・・・変圧器、４・・・スリップリング
、６・・・ブリッジ変換器、７．　８．　９・・・断路
器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、水車と、この水車に結合された巻線形の誘導発電々
   動機と、この誘導発電々動機の二次側に結合されたサイ
   クロコンバータとを備え、電動運転時には前記サイクロ
   コンバータを制御することにより回転速度を制御し、発
   電運転時には回転速度にかかわらず発電周波数を一定に
   制御するようになした揚水発電々動機において、前記誘
   導発電々動機の発電運転時における運転速度範囲の中心
   を、同期速度付近に設定するとともに、前記サイクロコ
   ンバータを複数個設け、かつこの複数個のサイクロコン
   バータを、発電運転時には並列に、電動運転時には直列
   に切換結合するようにしたことを特徴とする揚水発電々
   動機の運転方法。