JPS62152347A - 発電機の巻線温度制御装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は冷却器を備えた発電様に係り、特に、冷却器の
冷ｒＡ媒体流量を制御することによって発電機巻線温度
を制御する巻線温度制御装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

第５図はこの種の従来の巻線温度制御装置の全体構成図
である。同図においてタービン発電機１は冷却器２を備
えている。この冷却器２は一次冷却媒体として冷却水を
送給することにより二次冷却媒体としての空気または水
素ガスを冷却し、この二次冷却媒体が発電筬１の巻線を
冷却する。この場合、発電１１の内部温度は必ずしも一
様ではなく、その代表値として冷却器２の出口側におけ
る二次冷ｌ！Ｉ媒体の温度すなわち基準温度を検出する
べく抵抗測温素子（ＲＴＤ）３が設けられ、この抵抗測
温素子３に接続された１〜ランスミツタ４から基準温度
に対応した電気信号が出力される。

この電気信号は電気／空気設定器５に入力され、ここで
巻線温度を所定値以下に保持するに好適な二次冷却媒体
温度の設定値と比較され、その偏差に比例した空気圧力
信号に変換される。また、冷却器２の冷却水流出系統に
は、電気／空気設定器５の空気圧力に応動して前記温度
偏差が零になるように弁を開閉する流用制御弁６が設け
られている。

かくして、発電ｖ！１１の負荷が増減して巻線の電流が
変化した場合でも二次冷却媒体の温度が設定値に保持さ
れるので巻線を絶縁する絶縁物も許容温度以下に抑えら
れ、これによって発電機の連続運転が可能となる。

ところで、上述した従来の巻線温度制御装置にあっては
、発電機負荷が増大した場合に絶縁物を許容温度以下に
保持することに重点をおいて二次冷却媒体の温度を設定
している。このため、発電機が低負荷運転されて巻線電
流が少ないときに、二次冷却媒体の温度をより高く設定
しても絶縁物に悪影響を及ぼす虞れがないにも拘らず、
高負荷時と同様に二次冷却媒体の温度を高く抑えており
、従って絶縁物から見て十分すぎるほどに余裕を持った
運転がなされていた。このことは、発電設備の高効率化
を阻害するものであった。

すなわち、二次冷却媒体基準温度Ｔと発電機風損ＷＬと
は第６図の曲線Ｓに示すように、温度Ｔが上昇するほど
風損ＷＬが低下するという関係にあり、二次冷却媒体の
温度を可能な限り高くするほど発電機効率も上がる。し
かしながら、従来の巻線温度制御装置は低負荷時に余裕
をもたせすぎているため、発電機風損を低減して高効率
運転することができなかった。

〔発明の目的〕

本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
、発電機の低負荷運転時の風損を著しく低減させ得、こ
れによって高効率運転を可能にする発電機の巻線温度制
御装置の提供を目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、第１図に示すように、一次冷却媒体を流して
二次冷却媒体を冷却し、この二次冷却媒体によって巻線
を冷却する冷却器を備えた発電機において、一次冷却媒
体の流量流堡を制御するための流量制御弁と、二次冷却
媒体の温度を検出する温度検出手段と、発電機の出力電
流を検出する電流検出手段と、この電流検出手段の電流
検出値に対応する二次冷却媒体の許容最高温度を設定す
る温度検出手段と、この温度検出手段の許容温度設定値
と温度検出手段の温度検出値との偏差が零になるように
流ｍ制御弁の開度を制御する制御手段とを具備したもの
である。

〔発明の実施例〕

第２図は本発明の一実施例の全体構成図であり、図中第
４図と同一の符号を付したちのはそれぞれ同一の要素を
示している。そして、巻線の温度を検出する抵抗測温素
子７と、巻線に流れる電流を検出するための変流器８と
を新たに設けると共に、第４図中のトランスミッタ４の
代わりに、抵抗測温素子３の出力信号、抵抗測温素子７
の出力信号および変流器８の出力信号をそれぞれ入力し
、所定の演算、判断を行って流ｍ制御弁６の弁開度信号
を電気／空気設定器５に加える温度制御部９を設けてい
る。

ここで、温度制御部９はマイクロコンピュータを主体と
して構成されており、ＲＯＭに記憶されたプログラムに
よって適切な弁開度を演算し、この弁開度に対応した電
気信号を出力するものである。

上記のように構成された本実施例の作用を第３図のフロ
ーチャートをも参照して以下に説明する。

抵抗測温素子３は冷却器２の二次冷却媒体出口側に設け
られており、二次冷却媒体の基準温度に対応する抵抗値
となり、抵抗測温素子７は発電機１の巻線温度に対応す
る抵抗値になっている。また、変流器８は発電Ｉａ１の
出力電流に比例した電流信号を出力する。

温度制御部９はこれらの抵抗値および電流信号に基づき
、先ず、ステップ１０１で発電機出力電流Ａ、二次冷却
媒体基準温度Ｂおよび発電機巻線温度Ｃを演算する。次
にステップ１０２では、発電機巻ｍ温度Ｃが絶縁物の許
容最高温度に基づいて決定される制限温度以上か否かの
判定が行われる。この判定によって発電機巻線温度Ｃが
制限温度以上であった場合にはステップ１０７の処理に
移り、両温度差に相当する電気信号を電気／空気設定器
５に加える。このとき、電気／空気設定器５は入力され
た電気信号に対応する空気圧信号により、流量制御弁６
を開操作するように制御する。

この結果、二次冷却媒体基ｔ！一温度が下げられると共
に、発電機巻線温度も制限温度より下げられる。

次に、ステップ１０２の処理により、発電別巻＄１温度
Ｃが制限ｉｔよりも低いと判定された場合には、ステッ
プ１０３で二次冷却媒体の最高許容温度りを決定する。

この場合、発電機出力電流から巻線温度を算出し得、さ
らに巻線温度に対応する適切な二次冷却媒体の最高許容
温度りを決定し得るけれども、この実施例では演算処理
を容易にするために、発電様出力電流と二次冷却媒体の
最高許容温度とが対応するように記憶させている。

したがって、発電機の出力電流△が決まると二次冷却媒
体の最高許容温度りを速やかに決定することができる。

このようにして二次冷却媒体の最高許容温度りが決定さ
れると、ステップ１０４ではこの最高許容温度りとステ
ップ１０１で求められた二次冷却媒体基準温度Ｂとを比
較する。そして、二次冷却媒体基準温度Ｂが最高許容温
度りよりも低いと判定された場合、すなわち、ＤＡＢと
判定された場合にはステップ１０５にて両温度差に相当
する電気信号を電気／空気設定器５に加えることによっ
て流量制御片６は閉方向に操作される。この結果、二次
冷却媒体の基準温度は最高許容温度りまで高められる。

また、ステップ１０４での比較ににす、二次冷却媒体基
準温度Ｂと最高許容温度りとが等しいと判定された場合
、すなわち、Ｄ＝Ｂと判定された場合にはステップ１０
６にて今までと同じ電気信号を電気／空気設定器５に加
え続けることによって流量制御弁６を現状開度に保持す
る。この結果、二次冷却媒体の基準温度は最高許容温度
りに保持される。一方、ステップ１０４での比較により
、二次冷却媒体基準温度Ｂが最高許容温度りよりも高い
と判定された場合、すなわち、ＤＡＢと判定された場合
にはステップ１０７にて両温度差に相当する電気信号を
電気／空気設定器５に加えることによって流量制御弁６
は開方向に操作される。この結果、二次冷却媒体基準温
度は速やかに最高許容温度りに戻される。

このようにして、弁開度制御を実行した後は、ステップ
１０８にて発電機出力電流Ａ′、二次冷ＩＪＩ媒体基準
温度Ｂ′および発電機巻線温度Ｃ′を演算すると共に、
ステップ１０１での演算結果と置き換え、以後上述した
処理を繰返す。

かくして、この実施例によれば、発電機の負荷状態に応
じて二次冷却媒体の最高許容温度りを定めると同時に、
二次冷却媒体の基準温度Ｂ　ｈ＜最高許容温度りになる
ように一次冷却媒体を流■制御するので、発電機の風損
を常に最少にすることができ、これによって低負荷状態
でｂ高効率で運転することができる。

ところで、冷却水の流量制御においてはストローク比と
流ル比とがどのような関係にあるかによってＩ１１御精
度が左右される。第６図はその代表例を表わしたちので
、曲線ＶＡに示すエコールバーセント特性を有するもの
、曲線ＶＢに示すリニア特性を有するもの、および、曲
線ＶＣに示すクイックオーブン特性を有するもの等があ
る。

上記実施例では発電機の低負荷状態、すなわち、冷却水
の低流量域で高精度の制御性が要求されることになり、
この点を考慮すると第６図の曲線■Δに示すエコールバ
ーセント特性を有する流量制御弁を使用することが最適
と言える。

なお、上記実施例では流量制御弁６の制御信号として二
次冷却媒体の基準温度と許容最高温度・設定値との偏差
を用いたが、この代わりに発電前巻線の検出温度と絶縁
物の許容最高温度との偏差を用いても上述したと略同様
の作用を行わせることができる。

〔発明の効果） 以上の説明によって明らかな如く、本発明によれば二次
冷却媒体の温度を、二次媒体の最高許容温度設定値にな
るように一次冷却媒体の流量を制御するので、介１習機
の低負荷時のｊ風損を著しく低減させ得、これによって
高効率運転が可能になりと言う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例の全体構成図、第３図は同実施例の作用を
説明するためのフローチャート、第４図は同実施例の主
要素の動作特性図、第５図は従来の発電機の巻線温度制
御装置の全体構成図、第６図は同装置の作用を説明する
ために、温度と風損との関係を示した線図である。 １・・・発電機、２・・・冷却器、３，７・・・抵抗測
温素子、６・・・流１制御弁、８・・・変流器、９・・
・温度制御部。 出願人代理人　　佐　　藤　　−離 地１図 第２図 艷５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一次冷却媒体を流して二次冷却媒体を冷却し、この二次
   冷却媒体によって巻線を冷却する冷却器を備えた発電機
   において、前記一次冷却媒体の流量を制御するための流
   量制御弁と、前記二次冷却媒体の温度を検出する温度検
   出手段と、前記発電機の出力電流を検出する電流検出手
   段と、この電流検出手段の電流検出値に、対応する前記
   二次冷却媒体の許容最高温度を設定する温度設定手段と
   、この温度設定手段の許容最高温度設定値と前記温度検
   出手段の温度検出値との偏差が零になるように前記流量
   制御弁の開度を制御する制御手段とを具備したことを特
   徴とする発電機の巻線温度制御装置。