JPS622899A - 同期機の乱調・脱調防止方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は同期機の乱調・ａｍ防止方法に関する。

〔従来の技術〕

第２図は、例えば、「電気協同研究」　（第３４巻第５
号第■編、Ｐ２１９〜２２２、昭和５４年１月、社団法
人電気協同研究会）に示された従来の同期発電機の乱調
を抑制するための装置、電力系統安定化装置ＰＳＳ　（
Ｐｏｗｅｒ　　Ｓｙｓｔｅｍ　　５ｔａｂｉｌｉｚｒ）
を用いた励磁制御装置の回路構成図である。図において
、１は同期発電機、２は交流励磁機、３はこの交流励磁
機際２の端子電圧を一定に保つための自動電圧調整装置
ＡＶＲ，４は同期発電機ｌの端子電圧を検出するための
ＰＴである。５はＰＳＳであって、同期機ｌの角速度ω
、周波数ｆまたは電力Ｐを取込んで偏差信号Δω、Δｆ
またはΔＰを得るための直流及び高周波除去部６、上記
偏差信号Δω、Δｆまたは　ΔＰの位相補償部７、この
位相補償部６の出力信号を制限するリミッタ部８からな
る。９はＰＴ４が検出した端子電圧とＰＳＳ５が作成す
る上記偏差信号とから同期発電機１の界磁電圧を制御す
る自動電圧調整器ＡＶＲ１１０は交流励磁機２が発生す
る交流電圧を直流に変換するサイリスク装置であって、
ＡＶＲ９の信号に応じて同期発電機ｌの界磁電圧を調整
する。

次に動作について説明する。自動電圧調整器９はＰＴ４
が検出した同期発電機ｌの端子電圧と電力系統安定化装
置ｐｓｓが作成した偏差信号Δω、ΔｆまたはΔＰの信
号との和に応じた間期機界磁電圧が得られるようにサイ
リスク装置１０の点弧角を制御する。

同期発電機１の微小外乱に対して同期発電ｉｆが安定す
るためには、下記（１１式で表わされる線形近似動揺方
４′程式の制動トルク係数り及び同期化トルクＫが、Ｄ
＞０、Ｋ＞０となる必要がある。

（Ｍ／（＝ｉ　ｏ　）　Ｓ”Δδ＋（ｎ／ａ＋ｏ）３Δ
δ十にΔδ＝０・・・・・・・・（１） 但し、δ：内部相差角 Ｓ：演算子 ＰＳＳ５が付加されていない場合には、同期化トルクＫ
が大きくなり、電力系統故障後の内部相差角過渡動揺の
第１波は抑制され過渡安定度は向上するが、力率が１に
近く、内部相差角δが大きい運転点では、制動トルク係
数りが負になりやす（、特に、高ゲインで、高速応性を
有するＡＶＲではこの傾向が強くなり、第２波以降の動
揺の減衰が悪くなり、かえって拡大される場合がある。

上記内部相差角の動揺時にＰＳＳ５が作成するΔω、Δ
ｆまたはΔＰは正弦波状に変化するので、同期機界磁電
圧が正弦波状に脈動する。これにより、同期機発生トル
クも正弦波状に脈動するので、制動トルク係数りが大き
くなりδの動揺が抑制される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、ＰＳＳ５を設けることにより相差角過渡動
揺の第２波以降を抑制することができるが、速度偏差信
号Δωまたは周波偏差信号△ｆの検出感度を高めようと
すると、ノイズ成分の混入が避けられず、また、電力偏
差ＡＰの検出にはまず瞬時電力を検出すればよいが、こ
れには第２高調波成分が含まれるから、ローパスフィル
タ、バイパスフルタが必要になり、偏差信号の位相変化
が起こる。このため、この位相変化を考慮して回路定数
を決定しなくてはならず、回路定数決定作業が相当能し
い作業となる上、過渡時には不正確な過渡波形しか求め
られず、この波形に基づいて界磁電圧を制御することに
なると云う問題があつた。

この発明は上記問題に鑑みてなされたもので、従来に比
し、簡単な回路構成で、しかも、回路設計が容易で、安
価に製作することができる同期機の乱調・ａ羽防止方法
を得ることを目的とする。

〔問題を解決するための手段〕

この発明は上記目的を達成するため、同期機の内部相差
角を検出し、この内部相差角が所定値より増大した場合
には増分に比例して界磁電流を増加させる構成としたも
のである。

〔作用〕

この発明では、内部相差角の増加に対し界磁電流が増加
するという制御で、大きな制動トルク係数値が得られ、
乱調防止効果が得られる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図である。

同図において、１１は回転子位置検出器であって、同期
発電機１に軸結され、同期発電機１の回転子の回転位置
（以下、回転子位置と云う）に対応した方形波を発生す
る。１２は内部相差角検出装置であって、ＰＴ４が出力
する同期発電機ｌの端子電圧と上記回転子位置（信号）
を取込んで内部相差角δを演算・検出する。１３は界磁
制御装置であって、内部相差角検出装置１２が検出した
内部相差角δと内部相差角指令値δ０との偏差Δδ＝δ
−δ０を制御入力として界磁電流ｉｒを図に示す特性Ａ
に従い、即ち、下記のように制御する。

（ａ）Δδ二〇の場合、 界磁電流ｉｆを低レベルの一定植に制御する。

（ｂ）Δδ〉０の場合、 界磁電流ｉｆが、内部相差角δの増減に対して直線的に
比例して増減するように制御する。

なお、内部相差角指令値δ０は同期発電機１の特性によ
っても異なるが、本実施例では、はぼ０度とする。

次に動作について説明する。周知のように、同期発電機
ｌの負荷が増加すれば内部相差角δが増加する。この内
部相差角δが内部相差角指令値δ０に達するまでは、本
実施例では、界磁電流ｉｆが低レベルの一定植に維持さ
れるが、δがほぼ０度に近い小さい値であるた場合には
、界磁電流ｉｆを小さくすれば乱調は防止される。

重負荷状態となって内部相差角δが増大するとこれに比
例して界磁電流ｉｆが増加するので、前記した制動トル
ク係数が増大して乱調が防止される。また、界磁電流ｉ
ｆが増大すると、同期発電機１の発生トルクも増大する
ので、税調も防止される。このように、本実施例では、
内部相差角δが増えると界磁電流ｉｆが増加するので、
負荷が急変した場合も、発生トルクが大きくなって脱調
が防止される。

なお、上記実施例では、同期発電機の場合について説明
したが、この発明は同期電動機に実施して同様の効果を
得ることができる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明した通り、内部相差角の増減に応じ
界磁電流を調整して乱調・脱調を防止するものであり、
内部相差角の信号検出にはノイズが発生しにくく、ＰＳ
Ｓにおけるようなフィルタの使用を避けることができ、
位相補償のだめの回路が不用となるので、回路設計・調
整が容易であり、費用が安価になる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すブロック図、第２図は
電力系統安定化装置を有する従来の励磁制御装置を示す
ブロック図である。 図において、１−・−同期発電機、４−・電圧検出器、
１１−回転子位置検出器、２−・内部相差角検出装置、
１３−界磁制御装置。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 同期機の内部相差角を検出し、該内部相差角が、所定値
   以下である間は界磁電流を一定植に制御し、該所定値こ
   える領域では両者の偏差に対応して界磁電流を増加させ
   ることを特徴とする同期機の乱調・脱調防止方法。