JPS62239821A

JPS62239821A - 発電所保護装置

Info

Publication number: JPS62239821A
Application number: JP61081644A
Authority: JP
Inventors: 利幸高橋; 一郎下田; 城市　久徳
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-04-09
Filing date: 1986-04-09
Publication date: 1987-10-20

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、タービン駆動の発電機を有する発電所の保護
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

火力発電所あるいは原子力発電所においては。

送電系統の負荷変動に対してタービンへの入力蒸気を蒸
気加減弁およびタービンバイパス弁によって調整してタ
ービン出力を制御し、負荷追従を行っている。

第４図は原子力発電所におけろタービンと発電機の制御
系を概略的に図示したブロック図であり。

原子炉１は制御棒２と制御棒駆動機構３を有しており、
この原子炉１で発生された蒸気は配管４ａ。

４ｂおよび蒸気加減弁５を通ってタービン６に入力され
、このタービン６を回転させる。そして、回転運動に変
換された後の蒸気は復水器７によって水に戻される。タ
ービン６の回転によって発電機８が駆動されて電力が発
生されると、その電力は電路９を介して主変圧器１０に
導かれ、ここで昇圧の後、発電機しゃ断器１１および送
電線しゃ断器１．２ａ、１．２ｂを介して送電系統別の
送電線１３ａ、１３ｂから遠隔地に向けて送電される。

一方、配管４ａには、復水器７に通じるタービンバイパ
ス弁１４と配管１５とが接続されており、発電機出力と
タービン６への入力蒸気とが不整合になった場合には、
このバイパス弁１４と前記蒸気加減弁５の制御によって
発電機出力とタービン入力蒸気とが整合するように調整
される。

タービン制御装置１６は、発電機出力とタービン入力蒸
気との整合制御を担当するもので、変成器１７によって
検出された発電機出力と、蒸気圧検出器１８によって検
出されたタービン入力蒸気をそれぞれ示す信号を受け、
発電機出力とタービン入力蒸気とが整合するように蒸気
加減弁５およびタービンバイパス弁１４を制御する。こ
のタービン制御装置１６は、具体的にはロードアンバラ
ンスリレーと呼ばれる装置を内蔵して発電機出力とター
ビン入力蒸気との整合状態を監視しているものであるが
、蒸気加減弁５およびタービンバイパス弁１４を制御し
た後もアンバランスを解消できない場合は、原子炉制御
装置１９から原子炉スクラム信号２０を発生させ、原子
炉１の動作を停止させると同時に、発電機しゃ断器制御
袋ｖ１２１からしゃ断器１１の開放指令２２を発生させ
、しゃ断器１１を開放させる。さらに、タービン６およ
び発電機８を停止させる。

このような構成の発電所において、送電線】３ａ。

１３ｂの負荷側で落雷等による事故が発生した場合、送
電線しゃ断器１２ａ、１２ｂが開放され、事故が発電所
まで波及するのが防止される。また、図示していない変
電所側での事故が発生した場合は、変電所のしゃ断器が
開放される。このような軽微の事故であれば、発電所に
対する影響も小さいため、蒸気加減弁５およびタービン
バイパス弁１４の制御によって正常な運転状態を維持す
ることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、事故が大きく、発電所出力端での周波数変動
が大きくなった場合、蒸気加減弁５およびタービンバイ
パス弁１４の制御をその周波数変動に追従させることが
できなくなり、これらの弁が両方とも閉じる状態が多く
なって蒸気の流路が閉塞され、その結果として原子炉内
圧力の上昇と水位の上昇を起し、これらが許容値以上に
達した時に原子炉制御装置１９から原子炉スクラム信号
２０が発生され、原子炉１．タービン６、発電機８がい
ずれも停止してしまい、運転再開までに長時間を要し、
停電時間が長くなるという問題があった。

この場合、ロードアンバランスリレーに関しては例えば
特開昭５８−５４８２７号に示されているように、その
出力信号は蒸気加減弁やタービンバイパス弁の制御、あ
るいは原子炉停止信号として使用・されているのみであ
るため、発電所が追従できないような負荷変動に対して
は何故有効な機能を果していない。

本発明の目的は、発電所が追従できないような負荷変動
が生じても運転再開までの所要時間を短くし、停電時間
も短くすることができる発電所保護装置を提供すること
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、タービンへの蒸気入力と発電機出力との偏差
が規定値共ヒになった時に発電機しゃ断器を開放する手
段を設けたものである。

〔作用〕

タービンへの蒸気入力と発電機出力との偏差が規定値共
ヒになったならば、発電機しゃ断器が開放され１発電機
の負荷が切離される。そして、この無負荷の状態で運転
が継続される。

〔実施例〕

第１図は、タービン制御装置内に配置され、タービンへ
の蒸気入力と発電機出力とのアンバランスを検出し、ロ
ードアンバランスリレーを動作させる回路の一実施例を
示すブロック図である。なお、以下の説明では発電所内
の構成は第４図に示した構成とする。

第１図において、２５は変成器１７で検出された発電機
出力電流を整流する整流回路であり、また２６は蒸気圧
検出器１８で検出されたタービン６への蒸気入力圧の信
号に基づいて蒸気圧を検知する圧力検知回路であり、こ
れらの回路２５゜２６の出力信号は演算器２７によりそ
の偏差が求められる。そして、その偏差が例えば４０％
以上になった場合は判定回路２８の出力信号がＯＮとな
る。−・方、整流回路２５の出力信号はもう１つの判定
回路２９に入力され、ここで電流の変化率が監視され、
例えばその変化率が４０％／、１０ｍ５以上になった場
合には、判定回路２９の出力信号がＯＮとされる。そし
て、これら２つの判定回路２８．２９の出力信号はアン
ドゲート３０で論理積が求められ、論理積条件が成立し
た場合に限り、その論理積信号がオアゲート３１を介し
てロードアンバランスリレーに対して駆動信号として入
力される。すなわち、ロードアンバランスリレーは、タ
ービンへの蒸気入力と発電機出力との偏差が規定値を越
え、かつ発電機出力電流が規定値を越えた変化率で変化
している場合に駆動される。なお、３２はインバータで
あり、発電機出力と蒸気入力との偏差が規定値以内にな
ったならば、発電機出力電流の変化率に関係なくロード
アンバランスリレーを停止させるためのものでちる。

第２図は発電機しゃ断器制御装置２１の構成を示すブロ
ック図であり、この制御装置２１は前記条件で作動した
ロードアンバランスリレーの出力信号を発電機しゃ断器
１１の開放指令として取込み、オアゲート３３を介して
発電機しゃ断器１１に入力する。これにより、発電機し
ゃ断器１】は開放される。

なお、オアゲート３３には、発電機８あるいは主変圧器
１０などの故障検出信号などの信号も入力され、これら
の信号が入力された場合にも発電機しゃ断器１１が開放
される。

第３図は送電系統における負荷変動時の出力周波数、蒸
気加減弁流量、タービンバイパス弁流量、原子炉圧力、
原子炉水位の挙動を示す図であるが、発電機しゃ断器１
１が閉じたままであれば、送電系統の周波数が第３図（
ａ）に示すように大きく変動すると、この周波数変動に
追従して蒸気加減弁５およびタービンバイパス弁１４が
動作するので、これらの弁の蒸気流量も第３図（ｂ）、
（ｃ）に示すように大きく変化する。この時、いずれの
弁も閉じ、原子炉１の出力蒸気の流路が閉塞する状態が
現われるため、この結果、原子炉内圧力が上昇し、また
水位が下がるという現象が起こる。

そして、原子炉制御装置１９の制御によって原子炉１が
停止されてしまうという事態に至る。

しかし、本発明によれば、タービン６への蒸気人力と発
電機出力とのアンバランスが規定値以上になった時に、
このことを示す信号が発電機しゃ断器１１の開放信号と
して入力され１周波数が大きく変動している送電系統と
発電機８とが切離される。これによって、発電機８は無
負荷状態となって運転が継続される。

なお、従来からこの種の発電所としては２つの型式があ
る。すなわち、第１の型式は、タービンバイパス弁１４
が原子炉１の１．ｏＯ％出力相当の蒸気を処理でき、し
かも原子炉１が１００％出力で運転している状態のもと
でしゃ断器１１が開放となっても原子炉１は停止となら
ず、発電所内単独運転に移行できるものである。第２の
型式は、タービンバイパス弁１４の容量を例えば；３０
％出力相当とし、原子炉１の出力がそれ以下の時は発電
所内単独運転へ移行可能であるが、以上の時には原子炉
１を停止させるものである。

本発明は前者の型式の発電所に対して最適であるが、後
者の型式の発電所にも適用することができる。その場合
、第】図におけるロードアンバランスリレーの動作条件
に原子炉出力が例えば３０％以下の状態であることを示
す条件を新たな論理積条件として付加すればよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、発電所が追従でき
ないような大きな送電系統の変化があった場合でも、発
電所内単独運転を継続しているため、送電系統での事故
が復旧すれば直ちに送電を開放することができ、需要家
への停電時間も必要最小限の時間に短かくすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明におけるタービン制御装置の内部構成の
一実施例を示すブロック図、第２図は本発明における発
電機しゃ断器制御装置の内部構成の一実施例を示すブロ
ック図、第３図は負荷変動時の発電所内各部の挙動を示
す挙動特性図、第４図は従来における発電所の制御系の
概略率が成を示すブロック図である。１・・・原子炉、５・・・蒸気加減弁、６・・・タービ
ン、７・・・復水器、８・・・発電機、１ｏ・・・主変
圧器、１１・・・発電機しゃ断器、Ｌ３ａ、１３ｂ・・
・送電線、１６・・・タービン制御装置、１７・・・変
成器、１８・・・蒸気圧検出器、１９・・・原子炉制御
装置、２１・・・発電機しゃ断器制御装置。

Claims

【特許請求の範囲】

１、発電機と、この発電機を駆動するタービンと、ター
ビンに蒸気を供給する炉と、前記発電機から発生された
電力を送電する送電線と、送電線と発電機とを切離する
ためのしや断器とを備えた発電所において、前記タービ
ンの蒸気入力と発電機の出力を検出する手段と、検出さ
れた蒸気入力と発電機出力との偏差が規定値以上になつ
たときに前記しや断器を開放させる手段とを備えた発電
所保護装置。